Description du crit`ere de Daddi et al (2004)

Daddi et al. (2004) proposent un crit`ere deux couleurs simple bas´e sur les magnitudes en bandes B, z et K et qui s´electionne des galaxies `a 1.4 ≤ z ≤ 2.5.

Ils d´efinissent la variable BzK de la mani`ere suivante :

BzK = (z_{− K)}AB− (B − z)AB. (5.1)

Les magnitudes sont calcul´ees en syst`eme AB (cf Annexe A pour plus de d´etails sur ce syst`eme de magnitude).

Cette variable BzK permet de s´electionner les galaxies formant activement des ´etoiles avec z>1.4 en utilisant la relation suivante :

BzK ≥ −0.2 (5.2)

En revanche, les syst`emes qui subissent une ´evolution passive avec z>1.4 satisfont le crit`ere suivant :

BzK <_−0.2 (z − K)AB > 2.5

(5.3)

Ces deux classes de galaxies BzK, `a savoir les BzK formant activement des ´etoiles, ou Star-Forming BzK, et les BzK passives, sont repr´esent´ees `a la Fig. 5.1 par des triangles pleins et des ronds pleins respectivement. Cette figure, tir´ee de Daddi et al. (2004), montre ´egalement une limite en pointill´es pour s´eparer les ´etoiles des galaxies dans leur ´echantillon. Les symboles pleins correspondent `a des sources avec un redshift spectroscopique confirm´e. Les rectangles vides correspondent aux sources avec un redshift photom´etrique zphot > 1.4. Daddi et al. (2004) ont test´e ce crit`ere de mani`ere empirique sur les 504 galaxies avec redshift spectroscopique du relev´e K20 (K<20), dont 32 objets sont situ´es `a z>1.4. Ils ont confirm´e leurs r´esultats par des simulations avec les mod`eles de populations stellaires synth´etiques de Bruzual and Charlot (2003). Ils ont montr´e que les populations consid´er´ees ac- tives et passives de ces mod`eles suivaient bien le crit`ere et ´etaient correctement s´electionn´ees. Ils ont ´egalement analys´e d’autres relev´es de galaxies, comme le GDDS ou des s´elections de galaxies GOODS avec redshifts photom´etriques pour valider compl`etement leur crit`ere. De plus, ils soulignent que leur crit`ere reste efficace pour s´electionner les galaxies formant acti- vement des ´etoiles et les galaxies passives mˆeme en cas de forte extinction par la poussi`ere. Je reviendrai sur ce point `a la sous-section 5.1.3 o`u je regarde la validit´e de ce crit`ere par

rapport `a un ´echantillon de sources s´electionn´ees `a 24 µm, et donc potentiellement fortement affect´ees par la poussi`ere.

region in this plane, well separated by lower redshift galaxies, with the bluest B_{! z color at fixed z ! K. By defining}

BzK" (z ! K )AB! (B ! z)AB; ð1Þ it follows that z> 1:4 star-forming galaxies are all selected by the criterion

BzK_{% !0:2; ð2Þ}

i.e., to the left of the solid line in Figure 3. In Figure 3 are also marked the spectroscopically confirmed passive systems at z> 1:4. The classification of these old galaxies relies on the de- tection of significant continuum breaks and absorption features in the rest-frame 2500–30008 region (Cimatti et al. 2004). Being the reddest objects in both B! z and z ! K colors, old

stellar systems at z> 1:4 can also be readily isolated in a BzK diagram using

BzK<!0:2 \ (z ! K )AB> 2:5: ð3Þ All objects with zphot> 1:4 are also selected by the above criteria, as evident from Figure 3. Thus, the overall BzK- selected sample includes 25 star-forming galaxies at z> 1:4 having BzK% !0:2 (15 zspecand 10 zphot) and seven old gal- axies at z> 1:4 having BzK <!0:2 and z ! K > 2:5 (4 zspec and 3 zphot). The above criteria are therefore quite efficient in singling out z> 1:4 galaxies, since the lower redshift ‘‘inter- lopers’’ are only 13% of the resulting samples, i.e., five objects (including 3 Chandra sources at 0:8 < z < 1:2 and 2 star- forming galaxies at 1:2 < z < 1:4). It is not unexpected that Fig. 3.—Two-color (z! K ) vs. (B ! z) diagram for the galaxies in the GOODS area of the K20 survey. Galaxies at high redshifts are highlighted: solid triangles represent galaxies at z> 1:4 with features typical of young star-forming systems ( D04); solid circles are for z > 1:4 galaxies with old stellar populations (Cimatti et al. 2004); empty squares are objects with no measured spectroscopic redshift and zphot> 1:4. Sources detected in the X-ray catalogs of Giacconi et al. (2002) and /or

Alexander et al. (2003) are circled. Stars show spectroscopically identified galactic objects. The diagonal solid line defines the region BzK" (z ! K ) ! (B ! z) % !0:2 that is efficient to isolate z > 1:4 star-forming galaxies. The horizontal dashed line further defines the region z ! K > 2:5 that contains old galaxies at z > 1:4. The error bar located in the top left part of the diagram shows the median error in the (z! K ) and (B ! z) colors of objects at z > 1:4 (either photometric or spectroscopic). The dotted diagonal defines the region occupied by stars. The four objects with zphot< 1:4 are not highlighted and occupy the same region as

zspec< 1:4 objects. [See the electronic edition of the Journal for a colorversion of this figure.]

STAR-FORMING AND PASSIVE GALAXIES 749

No. 2, 2004

Figure 5.1 – Diagrammes BzK de Daddi et al. (2004). Distribution des galaxies du champ GOODS du relev´e K20 dans le diagramme (z-K) en fonction de (B-Z). Les galaxies `a formation d’´etoiles et avec z>1.4 sont en haut `a gauche du diagramme. Les galaxies passives avec z>1.4 sont dans le coin sup´erieur droit. La ligne pointill´es du bas du diagramme permet de s´eparer les ´etoiles (sous cette ligne d´emarcation) des autres sources. Tir´ee de Daddi et al. (2004)

Les galaxies MIPS 24 µm forment pour la plupart activement des ´etoiles. Les galaxies BzK dites passives sont vraiment minoritaires, si bien que dans la suite de ce manuscrit, lorsque je fais r´ef´erence au crit`ere BzK, je parle du crit`ere BzK des galaxies star-forming.

Daddi et al. (2004) pr´ecisent que les ´echantillons de galaxies s´electionn´ees avec son crit`ere peuvent tr`es bien ˆetre pollu´es par des sources X, ie. des AGNs, car une technique de s´election similaire avait ´et´e propos´ee pour identifier des QSOs lumineux (Sharp et al. 2002). Je ne suis pas concern´ee par cette remarque puisque j’ai ´elimin´e les sources d´etect´ees en X de mon ´echantillon (cf chapitre 4).

Ce crit`ere semble tr`es efficace et peu biais´e, mais il se peut qu’il soit tr`es incomplet du fait de la faible profondeur du relev´e de Daddi et al. (2004). En effet, la profondeur de leur bande K (K<20) est un crit`ere tr`es restrictif et ils ne travaillent ici qu’avec les galaxies les plus brillantes en bande K, ce qui peut finalement apporter un biais dans ce crit`ere. Le champ

5.1 Le crit`ere BzK 55

COSMOS permet des observations tr`es profondes dans plusieurs bandes et notamment dans la bande K, atteignant Ks <23.6. Je montrerai `a la sous-section suivante (section 5.1.3) et au chapitre 7 comment la profondeur de la bande K peut affecter mes r´esultats.