Partie I : Les galaxies dans l’Univers
6.2 Les galaxies 24 µm s´electionn´ees OFIR
Figure 6.1 – Distribution des couleurs r+− [24] des sources MIPS 24 µm en fonction de leur redshift dans le champ COSMOS. Les galaxies s´electionn´ees comme optiquement faibles mais brillantes en IR sont caract´eris´ees par des couleurs r+− [24] plus rouge que la limite indiqu´e
par la droite en pointill´e. Ce crit`ere s´electionne bien les galaxies se trouvant `a 1.5 < z < 3. Les erreurs statistiques sur la couleur r+− [24] ont ´et´e calcul´e sur l’intervalle de redshift
qui m’int´eresse, `a savoir pour les sources MIPS avec 1.5 < z < 3. Cette erreur moyenne est repr´esent´ee dans le coin droit de la figure.
J’ai appliqu´e cette s´election `a mon ´echantillon de galaxies MIPS en utilisant les obser- vations du champ COSMOS dans la bande r+. Au vu de la profondeur de mon ´echantillon,
j’ai ´etendu l’´etude de Dey et al. (2008) `a un flux limite de F24µm= 0.08 mJy, dans le but
de couvrir une gamme plus grande de luminosit´e IR. Ayant modifi´e le crit`ere de Dey et al. (2008), je n’utiliserai pas le terme de “Dust Obscured Galaxies” pour faire r´ef´erence aux galaxies satisfaisant leur crit`ere. En effet, je n’utilise que la premi`ere partie de l’Eq. 6.1 pour s´electionner les sources brillantes en IR mais optiquement faibles. Dans la suite de ce ma- nuscrit, j’appellerai ces galaxies ainsi s´electionn´ees les sources OFIR, qui vient de l’anglais Optically Faint InfraRed-bright sources.
La Fig. 6.1 montre la distribution en couleur r+ − [24] des sources MIPS en fonction
de leur redshift, ce qui confirme le fait que la plupart des galaxies satisfaisant le crit`ere de Dey et al. (2008) (zone bleue sur la Fig. 6.1) sont bien situ´ees dans le domaine de redshift 1.5 < z < 3. Sur les Fig. 6.2, je montre les distributions en redshift correspondantes obtenues respectivement pour F24µm> 0.08 mJy (Fig. 6.2 du haut) et F24µm> 0.3 mJy (Fig. 6.2du bas)
et compar´ees `a la distribution de l’´echantillon total de sources COSMOS-MIPS avec la mˆeme limite en flux. Les sources OFIR repr´esentent seulement 30% (2 350 sources sur un total de 7 755 sources) de la population de galaxies MIPS avec F24µm > 0.08 mJy et 1.5 < z < 3.
6.2 Les galaxies 24 µm s´electionn´ees OFIR 71
Figure 6.2 – Haut Ditribution en redshift des galaxies optiquement faibles mais brillantes en IR avec F24µm > 0.08 mJy (histogramme plein bleu) compar´e `a la population MIPS
totale dans COSMOS (trait noir). Bas Distribution en redshift obtenues pour les sources satisfaisant la condition F24µm > 0.3 mJy (mˆeme d´efinition des couleurs que pr´ec´edemment)
La contribution relative des galaxies optiquement faibles mais brillantes en IR `a 1.5 < z < 3 augmentent avec la luminosit´e en IR-moyen (∼30% pour une coupure en flux `a 0.08 mJy et ∼60% pour une coupure en flux `a 0.3 mJy).
En revanche, 60% des sources MIPS avec F24µm > 0.3 mJy et 1.5 < z < 3 v´erifient le
crit`ere OFIR. Il est clair ici que ce crit`ere est biais´e vers les sources les plus brillantes de mon ´echantillon. En effet, comme je le monterai `a nouveau au chapitre 7, leur contribution augmente avec la luminosit´e en IR-moyen. Cela est ´egalement visible sur la distribution en flux 24 µm des sources MIPS s´electionn´ees en tant que sources OFIR. Cette distribution indique que le nombre de galaxies s´electionn´ees par ce crit`ere augmente avec le flux. Ceci n’est pas du `a un effet de s´election mais traduit bien une caract´eristique physique de ces sources que je d´etaillerai dans la suite de ce chapitre. En effet, mˆeme au flux 24µm limite de 80µJy, les observations COSMOS en bandes optiques sont suffisamment profondes pour permetttre l’identification des galaxies aussi rouges que la limite du crit`ere propos´e par Dey et al. (2008). Cela signifie que les ∼5% de sources dont je n’ai pas r´eussi `a obtenir de contrepartie optiques lors des cross-corr´elations entre le catalogue 24µm de d´epart et les catalogues optiques et proche-IR (cf chapitre 4) satisfont l’Eq. 6.1 du haut ind´ependemment de leur flux 24µm. Qui plus est, ces couleurs rouges extrˆemes correspondent tr`es peu problablement `a des galaxies se situant `a des redshifts z < 1 (comme l’indique la Fig. 6.1). Par cons´equent, la contribution relative de ces galaxies s´electionn´ees `a 1.5 < z < 3 avec ce crit`ere pourrait alors atteindre ∼45% `a F24µm> 0.08 mJy (au lieu des 30% trouv´es pr´ec´edemment).
Comme vu pr´ec´edemment, cette s´election de galaxies `a haut redshift bas´e sur des couleurs MIR/optiques extrˆemement rouges est bias´ee vers des sources obscurcies par la poussi`ere tr`es faibles en optique. Une fa¸con de s’en convaincre est de regarder la distribution en magnitude r+ des sources MIPS et de la comparer avec celle des sources MIPS qui satisfont le crit`ere
OFIR. Lorsque je travaille avec l’´echantillon complet de sources MIPS avec 1.5 < z < 2.8, la distribution en bande r+de ces sources pique `a r+∼ 25 mag , et seulement 21% de ces sources
ont une magnitude telle que r+ > 26. En revanche, 66% des sources MIPS s´electionn´ees par
le crit`ere OFIR ont une magnitude en bande r+ sup´erieure `a 26 mag.
Bien que ces sources ne repr´esentent pas une population dominante en terme de densit´e de sources, ce r´esultat souligne la contribution des galaxies lumineuses `a formation d’´etoiles `a haut redshift et qui sont potentiellement manqu´ees par les grands relev´es optiques du fait de extinction par la poussi`ere. En effet, si je compare la distribution en extinction des sources MIPS avec 1.5 < z < 2.8 et celle des sources MIPS et OFIR sur ce mˆeme intervalle de redshift, les sources OFIR sont clairement beaucoup plus affect´ees par l’absorption par la poussi`ere. 65% de ces sources OFIR ont une extinction E(B − V ) ≥ 0.4, alors que ce pourcentage chute `a 44% si je consid`ere la population MIPS totale sur ce mˆeme intervalle de redshift. Je conclus ici que cette s´election de sources brillantes en IR mais avec des contreparties faibles en optique est fortement affect´ee par le rougissement des sources due `a la poussi`ere.
6.3 Recouvrement entre les sources OFIR et les autres populations de notre