De la toile cosmique aux galaxies : retracer l'accrétion de gaz à haut redshift par les observation et les simulations // From Cosmic Web to Galaxies: Tracing Gas Accretion at High Redshift through Observations and Simulations

Cette thèse vise à développer une compréhension intégrée des galaxies à haut redshift au sein de leurs structures à grande échelle. Nous étudierons comment les mécanismes de rétroaction (« feedback ») et l'activité nucléaire de ces galaxies affectent leur environnement, en couplant des données observationnelles avec des simulations cosmologiques.
Nos objectifs principaux sont de :
1. Faire progresser les capacités de diagnostic pour l'étude du gaz diffus.
2. Tester et valider les paradigmes actuels sur l'accrétion de gaz.
Notre travail observationnel s'appuiera sur de nouvelles données du télescope Keck et du Very Large Telescope concernant les halos Lyman-alpha autour de groupes et amas massifs à z>2, dont nous disposons déjà en grande partie. Nous intégrerons également les données de plus en plus nombreuses du télescope spatial James Webb (JWST) sur les mêmes cibles, afin de révéler les propriétés des galaxies et de leurs noyaux actifs (AGN).
Sur le plan théorique, nous utiliserons les résultats publics des simulations TNG100, HORIZON5 et CALIBRE pour comprendre l'évolution des galaxies, en tirant des enseignements des succès comme des échecs lors de la comparaison avec les observations. In fine, cela nous permettra de guider le développement de nouvelles simulations haute fidélité du milieu circum-galactique, conçues spécifiquement pour contraindre les processus d'accrétion de gaz.
Cette recherche soutient directement notre objectif à long terme de nous préparer à l'exploitation de BlueMUSE, un nouvel instrument en cours de construction pour le VLT auquel nous participons. Elle permettra également de répondre à l'une des questions ouvertes majeures en astrophysique, telle qu'identifiée par le rapport décennal Astro2020.
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This thesis aims to develop an integrated understanding of high-redshift galaxies within their large-scale structures. We will investigate how feedback and nuclear activity from these galaxies affect their environments by coupling observational data with cosmological simulations.
Our primary objectives are to:
1. Advance the diagnostic capabilities for studying diffuse gas.
2. Test and validate current paradigms of gas accretion.
Our observational work will utilize new data from Keck and the Very Large Telescope on Lyman-alpha halos around massive groups and clusters at z>2, which are already largely in hand. We will also incorporate a growing body of data from the James Webb Space Telescope (JWST) on the same targets to reveal the properties of galaxies and their active galactic nuclei (AGNs).
On the theoretical side, we will use publicly available results from the TNG100, HORIZON5, and CALIBRE simulations to understand galaxy evolution, learning from both the successes and failures in the comparison with observations. Ultimately, this will allow us to inform new, high-fidelity simulations of the circum-galactic medium, designed specifically to constrain gas accretion processes.
This research directly supports our long-term goal of preparing for the exploitation of BlueMUSE, a new instrument being built for the VLT, in which we participate. It will also address one of the key open questions in astrophysics, as highlighted by the Astro2020 Decadal Survey.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Direction d’Astrophysique
Laboratoire : Laboratoire de Cosmologie et d’Evolution des Galaxies
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Ecole doctorale : Astronomie et Astrophysique d’Île de France (ED A&A)
Directeur de thèse : DADDI Emanuele
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU/DAP/LCEG

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Direction d’Astrophysique

Master A&A ou Physique