Les amas de galaxies dans le champ profond FornaX XMM-Euclid // The galaxy clusters in the XMM-Euclid FornaX deep field

Le projet XMM Heritage sur le champ DEEP Euclid Fornax a pour but de caractériser les amas de galaxies distants en comparant les détections en X et en optique/IR. Les deux méthodes font appel à des propriétés des amas très différentes ; ultimement, leur combinaison permettra de fixer les paramètres libres de la fonction de sélection des amas Euclid sur tout le survey WIDE, et constituera donc un ingrédient fondamental pour l’analyse cosmologique Euclid.

La gamme de redshift visée ([1-2]) n'a jamais pu être explorée de manière systématique alors qu'elle constitue un domaine critique pour l'utilisation des amas en cosmologie.
Avec FornaX, pour la première fois, on aura accès à un grand volume à ces redshifts, ce qui permettra de quantifier statistiquement l'évolution des amas : rôle des AGN dans les propriétés du gaz intra-amas ? Existe-t-il des amas massifs déficients en gaz ? Quelles sont les biais respectifs de détection en X et en optique ?
Le travail de thèse consistera en (1) la construction et la validation du catalogue d’amas X ; (2) la corrélation avec les catalogues en optique/IR obtenus par Euclid (3) l’étude de l’évolution combinée X-optique des amas.
Tous les algorithmes de détection et de caractérisation des amas dans les images XMM existent, mais on poussera la détection plus profondément en utilisant des techniques d’intelligence artificielle (combinant l’information spatiale et spectrale sur les sources). Le problème complexe de la corrélation spatiale entre les catalogues d’amas XMM et Euclid fera aussi intervenir l’IA.

Site du projet : https://fornax.cosmostat.org/


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The XMM Heritage project on the DEEP Euclid Fornax field aims to characterize distant galaxy clusters by comparing X-ray and optical/IR detections. The two methods call on very different cluster properties; ultimately, their combination will make it possible to set the free parameters of the Euclid cluster selection function over the entire WIDE survey, and thus constitute a fundamental ingredient for Euclid cosmological analysis.

The targeted redshift range ([1-2]) has never been systematically explored, despite being a critical area for the use of clusters in cosmology.
With FornaX, for the first time we'll have access to a large volume at these redshifts, enabling us to statistically quantify the evolution of clusters: role of AGNs in the properties of intracluster gas? Are there massive gas-deficient clusters? What are the respective biases of X-ray and optical detection?
The thesis work will involve (1) building and validating the X-ray cluster catalog; (2) correlating it with the optical/IR catalogs obtained by Euclid; and (3) studying the combined X-ray and optical evolution of the clusters.


All the algorithms for detecting and characterizing clusters in XMM images already exist, but we'll be pushing detection even further by using artificial intelligence techniques (combining spatial and spectral information on sources).
The complex problem of spatial correlation between XMM and Euclid cluster catalogs will also involve AI.

Project website: https://fornax.cosmostat.org/
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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 CosmoStat
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Astronomie et Astrophysique d’Île de France (ED A&A)
Directeur de thèse : PIERRE Marguerite
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU/DAP/LCS
URL : https://www.cosmostat.org/
URL : https://fornax.cosmostat.org/

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 en astrophysique