Thèse Etude des Anisotropies de l'Expansion de l'Univers à Partir des Premières Supernovae de Type IA Observées dans le Relevé Lsst H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Clermont Auvergne École doctorale : Sciences Fondamentales Laboratoire de recherche : Laboratoire de Physique de Clermont Auvergne Direction de la thèse : PHILIPPE GRIS ORCID 0000000156730959 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-25T23:59:59 Le Legacy Survey of Space and Time (LSST) est un relevé astronomique de grande étendue (plus de 20000 deg2) qui sera réalisé à partir de l'observatoire Vera Rubin (VRO) situé au nord du Chili sur le Cerro Pachon (2680 m). A partir de 2026, pour une durée d'une dizaine d'années, le VRO procédera à une observation systématique du ciel et produira le plus volumineux catalogue astronomique jamais réalisé (83 pB) avec 17 milliards d'étoiles et 20 milliards de galaxies.

Les Supernovae de type Ia (SNe Ia) sont des objets transitoires très lumineux résultant de l'explosion thermo-nucléaire d'une naine blanche. Les courbes de lumière des SNe Ia (flux mesuré en fonction du temps) présentent des caractéristiques similaires, avec un pic de luminosité apparaissant une quinzaine de jours après l'explosion, et une décroissance pouvant durer plusieurs mois. Les SNe Ia sont donc des sondes cosmologiques présentant des luminosités intrinsèques autosimilaires et sont considérées comme des chandelles standardisables. Les paramètres des SNe Ia, estimés à partir des courbes de lumière, permettent de mesurer des distances et d'en déduire les propriétés de l'énergie noire via la mesure des paramètres cosmologiques de l'équation d'état. Grâce à une haute cadence d'observation et une grande étendue, le VRO collectera un nombre inouï de SNe Ia (plus de 900000 après dix ans) incluant un grand nombre (environ 226000 après dix ans) de SNe Ia de qualité cosmologique.

La cosmologie moderne repose sur le principe cosmologique (CP) qui suppose que l'Univers est homogène et isotrope à grande échelle. Tester le PC permet de préciser les mécanismes sous-jacents à l'expansion cosmique. Il est possible pour ce faire d'utiliser des SNe Ia pour étudier les anisotropies en réalisant des mesures des paramètres cosmologiques en divers points de l'espace. Avec une densité moyenne observer de l'ordre de 5 à 10 SNe Ia par deg2, le LSST sera un relevé propice à l'étude des anisotropies de l'expansion cosmique.

L'objectif de la thèse proposée est d'étudier les anisotropies de l'expansion de l'Univers à partir d'un lot de SNe Ia (environ 50000 dont 13000 de qualité cosmologique) correspondant aux données collectées par LSST pendant les six premiers mois d'observation. Des redshifts spectroscopiques précis pourraient être disponibles pour une partie des galaxies hôtes (environ 8000). Les courbes de lumière des SNe Ia seront extraites des poses calibrées du télescope. Une étude des diverses étapes du traitement des images (bas niveau, co-addition, soustraction) permettra d'appréhender les points critiques de l'analyse et de mettre en évidence de possibles améliorations. Ces études «près du pixel» seront préalablement réalisées à partir des données de commissioning (quelques mois) qui seront disponibles au cours de la thèse. La thèse se déroulera dans le contexte d'une collaboration internationale à partir des données d'un télescope localisé au Chili. Le début de la thèse coïncidera avec la période des premières images qui correspond à un moment de mise en route et de compréhension des données collectées. C'est un moment critique pour la compréhension des données qui seront utilisées pour la
science. Les images collectées au cours de la première année du relevé LSST seront par ailleurs disponibles au cours de la thèse pour la recherche des anisotropies.

Profil:
- connaissances en cosmologie observationnelle
- connaissances en programmation (langage python)
- traitement de gros volumes de données
Compétences:
- esprit critique
- prise de décision
- traitement et analyse d'informations complexes