Soutenance de thèse de Ilias GOOVAERTS

La réionisation cosmique est la dernière transition de phase subie par l'Univers, entre z~12 et z~6, au cours de laquelle des photons UV ont ionisé l'hydrogène neutre dans le milieu intergalactique. L'exploration de l'évolution des galaxies à cette époque, rendue possible par le télescope spatial Hubble (HST), a été accélérée par l'arrivée sur le ciel du télescope spatial James Webb (JWST) en 2022. Le but de cette thèse est d'améliorer la caractérisation des galaxies intrinsèquement faibles, formant des étoiles, qui fournissent probablement la contribution dominante au processus de réionisation. La luminosité de ces galaxies faibles est bien au delà des limites d'observations des télescopes actuels, donc, pour leur détection et leur caractérisation, cette étude utilise la technique dite des télescopes gravitationnels, ainsi que des observations de la raie d'émission Lyman-α, la raie la plus brillante dans l'UV. Les observations VLT/MUSE des amas de galaxies sont combinées avec l'imagerie la plus profonde disponible du HST et du JWST pour créer des échantillons statistiquement significatifs d'émetteurs Lyman-α (LAE) et de galaxies sélectionnées dans l'UV. L'utilisation de l'IFU de MUSE permet la construction à l'aveugle d'échantillons de galaxies émettant la raie lya d'une part, et d'autre part de galaxies à cassure de Lyman, créant ainsi la vue la moins biaisée possible de ces populations. Les galaxies étudiées dans cette thèse ont des luminosités jusqu'à L_Lya ~ 10^39 erg/s et des magnitudes UV jusqu'à M_UV ~ -12 dans la gamme de redshift 2.9

Thesis resume

Cosmic reionisation is the last phase transition undergone by the Universe, between z~12 and z~6, at which time, energetic photons ionised the neutral hydrogen in the intergalactic medium. The exploration of galaxy evolution at this time, unlocked by the Hubble Space Telescope (HST) was thrust forward by the arrival on sky of the James Webb Space Telescope (JWST) in 2022. The goal of this thesis is to improve the characterisation of the intrinsically faint, star-forming galaxies which likely provide the dominant contribution to the reionisation process. The luminosity of these galaxies is well beyond the reach of current instruments, therefore to detect and characterise them, this study makes use of gravitational telescopes as well as observations of the Lyman-α emission line, the brightest UV line. VLT/MUSE observations of lensing clusters are combined with the deepest available imaging from the HST and JWST to create statistically significant samples of Lyman-α Emitters (LAEs) and UV-selected galaxies. The use of MUSE's IFU enables the blind construction of samples of Lyman-α-emitting and UV-selected galaxies, creating the least biased view possible of these populations. The galaxies explored in this thesis have lya luminosities down to L_Lya ~ 10^39 erg/s and UV magnitudes down to M_UV ~ -12 in the redshift range 2.9