Les forêts Lyman alpha du relevé eBOSS : comprendre les fonctions de corrélation et les systématiques

Cette these s’inscrit dans le cadre des projets eBOSS et DESI. Ces projets utilisent, entreautres, l’absorption Lyman-α (Lyα) afin de sonder la repartition de matiere dans l’univers et ainsi mesurer l’echelle des oscillations acoustiques de baryon (BAO). La mesure du rapport de la taille de l’echelle BAO et de la taille de l’horizon acoustique lors du decouplage des baryons et des photons permet de contraindre l’expansion de l’univers, et donc les parametres de l’equation d’etat de l’energie noire. Cette these presente le developpement de simulations (ou pseudo-donnees, ou mocks) a partir de champs aleatoires gaussiens (GRF) utilisees afin de tester les analyses BAO des groupes Lyα de eBOSS et DESI. Les GRF permettent de generer un champ de densite δ. A partir de ce champ de densite, les positions des quasars (QSO) sont tirees, puis a partir de chaque quasar, les lignes de visees sont constituees. Le champ de densite δ est interpole le long de ces lignes de visees. Enfin, a l’aide de l’approximation FGPA (Fluctuating Gunn Peterson Approximation), la densite interpolee est transformee en profondeur optique τ , puis en absorption Lyα. Grâce a un programme developpe par la communaute de DESI, un continuum est ajoute aux forets Lyα afin de creer des spectres de quasars synthetiques. Les mocks presentees dans ce manuscrit fournissent donc un releve de quasars dont les forets Lyα presentes dans les spectres possedent les bonnes fonctions d’auto-correlation Lyα×Lyα, de correlation croisee Lyα×QSO, ainsi que d’auto-correlationQSO×QSO et HCD×HCD (High Column Density systems).L’etude de ces mocks permet de montrer quel’analyse BAO menee sur l’ensemble des donnees Lyα du releve eBOSS produit une mesure non biaisee des parametres BAO αk et α⊥. Par ailleurs, une etude approfondie du modele utilise pour ajuster les fonctions de correlation montre que la forme de la fonction d’auto-correlation Lyα×Lyα, c’est a dire les mesures du biais bLyα et du parametre RSD (Redshift Space Distorsions) βLyα, est comprise a environ 20 % pres. Les systematiques qui affectent les mesures des parametres Lyα (bLyα et βLyα) sont issues de deux effets. Le premier effet provient de la matrice de distorsion qui ne capture pas l’integralite des distorsions produites par l’ajustement du continuum des quasars. Le second effet est lie a la modelisation des HCD. La modelisation de ces absorbeurs denses n’est pas parfaite et affecte la mesure des parametres Lyα, en particulier le parametre RSD βLyα. L’analyse de ces mocks permet donc de valider un bon controle des systematiques pour les analyses BAO avec le Lyα. Cependant, une meilleure comprehension des mesures des parametres Lyα est necessaire afin d’envisager une analyse RSD a l’aide de la combinaison de l’auto-correlation Lyα×Lyα et de la correlation croisee Lyα×QSO.