Large scale structure with Lyman-alpha absorption surveys

Abstract

[cat] Gran part dels estudis presentats en aquesta tesi doctoral estan vinculats als esforços per detectar les oscil·lacions acústiques dels barions (BAO, de l’anglès Baryon Acoustic Oscillations) en la funció de correlació de l’absorció en l’espectre de quasars llunyans, relacionada amb la transició de Lyman-α (Lyα) en els atoms d’hidrogen intergalàctic. Aquesta absorció és coneguda com a “bosc de Lyman-α”. El Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) és un dels quatre projectes que composen la tercera fase de l’Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III) i té com a principal objectiu la detecció del senyal de BAO en la correlació de galàxies i en la del bosc de Lyα. Per fer-ho, des de la tardor de 2009 s’estan obtenint espectres electromagnètics de cen- tenars de milers de galàxies i quàsars utilitzant un telescopi de 2.5 metres de diàmetre a Apache Point (Nou Mèxic, Estat Units d’Amèrica). La meva vinculació amb BOSS començà el gener de 2009, i des d’un bon principi m’he centrat en generar simulacres d’espectres amb absorció de Lyα. Aquests simulacres han tingut una funció essencial en la primera publicació de la col·laboració (Slosar et al., 2011). L’estructura de la tesi es divideix en quatre capítols, que resumeixo a continuació.

Simulant la Mesura de l’Espectre de Potències del Bosc de Lyα en un Catàleg Espectroscòpic de Quàsars a Grans Escales En el capítol 2 presento un mètode per simular l’absorció de Lyα en l’espectre de quàsars. El mètode, desenvolupat en col·laboració amb el Dr. Patrick McDonald i el Dr. Jordi Miralda-Escudé, permet generar espectres amb qualsevol distribució de flux i amb qualsevol espectre de potències.

El Bosc de Lyα en Tres Dimensions: Mesura de la Correlació del Flux a Grans Escales en les Dades del Primer Any de BOSS La primera detecció de la correlació a grans escales del bosc de Lyα va ser presentada a mitjans 2011 per la col·laboració SDSS-III, utilitzant les dades obtingudes durant el primer any del projecte BOSS (Slosar et al., 2011). El capítol 3 conté un resum de l’estudi, fent èmfasi en la meva aportació i en el paper dels simulacres explicats en el capítol 2.

L’Efecte dels Sistemes d’Alta Densitat de Columna en la Mesura de la Funció de Correlació del Bosc de Lyα En el Capítol 4, presento un estudi analític de l’efecte que els sistemes d’alta densitat de columna tenen en la mesura de la funció de correlació del bosc de Lyα. A continuació presento un mètode per introduir aquests sistemes en els espectres simulats, desenvolupat també amb la col·laboració de Miralda-Escudé i McDonald.

Correlacions creuades del Bosc de Lyα

En el darrer capítol d’aquesta tesi, 5, presento un estudi sobre la possibilitat de detectar la correlació creuada entre una població de galàxies i l’absorció de Lyα. Presento també un mètode senzill per mesurar la correlació creuada en un catàleg espectroscòpic com ara BOSS, i estudio en concret la possibilitat de mesurar el biaix dels sistemes Lyα esmorteits (“Damped Lyα systems” en anglès).