Mechanisms of star formation quenching in local galaxies

Abstract

Les données astronomiques deviennent de plus en plus précises et permettent d’affiner notre compréhension des processus qui régissent l’évolution des galaxies, mais nous ne disposons toujours pas d’un paradigme global pour expliquer certains mécanismes physiques. En particulier, le déclenchement et la régulation de l’extinction de la formation stellaire ne sont pas compris en détail étant donné les nombreux processus dont elle peut résulter et les différentes échelles de temps qui sont impliquées.Le but de ce projet de thèse est d’étudier le contenu en gaz, l’activité de formation d’étoiles et l’extinction des étoiles dans les galaxies en utilisant les données spectroscopiques du relevé SDSS-IV MaNGA, ainsi que des observations de gaz moléculaire et atomique.Tout d’abord, je décris l’échantillon de galaxies proches sur lequel j’ai décidé de me concentrer. Il s’agit de 29 galaxies proches qui présentent des caractéristiques cinématiques complexes dans leurs spectres dans le domaine visible. Dans la deuxième partie, je présente une analyse de cet échantillon en termes de paramètres structurels des galaxies et d’activité de formation d’étoiles. Je conclus que ces objets nous permettent d’échantillonner différentes phases de l’évolution des galaxies, qui résultent d’événements de fusions mineures. Dans la troisième partie, je détaille les résultats que j’ai obtenus en appliquant une procédure d’ajustement de spectres innovante aux données d’une galaxie MaNGA particulière. Cette approche permet de mettre en évidence une fusion mineure en décomposant les caractéristiques spectrales optiques, à la fois dans les raies d’émission du gaz et dans le continuum stellaire. Dans la quatrième partie, je me concentre sur l’analyse du contenu en gaz froid à travers des observations de gaz moléculaire et atomique. Je déduis les masses de gaz moléculaire ainsi qu’une relation de Kennicutt-Schmidt afin d’estimer l’efficacité de la formation d’étoiles des galaxies étudiées.Astronomical data become more and more precise and help the refining of our understanding of the processes that drive galaxy evolution, but we still do not have a global paradigm to explain some physical mechanisms. Especially, the triggering and regulation of star formation quenching are not understood in detail given the numerous processes that it can be resulting from and the different timescales that are involved.The aim of this thesis project is to study the gas content, star formation activity and quenching within galaxies using integral field spectroscopic data from the SDSS-IV MaNGA survey, as well as single-dish observations of molecular and atomic gas.Firsly, I describe the sample of nearby galaxies that I decided to focus on. It consists of 29 nearby galaxies that show complex kinematic features in their optical spectra. It is drawn from the cross-identification between the MaNGA data release DR15 and a catalogue comprising massive, isolated, bulge-dominated galaxies exhibiting a central excess of star formation.In the second part, I present an analysis of this sample in terms of galaxy structural parameters and star formation activity. I conclude that these objects enable us to sample different phases of galaxy evolution, that result from minor-merger events.In the third part, I detail the results that I obtained by applying an innovative fitting procedure to the data from one peculiar MaNGA galaxy. This approach helps reveal a minor-merger event by disentangling the optical spectral features, both in gas and stellar components.In the fourth part, I focus on the analysis of the cold gas content through molecular and atomic gas observations. I infer the molecular and atomic gas masses as well as a Kennicutt-Schmidt relation so as to estimate the star formation efficiency of the studied galaxies