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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les galaxies irrégulières naines renferment de multiples mystères quant à leur fonctionnement et à leur évolution. Malgré ces énigmes, elles sont très importantes pour comprendre l'évolution de l'Univers, puisque certains scénarios cosmologiques suggèrent qu'elles constitueraient les bases fondamentales de la fusion hiérarchique des galaxies. La galaxie irrégulière naine NGC 4449 est la candidate parfaite pour étudier avec une haute résolution les comportements des galaxies du début de l'Univers, à cause de sa forte ressemblance avec celles-ci. Des données prises avec une haute résolution spatiale et spectrale sont utilisées pour obtenir de l'information à l'échelle des amas stellaires individuels, tout comme à l'échelle de la galaxie entière. Il est donc possible de relier les mécanismes de formation stellaire globaux de la galaxie aux propriétés morphologiques, chimiques, et cinématiques des régions de formation stellaire récente. Dans ce mémoire, la théorie des galaxies naines et irrégulières est explorée, en se concentrant particulièrement sur les propriétés reliées à la formation stellaire. Les caractéristiques de la galaxie irrégulière naine NGC 4449, qui constitue le sujet de cette étude, sont ensuite détaillées. Ses régions H ii, régions de gaz ionisé associées aux amas stellaires jeunes, sont subséquemment détectées et étudiées de manière statistique, pour en apprendre plus sur l'activité de formation stellaire et l'histoire évolutive de NGC 4449. Cette étude fait partie du grand programme SIGNALS, visant l'étude de l'évolution des galaxies qui utilise les données acquises à l'aide de l'instrument SITELLE au CFHT. / Dwarf irregular galaxies still hold multiple mysteries regarding their behaviours and evolution. However, they are crucial systems to understand the evolution of the Universe, as they represent the fundamental building blocks of hierarchical galaxy fusion in certain cosmological scenarios. The dwarf irregular galaxy NGC 4449 is the perfect candidate to study, with a high resolution, the behaviours of the galaxies at the beginning of the Universe, due to its strong resemblance with them. High spatial and spectral resolution data is used to obtain information on the stellar cluster scale, as well as on the scale of the entire galaxy. It is thus possible to link the global star formation mechanisms of the galaxy to the morphological, chemical, and kinematical properties of the recent star formation regions. In this work, the theory of the dwarf and irregular galaxies, especially regarding their properties related to the stellar formation, is explored. The characteristics of the dwarf irregular galaxy NGC 4449, the subject of this study, are detailed thereafter. Its H ii regions, regions of ionised gas associated to young stellar clusters, are then detected and statistically studied to gain more insight on the star-forming activities and the evolution of NGC 4449. This study is part of the SIGNALS large program, which aims to study the evolution of galaxies in the nearby Universe, by using data from the SITELLE instrument at the CFHT.

Ce projet étudie les implications de l'existence des particules de type axion (ALP) dans les magnétoiles. Ces étoiles denses et chaudes sont effectivement idéales pour la production d'ALP et leur fort champ magnétique est essentiel pour assurer la transition ALP-photon. En plus d'aider à solutionner deux enjeux majeurs du modèle standard, soient le problème CP fort et la matière noire, l'existence des ALP permettrait aussi de préciser la modélisation de certains aspects des magnétoiles comme leur température interne et leur production de photons dans les rayons X à haute énergie. Le projet compare donc la luminosité en photons associée à la production d'ALP avec le flux de rayons X à haute énergie produit par des étoiles réelles. Le modèle obtient ainsi des températures internes plus basses, donc plus compatibles avec les temps de vie observés, pour toutes les étoiles considérées. Par contre, les valeurs prédites pour le produit des constantes de couplages de l'ALP sont moins cohérentes et demeurent trop élevées pour être en accord avec ce qui est observé expérimentalement. Il est toutefois possible d'obtenir une intersection des résultats pour cinq des six séries de données étudiées. La production d'ALP au cœur des magnétoiles n'est donc pas totalement incohérente avec les observations mais le modèle devra être raffiné davantage avant que les conclusions obtenues soient réellement significatives. / This project studies the implications of the existence of axion like particles (ALPs) in magnetars. Indeed, such dense and hot stars are ideal to produce ALPs, and their strong magnetic field is essential to ALP-photon oscillations. In addition to giving insight on the strong CP problem and dark matter, the existence of ALPs could shed light on other aspects of magnetars such as their hard X ray emission and their internal temperature. The luminosity in photons associated to ALP production is thus compared with the hard X ray flux emitted by real stars. As a result, the internal temperatures modelized are lower, which is more consistent with the observed life times. Regarding the ALPs' strength of interactions, the predicted values are less coherent and too high when compared with experimental evidence. However, it is still possible to obtain an agreement between five out of six data sets. ALPs production inside magnetars is thus not totally incoherent with observations, but the model must be developped further before significant conclusions can be drawn.

Afin d’étudier l’historique de formation stellaire et d’enrichissement chimique des galaxies spirales barrées, j’ai simulé l’évolution de 27 galaxies spirales, barrées et non barrées, de diverses masses stellaires et fractions de gaz. Alors que les galaxies non barrées présentent une évolution lente et continue sur les deux milliards d’années que durent nos simulations, les galaxies barrées ont une évolution bien plus explosive, et ce particulièrement pour les galaxies les plus massives. Dans un premier temps, je montre que la présence de la barre entraine un flot important de gaz des régions périphériques vers le centre de la galaxie barrée, causant un sursaut de formation stellaire et une croissance importante de l’abondance chimique centrale, et que l’amplitude et la vitesse à laquelle ce sursaut arrive augmentent avec la masse de la galaxie. Cet épisode de sursaut stellaire entraine alors une diminution importante de la masse de gaz, entrainant à son tour une décroissance de la formation stellaire et une stagnation de l’enrichissement chimique pour le reste de l’évolution de la galaxie. Dans un deuxième temps, je montre qu’à cause de la dynamique en deux périodes très différentes des galaxies barrées, deux galaxies de masse très semblable peuvent avoir des taux de formation stellaire et des métallicités complètement différentes en fonction de leur stade évolutif, stade qu’on ne peut déterminer aisément. Cette difficulté est tout aussi importante lorsqu’on compare le coeur des galaxies barrées et non barrées entre elles, étant donné que des coeurs comparables sont situés dans les galaxies très différentes, et que des galaxies semblables ont des coeurs très différents. / We performed a series of 27 gasdynamical simulations of disc galaxies, barred and unbarred, with various masses and gas fractions, in order to study the star formation history and metallicity enrichment in these galaxies. Unbarred galaxies evolve very smoothly, with a star formation rate that varies by at most a factor of three over a period of 2 Gyr and a continuous increase in their metallicity. The evolution of barred galaxies is much more dramatic, especially at high masses. The bar drives a substantial amount of gas in the central region, producing a starburst and rapidly increasing the chemical abundance. Most of the gas is then converted into stars, and gas exhaustion leads to a rapid drop of star formation after the starburst. The consequence is that observational properties of barred galaxies, such as the central stellar mass, chemical abundance or star formation rate, do not vary monotonically with time. Barred galaxies that have a same central stellar mass can have very different total masses, and be at very different stages of their respective evolution, This makes observational comparisons between barred and unbarred galaxies difficult, if galaxies are selected using only one observable.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.