Cette thèse utilise le relevé de donné du Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System 1 Survey pour trouver de nouveaux satellites du Groupe Local: les galaxies naines et les amas globulaires. Le relevé est important pour résoudre les tensions entre les observations et les modèles. Premièrement, un algorithme de détection est développé, découvrant cinq nouveaux satellites. Bien que cinq découvertes soient faites, le nombre de découvertes est inférieur à ce qu’on s’attendrait, en présumant une distribution isotrope de galaxies naines. Ce résultat mène au deuxième objectif de la these: quantifier les limites de détections du relevé PS1. Les cartes d’efficacité de détection du ciel complet peuvent être utilisées pour quantifier la distribution (an)isotrope des galaxies satellites de la Voie Lactée. En outre, ces informations peuvent mener a redériver la fonction de luminosité des satellites. / This thesis uses the Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System 1 Survey to find new Local Group satellites such as dwarf galaxies and globular clusters. This survey is instrumental in helping resolve tensions that have become apparent between observation and theories. In a first phase, a search algorithm is developed, discovering five new satellites. Though yielding five discoveries, this number is lower than one would expect, assuming isotropy of the dwarf galaxies. This leads to the second aim of this thesis, namely quantifying the detection limits of the PS1 Survey. The detection efficiency maps over the entire PS1 sky can be used as a stepping–stone towards the quantification of the (an)isotropy of the Milky Way satellites’ distribution. Using this information, the luminosity function of these satellites can be re–derived.

L’étude des amas globulaires (AGs) nous offre une opportunité d’appréhender l’histoire de leurs galaxies hôtes et ainsi l’histoire de l’univers. Dans cette thèse, je me suis intéressé aux propriétés des AGs dans différents environnements. Tout d’abord, je me suis concentré sur les AGs de l’amas de la Vierge, un amas de galaxies très dense situé à environ 16,5 Mpc. J’ai utilisé les données observées par le relevé NGVS (Next Generation Virgo Survey) pour définir un échantillon qui contient 1846AGs. J’ai ensuite comparé les couleurs de ces amas avec celles d’autres AGs originaires de la Voie Lactée et j’ai remarqué des différences de couleurs encore jamais observées, dont la nature exacte est encore énigmatique. Pour comprendre ces différences, j’ai ensuite comparé les AGs observés avec des AGs synthétiques basés sur 10 modèles de synthèse de populations stellaires. J’ai aussi étudié les âges et les métallicités ressortant de la confrontation directe des couleurs des AGs à ces modèles. En conclusion, en l’état actuel, les modèles ne rendent pas compte de la diversité identifiée dans ma thèse. Finalement, j’ai effectué une brève étude des propriétés spatiales des AGs autour de M87 pour repérer des marques d’accrétion. / Through the study of the globular cluster (GC) properties, it is possible to unravel the history of their host galaxies and by extension the history of the universe. During this thesis, I was interested in the GC properties in different environments. First, I looked at the GCs in the Virgo cluster, a dense galaxy cluster located at 16.5 Mpc. I used data from the survey NGVS (Next Generation Virgo Survey) to define a sample of 1846 GCs. Then, I compared the colors of these GCs with those of Milky Way GCs and I noted color differences never yet observed, which are still enigmatic. In order to understand these differences, I compared the observed GCs with synthetic GCs obtained with 10 stellar population synthesis models. I also studied the age and metallicity predictions of those models. In the end, in their current status, the models do not account for the diversity highlighted in my thesis. Finally, I assessed the spatial properties of the GCs around M87 in order to find any signatures of a recent accretion.

Cette thèse présente le travail réalisé par l'auteur consacréà l'étude de l'influence des vents magnétosphériques des pulsars sur leur environnement. Le problème du vent magnétosphérique des pulsars est étudié dans le contexte des pulsars classiques, qui forment des nébuleuses de pulsar. L'observation de ces nébuleuses fournit des informations importantes sur leurs conditions physiques et dynamiques. Le vent magnétosphérique des pulsars milliseconde est également étudié. La contribution des pulsars millisecondeà l'émission gamma des amas globulaires est étudiée par des simulations numériques.Dans la première partie, les résultats des observations infrarouge du vestige de supernova G21.5-0.9 sont présentées. Les données utilisées comprennent des observations du Very Large Telescope de l'ESO, du télescope Canada-France-Hawaï (CFHT) et du télescope spatial Spitzer. La détection de la nébuleuse compacte autour du pulsar PSR J1833-1034, avec l'instrument CFHT/AOB-KIR (bande K') et la caméra IRAC/Spitzer (toutes les bandes), est présentée. La valeur moyenne de la fraction de polarisation linéaire de l'émission détectée est estiméeà $P_{rm L}^{avg} simeq 0.47$. Une oscillation du vecteur champ électrique dans la nébuleuse compacte peut être observée. Le spectre infrarouge de la nébuleuse compacte est bien décrit par une loi de puissance d'indice $alpha_{rm IR} = 0.7 pm 0.3$, et suggère un aplatissement spectral entre les domaines infrarouge et X. La détection de la raie d'émission [Fe II] à 1.64 $mu$m est présentée. La spectroscopieà moyenne résolution permet d'estimer l'extinction par le milieu interstellaire de l'émission infrarouge de l'objet, ainsi que la vitesse d'expansion de la matière émettant la raie du [Fe II], ce qui conduità une estimation de la distanceà G21.5-0.9 de $3.9 pm 1.2$ kpc.La deuxième partie présente une étude de l'activité magnétosphérique des pulsars milliseconde dans le contexte de l'émission gamma des amas globulaires. Une base de données des caractéristiques d'émission des pulsars milliseconde et des spectres d'éjection des électrons est créée sur la base du modèle pair starved polar cap de la magnétosphère des pulsars. Le concept de facteur de biais est introduit et étudié. Des spectres synthétiques d'amas globulaires sont simulés dans la gamme d'énergie allant du GeV au TeV. Ils consistent en une composante d'émission magnétosphérique des pulsars milliseconde résidant dans l'amas, et une composante Compton inverse résultant de la diffusion des photons ambiants (le champ stellaire des photons provenant des étoiles de l'amas, et le fond diffus cosmologique) par les leptons relativistes diffusant dans l'amas. Enfin, les spectres synthétiques des amas globulaires sont comparés et contrastés avec les observationsà haute et très haute énergie des amas globulaires sélectionnés: Terzan 5 et 47 Tucanae. / This PhD thesis presents the results of the studies on the influence of magnetospheric pulsar winds on the surroundings of these objects. The problem of the magnetospheric pulsar wind is studied in the context of classical pulsars, which power prominent pulsar wind nebulae. Observations of these nebulae yield important information on their physical and dynamical conditions. The magnetospheric winds of millisecond pulsars are also investigated. The contribution of millisecond pulsars to the gamma-ray emission of globular clusters is studied through numerical simulations. In the first part of the thesis, the results of infrared observations of the supernova remnant G21.5-0.9 are presented. The observational material includes data obtained with the ESO Very Large Telescope, the Canada-France-Hawaii Telescope and the Spitzer Space telescope. The detection of the compact nebula around the pulsar PSR J1833-1034, through imaging with both the CFHT/AOB-KIR instrument (K' band) and the IRAC/Spitzer camera (all bands), is reported. The average value of the linear polarisation fraction $P_{rm L}^{avg} simeq 0.47$ of the detected emission is estimated. A swing of the electric field vector across the compact nebula is observed. The infrared spectrum of the compact nebula is best described as a power law of index $alpha_{rm IR} = 0.7 pm 0.3$, and suggests its flattening between the infrared and X-ray bands. The detection of [Fe II] 1.64 $mu$m line emitting material is reported. Through medium resolution spectroscopy the infrared interstellar extinction to the object is estimated, and also the expansion velocity of the iron-line emitting material is determined, which in turn leads to estimating the distance of $d = 3.9 pm 1.2$ kpc to G21.5-0.9. The second part presents a study of the magnetospheric activity of millisecond pulsars in the context of the gamma-ray emission of globular clusters. Based on the pair starved polar cap model of the pulsar magnetosphere the database of the millisecond pulsar emission characteristics and the electron ejection spectra is created. The modelled electron ejection spectra are single-peaked for mildly inclined and fast rotating pulsars, while double-peaked for slowly rotating pulsars. The concept of the bias factor is introduced and studied. Synthetic spectra of globular clusters, stretching from MeV up to TeV energies, are simulated. They consist of the magnetospheric contribution from the millisecond pulsar population residing in the cluster, and an inverse Compton scattering (ICS) component resulting from up-scattering of the ambient photon fields (cosmic microwave background and optical photons from stellar population in the cluster) on the relativistic electrons diffusing through the cluster. The spectral characteristics of the ICS component depends on the composition of the ambient photon fields and also on the magnitude of the cluster magnetic field $B_{rm GC}$. For low $B_{rm GC} sim 1 mu$G the spectra are double-peaked. For the high $B_{rm GC} gtrsim 10 mu$G the ICS spectra are single-peaked. The level of ICS emission increases with the increase of $B_{rm GC}$, but it saturates for $B_{rm GC} sim 10 ~mu$G. Finally, the simulated synthetic spectra of globular clusters are confronted with the existing gamma-ray data for selected clusters: Terzan 5 and 47 Tucanae.

Nous étudions la formation et les propriétés des systèmes auto-gravitants à l'aide de simulations numériques à N corps d'effondrements gravitationnels.<br />Nous effectuons dans un premier temps une synthèse des principaux résultats analytiques concernant les équations de Boltzmann sans collisions et de Poisson, qui modélisent les systèmes gravitationnels non collisionnels ainsi que certaines solutions analytiques de ce système couplé d'équations.<br />Nous présentons ensuite les codes de calcul utilisés pour les simulations. Nous avons parallélisé certains de ces codes, nous introduisons donc le calcul parallèle et la bibliothèque d'échange de message MPI.<br />Nous exposons enfin les résultats de nos simulations, et leurs analyses. Nous déduisons de ces analyses divers résultats pouvant expliquer différentes caractéristiques des systèmes auto-gravitants ainsi que les conditions initiales nécessaires au déclenchement des instabilités d'Antonov et d'orbites radiales.

Nous étudions la formation et les propriétés des systèmes auto-gravitants à l'aide de simulations numériques à N corps d'effondrements gravitationnels. Nous effectuons dans un premier temps une synthèse des principaux résultats analytiques concernant les équations de Boltzmann sans collisions et de Poisson, qui modélisent les systèmes gravitationnels non collisionnels ainsi que certaines solutions analytiques de ce système couplé d'équations. Nous présentons ensuite les codes de calcul utilisés pour les simulations. Nous avons parallélisé certains de ces codes, nous introduisons donc le calcul parallèle et la bibliothèque d'échange de message MPI. Nous exposons enfin les résultats de nos simulations, et leurs analyses. Nous déduisons de ces analyses divers résultats pouvant expliquer différentes caractéristiques des systèmes auto-gravitants ainsi que les conditions initiales nécessaires au déclenchement des instabilités d'Antonov et d'orbites radiales.

Les amas globulaires contiennent deux classes de sources X se différenciant par leur luminosité. Tout d'abord, les sources X brillantes (Lx>10^36 ergs/s), qui sont des binaires X de faible masse identiques à celles contenues dans le disque galactique. La seconde classe regroupe les objets de luminosité X faible (LX<10^34.5 ergs/s). Elle est composée d‟objets de natures diverses, principalement des systèmes binaires où l'accrétion de matière sur l'un des deux composants (une étoile à neutrons, une naine blanche) est responsable de l'émission X observée. Déterminer la population de sources X des amas globulaires permet donc d'étudier les mécanismes de formation des systèmes binaires, lesquels jouent un rôle fondamental dans l'évolution des amas globulaires en assurant leur équilibre dynamique. Cette thèse est centrée sur l'étude des populations X de 4 amas globulaires observés avec les satellites XMM-Newton ou Chandra : Omega Cen, M13, M22 et NGC 6366. Notre échantillon nous a permis d‟étudier les populations de sources X faibles et de tester les scénarii de formation des binaires en fonction de divers paramètres comme la masse, la taille et la densité stellaire de l‟amas. Nous avons associé des sources X faibles à chaque amas (respectivement 30, 5, 2 et 1). Ces sources se trouvent dans le coeur des amas. Nous avons également détecté un excès significatif de sources dans les régions externes d‟Omega Cen. Nous avons enfin découvert une binaire X de faible masse avec une étoile à neutrons dans M13 (sa contrepartie a été recherchée dans les données du télescope spatial Hubble). Nous montrons que le nombre de binaires X de faible masse avec une étoile à neutrons contenues dans un amas est corrélé avec le taux de collision stellaire. Ceci pourrait indiquer que ces binaires sont formées par la capture gravitationnelle par une étoile à neutrons d‟un autre astre dans le coeur des amas. Nous avons également étudié les mécanismes de formation des autres catégories de binaires.

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