Stage réalisé à l'Université de Strasbourg au sein du LSIIT

Au cours des dernières décennies, les astronomes ont réalisé que les galaxies à faible brillance de surface (Low Surface Brightness - LSB) ou galaxies fantômes pourraient jouer un rôle important dans les processus d'évolution galactique et ces dernières sont donc devenues un enjeu important de la cosmologie. Cependant, leur faible brillance de surface les fait apparaitre avec un très faible rapport signal sur bruit (proche de 0) les rendant difficile à détecter. Des recherches menées dans le cadre d'une collaboration entre le LSIIT et le centre de données astronomiques de Strasbourg ont abouti sur deux logiciels : MARSIAA (MARkovian Statistical Image Analysis for Astronomy), un logiciel de segmentation markovienne en échelle permettant une approche globale sur des données multibandes et DetectLSB, un logiciel de modélisation et de caractérisation des objets à faible brillance de surface.

L'objectif de ce stage était double : il s'agissait d'une part de valider les performances des logiciels existants sur un jeu de données complet (16 Go d'images) et de tester la pertinence d'une approche morphologique pour la détection de tels objets. La validation des méthodes existantes avait elle-même plusieurs objectifs : déterminer les limites de détection en termes de rapport signal sur bruit, mesurer l'apport du multibande par rapport au monobande et comparer les résultats obtenus avec les catalogues existants. Les deux premiers points ont nécessité la mise en place d'un protocole expérimental portant sur des données simulées, le dernier point a nécessité l'élaboration d'un pipeline de traitement permettant de gérer la grande quantité de données.

Le deuxième aspect de ce stage a mené au développement d'une nouvelle méthode de détection des galaxies LSB basée sur des critères morphologiques. Celle-ci repose sur une technique de recherche de motifs via une formulation modifiée de la transformée en tout ou rien permettant son application dans des images très bruitées. La méthode consiste à relâcher le critère stricte de la transformée en tout-ou-rien pour permettre des appariements partiels. Les connaissances existantes sur les caractéristiques des galaxies à faible brillance de surface et la connaissance a priori sur le niveau de bruit contenu dans les images permet alors de définir naturellement à partir de quel niveau un appariement devient significatif.

Ces travaux et leur suites ont donné lieu à la publication d'un article dans une revue internationale à comité de lecture (PR 2009) et trois articles de conférences internationales à comité de lecture (A Universe of Dwarf Galaxies 2010, EUSIPCO 2008, ADASS 2008). Ce projet continue son développement au sein de la communauté astronomique avec le portage des applications développées en langage C++ et leur application sur un jeu de données plus récent et plus imposant (Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey) avec notamment une collaboration avec le Canada en préparation.