Mes recherches visent à comprendre la formation et l’évolution des galaxies dans leur environnement cosmique,
en particulier dans l’Univers jeune. En analysant des amas et protoamas de galaxies lointains à z ~ 2,
j’étudie les processus physiques qui gouvernent la croissance des galaxies, le rôle des grandes structures et
les liens entre formation stellaire, trous noirs supermassifs et dynamique du gaz.
Je suis spécialisée dans l’exploitation de données multi-longueurs d’onde : je combine spectroscopie à champ intégral (IFS)
et imagerie à haute résolution pour sonder l’interaction entre les galaxies et leur environnement. Grâce à des observations
avec des instruments comme KCWI, HST et MUSE, j’analyse la cinématique du gaz, la rétroaction des noyaux actifs de galaxies (AGN)
et la présence de lumière intra-amas diffuse (ICL), indicateur de la formation précoce des structures. Mon travail s’appuie aussi
sur des simulations numériques et des modèles cosmologiques pour interpréter les observations et donner un cadre théorique
à l’étude de l’évolution des galaxies.
Une part importante de mes recherches porte sur les milieux circumgalactique et intergalactique (CGM/IGM),
et sur la manière dont les galaxies échangent du gaz avec leur environnement. En étudiant les galaxies émettrices Lyman-alpha
et leurs halos gazeux étendus, je contrains le fond ultraviolet cosmique (UVB) et la distribution de la matière
dans les grandes structures de l’Univers.
Mon travail est profondément interdisciplinaire, entre astrophysique, cosmologie et science des données. Je collabore
activement avec des équipes internationales pour développer de nouvelles stratégies d’observation et techniques d’analyse.
Je suis aussi engagée dans la médiation scientifique : je relie l’astronomie à des initiatives culturelles et
éducatives plus larges pour rendre des concepts scientifiques complexes accessibles à des publics variés.
13 articles évalués par les pairs, 1 prépublication en cours d’évaluation et 3 rapports sur la sûreté de l’IA. Aussi sur Google Scholar et ORCID.
Articles et rapports
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À côté de l’astronomie, une partie du travail de CosmoVentures porte sur la manière de surveiller et de contenir les systèmes d’IA. Ces rapports sont issus de sprints d’Apart Research : des premiers résultats, partagés librement.
2026
Première autriceDernierPrépublication soumise à Astronomy & Astrophysics · 2026
Sofia G. Gallego, Simona Mei, Emanuele Daddi, Gaël Noirot, Dominika Wylezalek & R. Michael Rich
Un quasar au cœur d’un amas de galaxies en formation ne montre presque aucun gaz lumineux autour de lui. Le gaz s’illumine un peu plus loin, le long d’un courant de marée d’étoiles et de galaxies en pleine fusion.
Amas et protoamasQuasars et AGNGaz circumgalactique et intergalactique
Avec Muhammad Shoaib Altaf, Devesh Sawant et Xin Li.
En rejouant une véritable évasion de bac à sable de juillet 2026, l’équipe a comparé un moniteur, quatre moniteurs identiques et quatre relecteurs aux rôles distincts. Les relecteurs spécialisés maintiennent le confinement sur davantage d’étapes à risque, mais toutes les configurations partagent le même angle mort.
Little Agent Lab comme objet de recherche : un jeu dans le navigateur où l’on monte une équipe d’agents IA sans laisser fuiter un secret, pour rendre la supervision et la vérification concrètes pour un jeune public.
Demander à un même modèle de raisonner à travers plusieurs personas élargit-il ce qu’il envisage ? Sur des cas réels, des réponses plus variées ne menaient pas plus souvent à l’explication décisive.
Le suivi par MUSE de quatre nébuleuses Lyα géantes à z ≈ 3 a révélé deux nébuleuses satellites plus petites, chacune à environ 300 kpc de sa nébuleuse principale et à une vitesse presque identique.
Gaz circumgalactique et intergalactiqueAmas et protoamas
Sofia G. Gallego, Simona Mei, Christopher Martin, Donal O’Sullivan, Emanuele Daddi, Dominika Wylezalek & Nicholas Seymour
Des observations profondes avec KCWI révèlent un halo Lyα d’au moins 128 kpc autour d’un quasar radio-fort dans un environnement dense à z = 2,8, et cherchent ce qui le façonne.
Amas et protoamasQuasars et AGNGaz circumgalactique et intergalactique
Une galaxie à disque à z = 3,25, deux milliards d’années après le Big Bang, est bien plus grande et massive que les autres disques de cette époque, et ressemble aux plus grands disques d’aujourd’hui.
Vivienne Langen, Sebastiano Cantalupo, Charles C. Steidel, Yuguang Chen, Gabriele Pezzulli & Sofia G. Gallego
L’émission Hα détectée autour d’un quasar à z ≈ 2,2, à côté de sa nébuleuse Lyα, aide à contraindre la densité et le mouvement du gaz dans le milieu circumgalactique.
Gaz circumgalactique et intergalactiqueQuasars et AGN
Une occultation stellaire par Triton en octobre 2017 apporte de nouvelles contraintes sur la structure de son atmosphère et sur ses variations saisonnières.
Haruka Kusakabe et al. (including Sofia G. Gallego)
Des données MUSE très profondes révèlent des halos Lyα autour de galaxies individuelles sélectionnées en UV à z ≈ 2,9–4,4, y compris certaines qui ne ressemblent pas à des émettrices Lyα.
Gaz circumgalactique et intergalactiqueÉvolution des galaxies
Une manière nouvelle et indépendante de contraindre le fond UV cosmique : la faible lueur Lyα des nuages de gaz auto-écrantés qu’il éclaire, détectée en empilant des données MUSE.
Toile cosmique et fond UVGaz circumgalactique et intergalactique
MUSE révèle une nébuleuse Lyα géante autour d’un quasar exotique ; ses raies d’émission suggèrent que l’absorbant provient d’un flot de gaz inhomogène.
Quasars et AGNGaz circumgalactique et intergalactique
Sebastiano Cantalupo et al. (including Sofia G. Gallego)
Des observations MUSE profondes de He II dans la nébuleuse Lyα Slug indiquent un gaz intergalactique inhomogène, réparti sur de très grandes distances le long de la ligne de visée.
Gaz circumgalactique et intergalactiqueQuasars et AGN
L’empilement de 390 cubes de données MUSE pour chercher la faible lueur des filaments de la toile cosmique entre les galaxies, et ce que révèle le gaz autour des galaxies.
Toile cosmique et fond UVGaz circumgalactique et intergalactique
Un relevé MUSE de champs de quasars à z > 3 fait apparaître six candidates au statut de galaxies sombres, des systèmes riches en gaz avec presque aucune étoile.
Des simulations d’une petite galaxie satellite tombant dans les 200 parsecs centraux de la Voie lactée testent si elle a pu alimenter l’activité passée autour du trou noir central.
Mes recherches actuelles portent sur la formation et l’évolution des grandes structures dans l’Univers jeune,
en particulier les amas et protoamas de galaxies. Je m’intéresse depuis peu au lien entre la lumière intra-amas (ICL)
et les environnements d’amas et de protoamas.
Coévolution des galaxies et de leur environnement au midi cosmique
Étude des interactions entre les galaxies et leur environnement à grande échelle à z~2 : dynamique du gaz,
rétroaction des AGN et lumière intra-amas, à partir de données KCWI et HST, pour comprendre l’assemblage précoce des structures cosmiques.
Recherche de signaux de la toile cosmique autour des galaxies émettrices Lyman-alpha, à l’aide de données MUSE et de contraintes issues de simulations cosmologiques.
Simulations hydrodynamiques pour comprendre l’afflux de gaz dans les ~200 pc centraux de la Voie lactée provoqué par la fusion d’une galaxie satellite.
Recherche en licence :
Mes recherches de licence portaient sur la dynamique de l’afflux de gaz dans les ~200 pc centraux de la Voie lactée :
j’ai analysé comment la fusion d’une galaxie satellite perturbe la distribution du gaz au centre galactique. À l’aide de
simulations hydrodynamiques, j’ai étudié comment le gaz est canalisé vers la région centrale, avec une possible
formation d’étoiles et une activité près du trou noir supermassif Sagittarius A*.
Ce travail a contribué à comprendre le rôle des fusions mineures dans l’alimentation des trous noirs centraux
et dans la formation de la structure interne de la Voie lactée.
J’ai poursuivi ce sujet pendant mon master, en affinant les modèles dynamiques
et en intégrant de nouvelles contraintes issues des simulations. Ce travail a donné lieu à un article publié dans
MNRAS Letters, qui éclaire l’influence de la chute de galaxies satellites sur la dynamique du gaz
au centre galactique (article MNRAS).
Recherche en master :
Mon mémoire de recherche portait sur la détection d’amas de galaxies par la technique de la séquence rouge dans les
relevés CFHTLS/VIPERS, la caractérisation de leurs propriétés optiques et l’estimation de leur masse à partir de
la richesse optique (mémoire de master).
Ce travail a affiné les méthodes de détection photométrique des amas et apporté des contraintes sur la distribution de masse
des amas de galaxies à redshift intermédiaire.
En parallèle, j’ai mené un petit projet pour lequel j’ai développé mon propre code de transfert radiatif
afin de simuler la polarisation des supernovae (SNe), en étudiant comment les asymétries du mécanisme d’explosion et
la diffusion par la poussière modifient les signaux de polarisation observés ([Lien]). J’ai ainsi mieux compris
l’influence de la géométrie de l’explosion sur les courbes de lumière et les profils de polarisation des SNe.
J’ai aussi réalisé un projet semestriel sur les queues de marée des amas globulaires, en identifiant des courants stellaires
pour aider à modéliser le potentiel du centre galactique. Ce travail a permis de mieux comprendre comment les amas globulaires
interagissent dynamiquement avec le champ gravitationnel de la Voie lactée, et d’éclairer à la fois l’évolution
des amas et la distribution de masse sous-jacente du centre galactique.
Recherche doctorale (ETH Zurich) :
Pendant mon doctorat à l’ETH Zurich, je me suis surtout consacrée à révéler les propriétés de la toile cosmique
à travers l’émission Lyman-alpha. Pour cela, j’ai développé une technique d’empilement spécifique,
qui aligne les observations MUSE en spectroscopie à champ intégral d’émetteurs Lyman-alpha, afin de détecter
pour la première fois en émission les faibles structures filamentaires de la toile cosmique.
Cette méthode a apporté de nouvelles preuves observationnelles de la distribution du gaz intergalactique à grande échelle,
et un lien direct entre les galaxies et leur environnement.
À partir de cette détection, j’ai utilisé les mêmes données pour contraindre l’intensité du
fond ultraviolet cosmique (UVB) dans les régions peu denses de la toile cosmique, en posant de nouvelles
limites sur la façon dont le rayonnement ionisant extragalactique régule les propriétés du gaz intergalactique.
Mon travail a rapproché prédictions théoriques et contraintes observationnelles sur
l’émission de la toile cosmique, et éclairé la façon dont le gaz intergalactique diffus est ionisé,
distribué et relié à l’évolution des galaxies dans l’Univers jeune.
(thèse de doctorat).
Recherche postdoctorale (Caltech) :
À Caltech, j’ai étudié un système de protoamas à grand redshift (z=2.3) par spectroscopie à champ intégral
avec KCWI, et mis au jour plusieurs halos Lyα étendus autour de galaxies dans un environnement dense.
Mes recherches ont apporté de nouvelles preuves de vents galactiques entraînés par les AGN et d’une formation stellaire accrue
dans les régions surdenses de la toile cosmique.
J’ai combiné des jeux de données multi-longueurs d’onde (ALMA, HST, Spitzer, Chandra) pour sonder les liens entre
cinématique du gaz, évolution des galaxies et processus liés aux AGN. Mes résultats ont contribué à comprendre
comment la rétroaction des trous noirs supermassifs influence la croissance des galaxies dans l’Univers jeune,
en particulier dans les environnements qui deviendront des amas massifs à z=0.
À Caltech, j’ai aussi collaboré avec le groupe de neurosciences comportementales du Prof. Shinsuke Shimojo
sur la volition et le sentiment d’agentivité comme dimension de l’état de flow.
Recherche postdoctorale (Université Paris Cité) :
J’étudie actuellement plusieurs protoamas du relevé CARLA, un échantillon de structures à grand redshift
centrées sur des AGN radio-forts. Mes recherches portent sur la cinématique du gaz, les vents entraînés par les AGN
et l’émergence de la lumière intra-amas (ICL), des éléments clés pour comprendre la formation des amas au
midi cosmique (z~2).
En combinant HST, KCWI et des observations multi-longueurs d’onde, j’examine comment les environnements denses
façonnent l’évolution des galaxies et déclenchent une activité AGN accrue. Mon travail contribue à caractériser
les premières étapes de la formation des amas, en identifiant les mécanismes qui régulent la formation stellaire et l’accrétion
de gaz chez les progéniteurs des amas de galaxies massifs d’aujourd’hui.