Nous présentons une analyse multi-fréquentielle de galaxies à formation d'étoiles situées à l'intérieur d'amas de galaxies fortement décalés vers le rouge. Ces amas en provenance du sondage Red-sequence Cluster Survey (RCS) et de son adaptation par Spitzer (SpARCS) possèdent une large couverture spectroscopique et contiennent plusieurs membres confirmés. Cette thèse représente une collection de travaux distincts mais reliés, qui se concentrent sur les effets environnementaux présents à l'intérieur des régions denses d'amas de galaxies, des structures parmi les plus rares de l'Univers. Nous exploitons la sensibilité élevée des télescopes infrarouges et submillimétriques de pointe pour collecter l'information encodée dans la portion thermale de la distribution spectrale d'énergie, ce qui inclue des mesures de luminosité infrarouge et des températures de poussière. Cette méthode nous permet de dévoiler plusieurs tendances en cours à l'intérieur de la population de galaxies à formation d'étoiles en fonction de l'environnement où se trouvent ces galaxies. De plus, nous développons une nouvelle définition de ce qui constitue l'environnement d'une galaxie basée sur l'espace de phase du rayon et de la vitesse. Cette définition tient compte des nombreux épisodes d'accrétion de galaxies par les amas de galaxies, traçant ainsi la densité moyenne connue par chaque population de galaxies. En utilisant ce nouveau traceur d'environnement, nous trouvons un manque important dans le taux de formation d'étoiles par unité de masse stellaire pour les galaxies à formation d'étoiles situées au coeur d'amas de galaxies entre z~0.9 et z~1.2, ce qui contraste avec le taux constant résultant d'une définition conventionnelle de l'environnement. Nous avons aussi découvert une population de galaxies ayant des températures de poussière plus basse que celles associées à des galaxies qui tombent ou qui ont été accrétées au début de la formation de l'amas de galaxies. Considérées ensemble, ces tendances caractérisant le taux de formation d'étoiles et la température de poussière peuvent aider à mettre en lumière les mécanismes de relaxation actifs à l'intérieur des amas de galaxies. Pour terminer, nous rapportons la détection fortuite d'une surdensité de galaxies submillimétriques situées derrière un superamas de galaxies à z~0.9, ce qui pourrait indiquer la présence d'un proto-amas à haute formation d'étoiles à z~3.

We present a multi-wavelength perspective of star-forming galaxies within high-redshift galaxy clusters. The clusters derive from the Red-sequence Cluster Survey (RCS) and the Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey (SpARCS), and possess ample spectroscopic coverage, yielding numerous confirmed cluster members. This thesis consists of a collection of distinct but related works, focusing on environmental effects within the dense regions of clusters---some of the rarest structures in the Universe. We exploit the high sensitivities of cutting-edge infrared and submillimeter telescopes to glean the wealth of information encoded within the thermal portion of the spectral energy distribution, including infrared luminosities and dust temperatures. This allows us to uncover various trends within the star-forming population as a function of environment. Moreover, we develop a novel definition of environment, based on the phase space of radius and velocity, to account for the various accretion histories of galaxies onto clusters; it thereby probes the time-averaged density that each galaxy population has experienced. Using this tracer of environment, we find a significant depression in the star formation rate per unit stellar mass for star-forming galaxies within cluster cores at z~0.9 and z~1.2, in contrast to the flat trend that results from conventional definitions of environment. We also discover a population of galaxies that have lower dust temperatures compared to both infalling galaxies and those that were accreted at the earliest stages of the formation of the cluster. Taken together, these trends in star formation rate and dust temperature can help elucidate which, if any, quenching mechanisms are active within cluster environments. Finally, we report the serendipitous detection of an overdensity of submillimeter-bright galaxies located behind a merging z~0.9 supercluster, which could signify a highly star-forming protocluster at z~3.

Webb, Tracy (Supervisor)