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Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l'Univers

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« Le Service d'Astrophysique et le Laboratoire AIM
Laboratoire Cosmologie et Evolution des Galaxies (LCEG) 

(a) 3 color (100-160-250 microns) Herschel image from GOODS-Herschel of the GOODS-North field (10’x15’, deepest far-IR imaging survey). (b) sub-pc scale numerical simulation of a Milky-Way like galaxy. (c) NGC 5557, a local elliptical with tidal tails signing a past merger (CFHT-MEGACAM, Duc) . (d) An XMM-LSS cluster of galaxies at a redshift of 0.43 (X-ray contours overlaid on an CFHTLS color composite image).

Chercheurs permanents:

M.Arnaud, H.Aussel, F.Bournaud, E.Daddi, P.-A. Duc, D.Elbaz (responsable), E.Le Floc’h, S.Juneau, R.Lehoucq, M.Pierre
(10 staff + 5 PhD + 15 postdocs)
 

Recherche : Les activités de recherche du groupe LCEG sont principalement liés à la compréhension :

  • des principaux mécanismes physiques responsables de la croissance en masse stellaire des galaxies et de leur trou noir central
  • des principes qui contrôlent l’assemblage en masse des galaxies aux échelles cosmologiques et en fonction de leur environnement
  • de la physique régissant la formation la formation des structures à grande échelle, avec les rôles de la matière noire et de l'énergie sombre.

Perspective instrumentale/observationnelle:

  • astronomie spatiale en infrarouge lointain (Spitzer, Herschel) / "sub-mm" (Planck) / rayons X (XMM, Chandra) / visible-IR proche (HST)
  • astronomie au sol en sub-mm/mm/radio (IRAM, JVLA), imagerie et spectroscopie visible (CFHT, Keck & VLT)

Modélisation :

  • Simulations numériques à haute résolution de l’échelle du Mpc au sub-pc.
  • Distributions spectrales en énergie des galaxies, fonctions de luminosité, comptages de galaxies, lois d’échelles de la formation d’étoiles
  • Propriétés structurelles et lois d’échelles des amas de galaxies en fonction des époques cosmologiques
 

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maj : 10-12-2012 (972)

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Cosmologie et évolution des galaxies Cosmologie et évolution des galaxies : Cosmologie Observer la structure de l'univers lointain Simulation numérique Themes Le fond diffus cosmologique Galaxies   Formation d'étoiles Grand redshift Noyaux actifs Poussière Amas de Galaxies Distribution de matière noire Formation Gaz intergalactique ... Lire la suite »
Galaxies Galaxies : Une équipe internationale d’astrophysiciens, dirigée par Emanuele Daddi du Service d’Astrophysique du CEA-IRFU, vient de découvrir d’énormes réserves de gaz d’hydrogène moléculaire – la matière première des étoiles- au sein de galaxies massives de l’univers lointain. Cette découverte inattendue, réalisée grâce à l’interféromètre IRAM du plateau de Bure*, indique ... Lire la suite »
Simulations numériques Simulations numériques : Pour une vue d'ensemble des simulations numériques pour l'astrophysique réalisées au CEA, voir les films d'animation sur le site COAST (en anglais).   Les galaxies Certaines des galaxies que l'on croyait jusqu'ici sans étoiles ne sont pas de vraies galaxies mais plutôt des débris de collisions, simples nuages de gaz arrachés lors de collisions à grandes vitesse entre deux galaxies massives. C'est la conclusion à laquelle sont arrivés ... Lire la suite »

Expériences

 
 

Actu/Faits marquants

Contrat rempli pour l'observatoire spatial Herschel
29 avril 2013
La fin de la mission scientifique
Lancé le 14 mai 2009, l’observatoire spatial Herschel est arrivé à court d’hélium liquide ce lundi 29 avril 2013, entraînant un réchauffement général et la fin des opérations. Il a permis un bond en avant dans la compréhension de la naissance des étoiles, l’évolution des galaxies et de la matière interstellaire, et même de notre système solaire. Initialement prévu pour fonctionner trois ans ... Lire la suite »
Relevé géant de la distorsion des images de galaxies
11 avril 2013
Inventaire de matière et d'énergie noires
Le plus grand relevé de la déformation des images de galaxies par la gravitation vient d'être obtenu par une collaboration internationale d'astrophysiciens, coordonnée par Martin Kilbinger du Service d’Astrophysique/laboratoire AIM du CEA Saclay-Irfu et Institut d'Astrophysique de Paris. Résultant de plus de 500 nuits d'observation au Telescope Canada-France-Hawaii (CFHT), les images de 4,2 millions de galaxies, obtenues grâce à la ... Lire la suite »
Les amas de galaxies en froid avec Planck
09 avril 2013
Le catalogue d'amas de Planck remet en cause la répartition de la masse dans l'Univers
Un des produits phares du satellite Planck (ESA), le catalogue d’amas de galaxies détectés dans les cartes du fond diffus de l'univers, vient d'être mis à la disposition de la communauté scientifique, le 21 mars 2013, en même temps que les premiers résultats cosmologiques du satellite. Basé sur 15 mois d’observation de l’ensemble du ciel aux ondes millimétriques, ce catalogue, qui contient 1227 amas de galaxies, a ... Lire la suite »
Record mondial de citations pour le catalogue Fermi
10 janvier 2013
L'image la plus complète de l'Univers de très haute énergie
And the winner is… le deuxième catalogue Fermi-LAT de sources cosmiques de rayons gamma, baptisé 2FGL ! Cette publication de l'ensemble des sources détéctées par le satellite Fermi en rayons gamma de très hautes énergies (0.1-100GeV) a suscité le plus grand nombre de citations parmi tous les articles astronomiques publiés dans le monde en 2012. Les catalogues successifs 0FGL, 1FGL et 2FGL, qui recensent les sources gamma du ciel ... Lire la suite »
Concentré d'Univers avec la caméra MegaCam
26 octobre 2012
Les données du grand sondage cosmique CFHTLS rendues publiques
Des astronomes français et canadiens viennent de rendre publique la version finale du grand sondage cosmique du Télescope Canada-France-Hawaii (CFHTLS), un projet d'imagerie multi-couleur unique explorant un volume extrêmement large de l'Univers, et collectant des dizaines de millions de galaxies dont certaines sont distantes de plus de 9 milliards d'années lumière, représentant une véritable mine d'or pour la recherche astrophysique des années ... Lire la suite »
Feu vert pour la mission spatiale Euclid
20 juin 2012
Décoder matière et énergie noires
Le Comité des Programmes Scientifiques (SPC) de l’ESA vient d’approuver le démarrage de la mission Euclid consacrée à l’étude de l’énigmatique énergie noire. Cette étape très importante est la dernière d’un processus de près de cinq ans qui aura vu Euclid, née d’une idée française, franchir avec succès toutes les étapes de sélection pour être retenue, parmi ... Lire la suite »
Un berceau d'étoiles aux débuts de l'Univers
13 juin 2012
Le mystère de la galaxie HDF850.1 enfin résolu
Une équipe internationale à laquelle ont participé Emanuele Daddi [1] et David Elbaz du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM vient de déterminer la distance d'une des galaxies les plus productrices d'étoiles. Au grand étonnement des astronomes, cette galaxie baptisée HDF850.1 qui produit près de 1000 fois plus d'étoiles que notre galaxie, est située à une très grande distance, dans une région où ... Lire la suite »
MIRI en route vers la NASA
09 mai 2012
Livraison du premier des quatre instruments scientifiques qui équiperont le JWST
L’instrument MIRI (Mid InfraRed Instrument ou Instrument pour l'InfraRouge Moyen) qui équipera le télescope spatial James Webb (JWST), le successeur de Hubble dont le lancement est prévu fin 2018, vient de partir pour la NASA. MIRI observera l’Univers dans le domaine de l’infrarouge moyen, de 5 à 27 micromètres de longueur d’onde. Il permettra d’explorer la sortie de « l’âge sombre » de l’Univers il y a plus ... Lire la suite »
Conflit de générations stellaires
25 avril 2012
Les galaxies elliptiques forment trois fois plus d'étoiles que prévu
Dans une lettre publiée dans la revue Nature du 26 avril 2012, une équipe internationale d'astrophysiciens incluant des chercheurs du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu révèle pour la première fois que les galaxies plus anciennes de type elliptique ont formé environ trois fois plus d'étoiles que ne le prévoyaient les modèles jusqu'à présent. Cette étude démontre que l'idée d'une ... Lire la suite »
Avis de temps froid et sec
21 décembre 2011
La transparence atmosphérique du ciel antarctique propice aux observations astronomiques
Dans le cadre de l’évaluation du potentiel astronomique de la station Concordia en Antarctique, une campagne d’étude sur la qualité du site vient de livrer des résultats prometteurs. Ils indiquent en effet que l’atmosphère au dessus de la station est, dans la gamme infrarouge lointain/sub-millimétrique, l’une des plus transparente sur Terre. Publiés dans la revue Astronomie & Astrophysics, les travaux menés durant les cinq ... Lire la suite »
Comment nourrir les trous noirs géants ?
11 novembre 2011
Une nouvelle hypothèse pour l'origine des trous noirs massifs
Grâce à des simulations numériques à haute résolution,  une équipe de chercheurs conduite par des astrophysiciens du Service d'Astrophysique- Laboratoire AIM du CEA-Irfu vient de montrer que les trous noirs géants au centre des galaxies pouvaient être alimentés par des instabilités qui se déclenchent au sein même des disques galactiques. Jusqu'ici le seul scénario envisagé pour faire croitre la masse de ces trous noirs ... Lire la suite »
04 octobre 2011
Deux nouvelles missions spatiales pour la fin des années 2010
L'Agence Spatiale Européenne vient de sélectionner les deux prochaines missions de taille moyenne  (dites Missions M) dans le cadre de son programme de l'exploration de l'univers "Cosmic Vision" pour les prochaines décennies. Les missions "Solar Orbiter" (Etude du Soleil) et "Euclid" (Etude de l'univers sombre), qui devraient être lancées en 2017 et 2019, sont sorties gagnantes parmi 52 autres propositions d'un long et difficile processus de sélection initié en ... Lire la suite »
Formation d'étoiles en douceur
13 septembre 2011
Le télescope spatial Herschel minore le rôle des collisions de galaxies
Les observations effectuées sur le télescope spatial Herschel de l’ESA montrent que les collisions entre galaxies ne jouent qu’un rôle secondaire dans le processus de formation des étoiles. A l’époque où la plupart des étoiles se sont formées, les quantités de gaz en jeu dans les galaxies étaient suffisantes pour engendrer « spontanément » une production nourrie d’étoiles. Ces résultats, obtenus ... Lire la suite »
Galaxies elliptiques bien plus complexes
20 juillet 2011
Etonnantes structures filamentaires révélées par la caméra Megacam
Des images extrêmement profondes et étonnantes de galaxies elliptiques révèlent des structures stellaires très étendues jusqu’à lors passées inaperçues. Dans le cadre du projet Atlas-3D, une équipe internationale menée par Pierre-Alain Duc du laboratoire AIM (CEA-Irfu, CNRS, Université Paris 7) a mis en évidence des tenus filaments de gaz et d'étoiles autour de deux galaxies elliptiques proches. Parmi eux un ... Lire la suite »
L'univers en XXL
26 avril 2011
Une carte géante de l'Univers chaud
Un groupe international d'astronomes conduit par Maguerite Pierre du Service d'Astrophysique-AIM du CEA-Irfu vient de débuter le plus grand sondage en rayons X jamais entrepris dans le but d'établir une carte 3D de l'univers chaud et d'étudier l'énergie noire, une hypothétique composante de l'univers responsable de l'accélération de l'expansion. Ce projet baptisé XXL va mobiliser plus de 800 heures d'observation réparties sur 2 ans, réalisées ... Lire la suite »
Planck découvre d'étonnants amas de galaxies
29 janvier 2011
Amas et super-amas à plusieurs milliards d'années-lumière
Une équipe internationale à laquelle ont participé des chercheurs du Service d'Astrophysique-AIM et du Service de Physique des Particules du CEA-Irfu vient de découvrir grâce au satellite Planck des amas de galaxies aux caractéristiques inconnues jusque là. Les amas qui regroupent jusqu'à un millier de galaxies sont les plus grandes structres de l'univers. Souvent situés à de très grandes distances, ils sont encore relativement mal connus. Les ... Lire la suite »
Le Message des Antennes
04 octobre 2010
La plus célèbre collision de galaxies décodée par des simulations 'haute résolution'
Des simulations numériques ‘haute résolution’ réalisées par des chercheurs  du Service d'Astrophysique du CEA-Irfu/AIM  viennent de révéler que la plus célèbre collision de galaxies, la collision des Antennes, produit beaucoup plus d'étoiles que ne le laissaient penser les observations. Lors d'une rencontre entre deux galaxies, la compression du gaz entraine l'allumage de nouvelles étoiles. Jusqu'ici, il semblait que ces ... Lire la suite »
Anneau de gaz et collision de galaxies
30 juin 2010
L'anneau de gaz géant du Lion formé lors de la collision de deux galaxies
Une  équipe internationale menée par des astrophysiciens de l'Observatoire de Lyon (CRAL, CNRS/INSU, Université Lyon 1) et du laboratoire AIM (CEA-Irfu,CNRS,Université Paris 7) vient de lever le voile sur l'origine de l'anneau de gaz géant du Lion. Les astrophysiciens ont pu détecter une contrepartie optique à ce nuage qui correspond à des étoiles en formation avec le télescope Canada-France-Hawaii (INSU-CNRS, CNRC, U. Hawaii). Par le biais ... Lire la suite »
De très jeunes galaxies géantes
20 mai 2010
Premières images des plus grosses galaxies lointaines
Une équipe internationale d’astronomes dirigée par Masato Onodera du Service d'Astrophysique du CEA-Irfu, travaillant dans le cadre d’un projet financé par l’Agence Nationale de la recherche (ANR)[1], a utilisé le télescope japonais Subaru[2] pour prendre un spectre infrarouge d’une galaxie elliptique massive très lointaine et extrêmement brillante. Cette galaxie est située à 10 milliards d’années-lumière de la ... Lire la suite »
Premier anniversaire pour le satellite Herschel
06 mai 2010
Résultats scientifiques prometteurs pour le plus grand télescope spatial
Un an après le lancement du satellite européen Herschel, l'Agence Spatiale Européenne (ESA) fait un premier bilan scientifique de la mission en organisant du 4 au 7 mai le premier symposium des résultats scientifiques Herschel sur son site de l'ESTEC à Noordwijk (Pays-Bas).Depuis le mois de septembre 2009, date à laquelle Herschel a été déclaré « bon pour la science », les premières données ont été ... Lire la suite »
La caméra infrarouge du prochain télescope spatial est déjà prête
22 avril 2010
Livraison du modèle de vol pour un lancement prévu en 2014
Le Service d'Astrophysique du CEA-Irfu, responsable scientifique et technique de l'imageur MIRIM (pour Mid InfaRred IMager ou Imageur pour l'infrarouge Moyen) du spectro-imageur MIRI, un des instruments majeurs du prochain télescope spatial James Webb (JWST), vient de livrer le modèle final de l'imageur au laboratoire Rutherford à Appleton en Angleterre, chargé des derniers tests avant la livraison  pour intégration sur le JWST début 2011. Le JWST, une mission conjointe ... Lire la suite »
Le satellite européen Planck achève son premier tour de ciel
24 mars 2010
Vers la carte haute résolution de la première lumière de l'Univers
Après son lancement le 14 mai 2009, le satellite Planck [1] observe en continu la voûte céleste et cartographie l'ensemble du ciel depuis le 13 août, pour obtenir la première image à très haute résolution de l'aube de l'Univers. Le satellite Planck vient de terminer son premier tour de ciel. Les premières images révèlent des détails insoupçonnés sur l'émission de gaz et de poussières dans notre propre galaxie. ... Lire la suite »
Un quasar 'nu' pris en flagrant délit
26 novembre 2009
Les quasars engendrent-ils les galaxies ?
Trou noir ou galaxie, qui donne naissance à l'autre ? Beaucoup des grandes galaxies de l'Univers possèdent un trou noir supermassif  en leur centre. Mais qui vient en premier ? Ce trou noir qui dévore frénétiquement la matière qui l'entoure ou l'immense galaxie qui l'héberge ? Une équipe européenne conduite par David Elbaz du Service d'Astrophysique du CEA-IRFU,  vient de découvrir une interaction spectaculaire entre un quasar et une ... Lire la suite »
L'Europe lance le plus grand télescope spatial
14 mai 2009
L'observatoire spatial Herschel en route sur la piste des étoiles
Kourou, jeudi 14 mai à 15h12, le lanceur Ariane 5 a décollé avec à son bord Herschel, le plus grand télescope spatial jamais construit, et le satellite Planck. Mission scientifique de l'Agence Spatiale Européenne en partenariat avec la NASA, le télescope spatial Herschel est dédié à l'observation de l'Univers dans les domaines de lumière infrarouge et submillimétrique. Equipé de trois instruments dont une caméra infrarouge conçue au CEA en partenariat avec le CNES, Herschel permettra aux astronomes de dévoiler la ... Lire la suite »
Une nouvelle théorie pour la formation des galaxies
22 janvier 2009
Les galaxies naissent de courants froids
Les galaxies actuelles, comme la Voie Lactée, se forment au sein de courants de gaz froid, plutôt que dans des collisions de galaxies plus anciennes. C'est le résultat auquel est arrivé une équipe d'astrophysiciens du Service d'Astrophysique de l'Irfu-CEA, du CNRS et de l'université Paris Diderot, en collaboration avec une équipe de l'Université de Jérusalem, à l'aide de simulations numériques de haute performance. Ces simulations ... Lire la suite »
Débris de marée et amas d’étoiles
01 juillet 2008
Des simulations numériques de collisions de galaxies expliquent la formation des amas globulaires
Les amas globulaires sont des concentrations très importantes d’étoiles liées entre elle par la gravitation. On les observe notamment plus nombreux autour des galaxies elliptiques qu’autour des spirales. Comme les premières se forment à partir de collision des secondes, une équipe du Service d’Astrophysique du CEA-Irfu en collaboration avec l’Observatoire de Lyon a étudié en détail la formation et l’évolution des amas ... Lire la suite »
Première détection de gaz moléculaire dans des jeunes galaxies massives
23 janvier 2008
Une nouvelle vision de la formation des étoiles (23 Janvier 2008)
Une équipe internationale d’astrophysiciens, dirigée par Emanuele Daddi du Service d’Astrophysique du CEA-IRFU, vient de découvrir d’énormes réserves de gaz d’hydrogène moléculaire – la matière première des étoiles- au sein de galaxies massives de l’univers lointain. Cette découverte inattendue, réalisée grâce à l’interféromètre IRAM du plateau de Bure*, indique ... Lire la suite »
Existe-t-il des galaxies sans étoiles ?
15 novembre 2007
Certaines galaxies sombres ne seraient que des débris de collisions (15 novembre 2007)
Certaines des galaxies que l'on croyait jusqu'ici sans étoiles ne sont pas de vraies galaxies mais plutôt des débris de collisions, simples nuages de gaz arrachés lors de collisions à grandes vitesse entre deux galaxies massives. C'est la conclusion à laquelle sont arrivés Pierre-Alain Duc et Frédéric Bournaud, deux chercheurs du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA/DSM/DAPNIA et laboratoire AIM (CNRS, Université Paris Diderot) grâce a des ... Lire la suite »
70 milliards de particules pour décrire l'Univers
17 septembre 2007
Record absolu dans la simulation cosmique (17 septembre 2007)
Une équipe de chercheurs français, sous la direction de Romain Teyssier, astrophysicien au CEA (Service d'Astrophysique, CEA-DAPNIA), a mené à terme, dans le cadre du “Projet Horizon ”, la plus grande simulation jamais réalisée de la formation des structures de l’Univers. Cette simulation, qui s’est appuyée sur le nouveau supercalculateur BULL du Centre de Calcul Recherche et Technologie (CCRT), va permettre aux astrophysiciens de comparer leurs ... Lire la suite »
Cosmic vision 2015-2025
18 juillet 2007
Les futures explorations spatiales au SAp
En réponse à un appel d'offre de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) pour la définition des futures missions spatiales européennes, le Service d'Astrophysique du CEA a proposé ou participé à 4 projets différents qui sont maintenant soumis à un processus exigeant de selection.  Cinquante projets européens (Cosmic Vision propositions 2015-2025) ont été proposés dont seulement six seront finalement ... Lire la suite »
L'Univers dans un super-calculateur
07 janvier 2007
2048 processeurs pour calculer l'évolution de l'Univers en 4 mois
Le programme "Formation des galaxies avec Mare Nostrum", une collaboration multidisciplinaire de scientifiques d'Allemagne, Espagne, Etats-Unis, Israël et France, parmi lesquels des astrophysiciens du Service d'Astrophysique du CEA/DAPNIA , vient de débuter une des plus imposantes simulations numériques jamais entreprises. A l'aide d'un super-calculateur constitué d'un réseau de 2048 processeurs en parallèle, les calculs simulent l'évolution d'un cube d'Univers ... Lire la suite »
Andromède frappée en plein coeur
19 octobre 2006
Des anneaux témoins d'une collision frontale avec une autre galaxie
Une équipe internationale analysant les observations récentes du satellite infrarouge Spitzer a réussi, grâce aux simulations numériques réalisées sur les calculateurs du CEA, à reconstituer le passé de notre principale galaxie voisine, la galaxie d'Andromède. Ces simulations montrent que très probablement Andromède (Messier 31) a été percutée de plein fouet par une galaxie compagne plus petite (Messier 32), il y a ... Lire la suite »
D'où viennent les galaxies satellites ?
12 juin 2006
Des simulations montrent que certaines proviennent de collisions géantes (12 juin 2006)
De nombreuses toutes petites galaxies sont observées, en particulier en orbite autour des galaxies massives comme la Voie Lactée. Chacune contient moins d'un milliard d'étoiles, soit cent fois moins que les galaxies géantes. D'ou viennent ces mini Voies Lactées ?  On pensait jusqu'ici que la majorité avait été formée dès le début de l'histoire de l'Univers mais des simulations numériques à haute résolution ... Lire la suite »
Simulation des premiers âges
15 novembre 2005
Le vent des galaxies façonne l'Univers
Des simulations à très haute résolution réalisées au Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA, viennent de fournir une idée précise du rôle joué par la matière ordinaire (dite baryonique) dans l'évolution de l'Univers. Dans le modèle cosmologique actuelle, la majeure partie de la matière dans l'Univers est en effet une "matière noire" de nature encore inconnue, toute la matière ordinaire (gaz chaud, ... Lire la suite »
Les fluctuations de l'Univers primordial
01 octobre 2002
Comparaisons aux prédictions théoriques
Détection de l'effet SZ par l'expérience CBI   La détection des fluctuations du fond diffus cosmologique est depuis une dizaine d'années une activité florissante en cosmologie. Depuis le satellite COBE (Cosmic Background Explorer) en 1992, la sensibilité et la résolution angulaire des expériences au sol ou en vols ballon n'ont cessé de s'améliorer. La taille et l'amplitude de ces fluctuations primordiales permettent de déterminer les ... Lire la suite »