Une équipe du département de physique des particules (DPhP) de l'Irfu, vient de mener l’étude la plus précise à ce jour portant sur la masse de neutrinos cosmiques, comprenant à la fois des neutrinos du modèle standard et des neutrinos stériles contribuant à la matière noire.  

Les chercheurs ont exploité les spectres de près de 200 000 quasars lointains mesurés par le projet eBOSS du Sloan Digital Sky Survey (SDSS), qui leur ont permis de cartographier la répartition de l’hydrogène à des époques très reculées de l’histoire de notre univers, il y a dix à douze milliards d’années de cela.

Les neutrinos, se propageant à des vitesses relativistes durant des milliards d’années, empêchent la gravité d'agir à petites échelles et lissent les structures (amas de galaxies, filaments,…) révélées par les spectres des quasars.  Grâce à la précision des mesures, les chercheurs ont pu resserrer le domaine possible pour la masse des neutrinos cosmiques, au point d’avoir leur mot à dire sur la façon dont sont ordonnées les différentes masses des trois neutrinos du modèle standard.

« Première lumière » pour l'instrument spectroscopique pour l’énergie noire, Desi (Dark Energy Spectroscopic Instrument) : son installation étant presque terminée, le nouvel instrument commence ses derniers essais avant d’entamer début 2020 et pour cinq ans une gigantesque cartographie du ciel. Cet instrument international, pour lequel le CEA, le CNRS, Aix-Marseille Université et la société Winlight System contribuent fortement, scrutera le ciel pour chercher à comprendre les effets de l’énergie noire.

L’instrument Desi, installé sur le télescope Mayall (Kitt Peak,Arizona), a activé, pour la première fois, son réseau de 5 000 "yeux" à fibres optiques sur le ciel nocturne pour capturer sa "première lumière". Ce jalon marque le début de la campagne de caractérisation finale de l’instrument avant le démarrage des observations scientifiques, prévue pour cinq ans, à partir de début 2020.

L’instrument enregistrera le spectre dans l’ultra-violet, le visible et l’infrarouge de 5 000 objets à la fois. Il est conçu pour pointer automatiquement vers une liste précise de galaxies et de quasars préalablement sélectionnés. Il en détectera la lumière et la décomposera en multiples longueurs d’ondes dans le but de mesurer la distance de ces objets à la Terre.

Des galaxies "invisibles" qui questionnent les modèles d'évolution de l'Univers

Une étude conduite par des astrophysiciens du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu vient de révéler une grande quantité de galaxies aussi massives que la Voie Lacte?e dans l'univers lointain, grâce au grand interféromètre ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) au Chili. Ces galaxies étaient restées jusqu'ici invisibles en raison de l'atte?nuation de leur luminosité par la poussie?re interstellaire. Elles sont 10 à 100 fois plus nombreuses que toutes celles détectées jusqu'ici, à des distances où l'univers n'avait encore que deux milliards d'années. Cette grande abondance de galaxies massives dans l'univers jeune est en contradiction avec les mode?les the?oriques actuels de formation des galaxies et représente un nouveau défi pour notre compréhension des premiers âges de l'univers. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature du 7 aout 2019.

Voir la video : Interview David ELBAZ

Le grand interféromètre ALMA révèle une nouvelle population de galaxies

Une équipe internationale, menée par des chercheurs du Département d'Astrophysique/Laboratoire AIM du CEA-Irfu vient de mettre en évidence une nouvelle population de galaxies très lointaines, qui avaient jusqu'à présent échappé aux observations les plus profondes de l’Univers. Durant l’été 2016, à plus de 5000 mètres d’altitude sur les hauts plateaux chiliens, les antennes du grand interféromètre ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ont scruté pendant plus de 20 heures une des régions les mieux étudiées du ciel. Ces observations y ont révélé des galaxies encore inconnues, très massives mais opaques, n’émettant que très peu de lumière visible en raison d’une grande quantité de poussières.  Ces galaxies « sombres », très lointaines, qui pourraient être les progénitrices des galaxies les plus massives de l'univers, révèlent  que l’ampleur de la formation des étoiles au cours des premiers milliards d’années de l’histoire cosmique pourrait avoir été jusqu'à présent largement sous estimée. Ces travaux viennent d'être publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Les neutrinos issus du Big Bang parcourent l’Univers depuis plus de 13 milliards d'années. Ils sont quasi indétectables mais leur empreinte sur la formation des grandes structures de l'Univers comme les galaxies, peut être détectée. Pour la première fois, cette trace du « fond diffus de neutrinos » issus du Big Bang sur les « oscillations acoustiques baryoniques » (BAO) a été déduite du relevé de 1,2 million de galaxies du "Sloan Digital Sky Survey" (SDSS). Ces données correspondent à 5 années d’observations de l’expérience BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), télescope au sol installé au Nouveau Mexique. Le résultat, publié dans la revue Nature Physics, montre comment la phase des BAO permet de contraindre le nombre d'espèces des neutrinos du modèle standard de la physique des particules.

Le groupe du DPhP participe à ce projet depuis plus de 10 ans et actuellement à son extension, le projet eBOSS. Dans un futur très proche, le projet DESI pourra étudier encore plus précisément ce fond de neutrinos cosmiques produit par le Big Bang.

 

Les pouponnières d’étoiles interagissent avec leur environnement

Les régions de formation d'étoiles les plus intenses de l'Univers jeune interagissent fortement avec leur environnement par des échanges rapides de gaz. Cette découverte a été faite au coeur d'une des plus lointaines galaxie massives découverte en 2015 par le satellite Planck et baptisée "l'Emeraude". Elle a été réalisée par une équipe internationale d’astronomes, notamment de l’Institut d’astrophysique spatiale (Université Paris-Sud/CNRS), du Laboratoire d’astrophysique de Marseille (Aix-Marseille Université/CNRS) et du Département d'Astrophysique-Laboratoire Astrophysique Instrumentation Modélisation (CEA/CNRS/Université Paris Diderot) et permet ainsi d' approfondir la compréhension de la phase d'évolution rapide des galaxies massives, il y a environ 11 milliards d’années. Cette étude est publiée, au travers de deux articles, dans la revue Astronomy & Astrophysics du 30 novembre 2018.

Nouveaux résultats d'un grand catalogue d'amas de galaxies

À l’aide de l’observatoire XMM-Newton de l’ESA, une équipe internationale, dirigée par Marguerite Pierre du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu  vient de révéler les derniers résultats du sondage XXL, le plus vaste programme d’observation en rayons X réalisé à ce jour par le satellite XMM. Le deuxième lot de données qui vient d'être publié dans un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics, comprend des informations sur 365 amas de galaxies et sur 26 000 noyaux galactiques actifs (AGN). Par l'examen profond de deux grandes régions du ciel, le sondage XXL est la première étude en rayons X à détecter suffisamment d’amas de galaxies et d’AGN pour permettre de retracer la structure à grande échelle de l'Univers et son évolution dans le temps avec des détails sans précédent.

L'Agence Spatale Europénne retient la mission d'exploration des galaxies

Le télescope spatial infrarouge SPICA vient d’être présélectionné par l’agence spatiale européenne (ESA) afin de participer à la compétition finale qui verra en septembre 2021 le choix de la prochaine mission de taille moyenne de l’ESA (mission M5). SPICA est un télescope infrarouge de grande taille (diamètre 2,5 m) entièrement refroidi à une température de seulement quelques degrés au dessus du zéro absolu. Ce concept a été proposé à l’ESA dans le cadre de la compétition pour la mission M5 du programme « Cosmic Vision » (25 propositions soumises) par un consortium de laboratoires de recherche Européens mené par la Hollande en collaboration étroite avec l’agence spatiale japonaise (JAXA), et auxquels participent en France le CEA, le CNRS et leurs universités associées avec le support du CNES.

Une cohabitation galactique plus mouvementée que prévu

La caméra MegaCam développée au CEA-Irfu vient de révéler des structures jusqu'ici insoupçonnées au sein du célèbre Quintette de Stephan, une spectaculaire association de cinq galaxies. La découverte d'un halo rouge très étendu, constitué de vieilles étoiles, et centré sur l'une des galaxies elliptiques, NGC 7317, montre que le groupe de galaxies est encore en très forte interaction, un aspect totalement ignoré dans les études précédentes. Cette interaction montre que le Quintette de Stephan est encore le théâtre d'un cannibalisme galactique généralisé, en contradiction avec les prédictions théoriques actuelles qui devront donc être révisées. Ces résultats d'une équipe de l'Observatoire astronomique de Strasbourg, du Département d'Astrophysique du CEA et de l'observatoire de Lund (Suède) sont publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society de janvier 2018.

Des galaxies qui ne forment plus d'étoiles malgré d'énormes réserves de gaz

En réussissant pour la première fois à analyser la lumière de près de 1000 galaxies elliptiques très lointaines, à plus de 10 milliards d'années-lumière, une équipe de chercheurs incluant trois astrophysiciens du Département d'Astrophysique du CEA-Irfu vient de révéler que ces galaxies du début de l'univers contiennent beaucoup de gaz mais ne forment pas pour autant des étoiles. Une véritable énigme qui remet en cause notre compréhension de l'évolution de ces galaxies géantes. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Astronomy du 16 Janvier 2018.

 

Une équipe internationale incluant deux chercheurs du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu a détecté pour le première fois la présence de la molécule CH+ dans les galaxies distantes de l’Univers jeune, grâce au grand interféromètre ALMA. La présence de cette molécule particulière démontre l'existence autour des jeunes galaxies de vastes réservoirs turbulents de gaz froid de faible densité. Leur présence pourrait permettre d'expliquer comment les galaxies parviennent à prolonger leur phase d’intense formation stellaire malgré l'éjection de matière induite lors des explosions d'étoiles. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature du 24 aout 2017.

Une ancienne galaxie aux formes étranges

Une équipe internationale incluant un chercheur du Laboratoire AIM-Département d'Astrophysique du CEA-Irfu vient de découvrir au sein de l'amas de galaxies Abell 2670 une galaxie elliptique de forme totalement inattendue. Des observations profondes réalisées grâce au nouveau multi-spectrograph MUSE nouvellement mis en service à l'observatoire européen VLT du Chili, ont révélé une galaxie elliptique très déformée, montrant en particulier de longues queues de gaz et des régions de formation d'étoiles normalement absentes dans ce type de galaxies. Les astronomes supposent désormais que cette galaxie a du subir une fusion récente avec une autre  galaxie riche en gaz. Une grande partie de ce gaz a été conduit au centre de la galaxie elliptique lors de la collision. Ces résultats sont publiés dans l'Astrophysical Journal Letters de mai 2017 

Gargantua au pays des trous noirs

Un trou noir géant a détruit une étoile et a ensuite ingurgité ses restes pendant environ une décennie, selon les astronomes. C'est plus de dix fois plus long que tous les évènement analogues observés jusque ici.
Une équipe intenationale de chercheurs, incluant un astrophysicien du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu, a fait cette découverte étonnante en utilisant des données des trois satellites, Chandra X-ray Observatory (NASA), SWift (NASA) ainsi que XMM-Newton (ESA). Les résultats de cette étude sont à paraitre dans la revue Nature Astronomy.

 

Les événements les plus énergiques de l’Univers

Une équipe de chercheurs dirigée par Rémi Adam (Laboratoire Lagrange – OCA, UCA, LPSC Grenoble, CNES), Iacopo Bartalucci et Gabriel Pratt (Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu), a obtenu pour la première fois une image de la vitesse du gaz dans des amas de galaxies en collision grâce à NIKA [1], une caméra nouvelle génération dans le domaine millimétrique, au foyer du télescope IRAM de 30 m de diamètre du Pico Veleta (Espagne). Les observations NIKA, qui ont fourni une cartographie précise de la vitesse du gaz chaud dans les amas, offrent une nouvelle manière d'étudier la collision des amas de galaxies, responsables des événements les plus énergiques dans l’Univers après le Big Bang. Ces travaux sont en cours de publication dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Du nouveau sur la formation des galaxies géantes

Des observations de Malin 1, une galaxie voisine et un prototype parfait des "galaxies géantes avec une faible luminosité de surface», ont permis à une équipe internationale comprenant un chercheur du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-IRFU de faire une découverte inattendue qui remet en question les hypothèses sur le processus de formation des galaxies de ce type. Il suggère que le disque géant de Malin-1, le plus grand connu dans l'univers, n'est pas la conséquence d'une collision, mais est en place depuis plusieurs milliards d'années, et les étoiles y sont formés de façon modérée mais  stable sur un long terme. En raison de leur aspect diffus et leur très faible brillance, ces galaxies massives sont difficiles à observer et demeurent mal connues aujourd'hui. Elles pourraient être une fraction importante des galaxies dans l'univers, car de nombreux objets semblables à Malin 1 pourraient avoir échappé à notre vigilance.
L'article, publié dans la revue Astronomy and Astrophysics, présente pour la première fois des images de Malin 1 obtenues à six longueurs d'onde différentes - de l'ultraviolet par le projet GUViCS1 à l'optique et proche infrarouge par le biais du projet NGVS1 avec la caméra MegaCam développée au CEA et installée sur le Télescope Canada-France-Hawaii (CFHT) [1]. Initialement prévu pour étudier l'amas de galaxies de la Vierge, ces grandes campagnes d'observation permettent également de travailler sur d'autres objets dans l'arrière-plan de cet amas, comme cela est le cas dans cette étude.

Observations les plus profondes jamais réalisées dans le domaine millimétrique de l’Univers jeune

Une équipe internationale d’astronomes a utilisé le Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l’Atacama (ALMA) pour explorer l’un des recoins de l’Univers révélé par le Champ Ultra Profond du satellite Hubble (HUDF). Ces nouvelles observations d’ALMA sont sensiblement plus profondes et mieux résolues que les sondages antérieurs effectués dans le domaine millimétrique. Elles mettent clairement en évidence l’existence d’une étroite relation entre le taux de formation stellaire dans les galaxies jeunes et leur masse stellaire totale. Elles révèlent par ailleurs l’abondance ainsi que la distribution spatiale du gaz à partir duquel naissent les étoiles, offrant ainsi un nouvel aperçu de cet “Age d’Or” de la formation galactique daté de quelque 10 milliards d’années.

Ces nouveaux résultats des observations d’ALMA font l’objet d’une série d’articles à paraitre dans l’Astrophysical Journal et les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Ils seront par ailleurs dévoilés lors du colloque “Les Cinq Ans d’ALMA”, organisé cette semaine à Palm Springs, Californie, Etats-Unis.

Carte en 3D des amas de galaxies

Une nouvelle carte des amas de galaxies en trois dimensions vient d'être publiée par une équipe de chercheurs dirigée par Marguerite Pierre du Service d'Astrophysique-AIM du CEA-Irfu grâce à un sondage de deux régions du ciel, chacune couvrant chacune environ 25 degrés carrés, soit environ 100 fois la surface de la pleine Lune. Ce sondage, baptisé XXL, a été réalisé de 2011 à 2013 à l'issue de 543 observations en rayons X du satellite  XMM-Newton, nécessitant plus de 6 millions de secondes d'exposition. Le sondage XXL a permis de localiser et d'identifier 450 amas de galaxies ainsi que 22 000 galaxies actives. Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers, pouvant atteindre des masses de plus de cent mille milliards de fois la masse du Soleil. Leur nombre et répartition ont pu être reconstitués jusqu'à des distances d'environ 7 milliards d'années-lumière où l'Univers n'a que la moitié de son âge actuel. Le sondage XXL a révélé une densité d'amas sensiblement moins élevée que celle prévue par les modèles cosmologiques et une quantité de gaz dans ces amas également plus faible qu'attendue. Il a aussi permis la découverte de 5 nouveaux super-amas ou amas d'amas de galaxies. Ces résultats préliminaires font l'objet d'une première série de 13 articles, publiés dans un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics (sous presse).

Image énigmatique d'une galaxie naine nouvellement formée

Une équipe de scientifiques, dirigée par des chercheurs du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu vient de révéler qu’une galaxie naine, résultant d’une collision de deux galaxies il y a plus de 300 millions d’années, pourrait permettre de mieux comprendre les premières concentrations d’étoiles et de gaz observées à grandes distances, au début de l’Univers et qui sont normalement trop faibles pour être obsevées par les télescopes actuels. Cette galaxie, baptisée NGC 5291N, a été observée grâce au nouveau spectrographe MUSE récemment mis en service au Très Grand Télescope (VLT) de l’observatoire Européen austral (ESO) et a révélé des caractéristiques inhabituelles, proches de celles des premières galaxies de l’Univers. Ces résultats sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics (sous presse).

La cosmologie des cisaillements cosmiques

Dans un article de revue pour "Reports on Progress in Physics", Martin Kilbinger du Service d’Astrophysique/laboratoire AIM du CEA-Irfu présente un bilan complet des résultats obtenus à partir des observations des cisaillements cosmiques dans les 15 dernières années. L'effet de cisaillement cosmique, qui a été mesuré pour la première fois en 2000, se manifeste par des déformations des images des galaxies sous l'effet de la gravitation des amas de matière. Il permet notamment de cartographier la matière noire mais également de déterminer comment l'énergie sombre affecte la toile cosmique. L'article met en évidence les défis les plus importants pour transformer le cisaillement cosmique en un outil précis pour la cosmologie. Jusqu'à présent, la matière noire a été cartographiée pour seulement une minuscule fraction du ciel. Des observations à venir, comme celles de la future mission spatiale Euclid, couvriront la plupart des régions accessibles sur le ciel. La revue presente les progrès potentiels attendus de ces futures missions pour notre compréhension du cosmos.

Visionner l'exposé de Martin Kilbinger
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 été établi grâce au rôle majeur des scientifiques du Service de Physique des Particules (SPP) et du Service d'Astrophysique-AIM du CEA-Irfu. Par l'analyse des perturbations que subit la lumière du fond diffus en traversant ces amas, les chercheurs ont pu déterminer de façon indépendante la répartition de matière dans l'univers. Surprise, cette répartition semble différente de celle déterminée à partir du fond diffus lui-même. Une différence qui pourrait s'expliquer par l'existence de neutrinos massifs. Les plus petites des particules dont les masses n'ont pu encore être déterminées pourrait ainsi modifier la répartition de la matière dans l'Univers et influencer la formation des amas de galaxies, les plus gros objets de l’Univers.

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 l'univers est âgé de seulement 1,1 milliards d'années. Elle était invisible sur l'image la plus profonde du ciel visible obtenue par le satellite Hubble mais a été révélée par des observations en ondes millimétriques obtenues à l'interféromètre IRAM du Plateau de Bures (Hautes-alpes). Cette production très précoce d'étoiles dans un univers encore très jeune est une véritable surprise pour les scientifiques. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature du 14 juin 2012.

Pour retracer l’histoire de l’Univers, les physiciens ont besoin d’en faire des images à ses différents âges et ce jusqu’à des temps remontant à des dizaines de milliards d’années.

Les scientifiques du Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III), dont un groupe de l’Irfu et du CNRS (IN2P3 et INSU) font partie, ont réalisé la plus grande carte de l'Univers lointain à partir du relevé BOSS (Baryon Oscillations Spectroscopic Survey). Cette carte en trois dimensions montre la position dans l’espace et dans le temps des nuages de gaz d'hydrogène intergalactique. Elle a été obtenue en utilisant la lumière des objets les plus brillants du cosmos, les quasars, qui éclairent ces nuages que l’on peut alors imager. Plus de 14 000 quasars ont été utilisés pour réaliser cette première carte de l’hydrogène de l’Univers, dont la 3e dimension permet de remonter le temps. Fin 2014, une nouvelle carte sera établie à l’aide de d’un nombre de quasars dix fois supérieur. Elle offrira alors un aperçu inédit de l'Univers tel qu’il existait il y a 11 milliards d'années et elle permettra d’étudier comment l'expansion de l'Univers a évolué au cours de son histoire.

 

Le Conseil d'Administration de la Fondation Simone et Cino del Duca vient d'attribuer le grand prix scientifique 2011 au Professeur Romain Teyssier,  Ingénieur au Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) et professeur à l'Université de Zurich.

 

Le Grand Prix scientifique de la Fondation Simone et Cino del Duca – Institut de France, doté de 300 000 euros, est destiné à récompenser une équipe de chercheurs scientifiques français ou étrangers. 

 Le Prix 2011 avait pour thème :

« Modélisation scientifique de phénomènes complexes, traitement de l’information associée et simulations numériques ».

 

Le Jury, composé d’éminents scientifiques en majorité membres de l’Académie des sciences, attribue le Prix 2011 au Pr. Romain Teyssier et à son équipe afin de récompenser leurs découvertes majeures dans le domaine de la modélisation numérique des phénomènes galactiques.

 

 

Le Prix sera remis par Mme Catherine Bréchignac, Secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences
sous la Coupole de l’Institut de France

 Mercredi 8 juin 2011 à 15 heures

 avec les autres Grands Prix scientifiques et culturels des fondations de l’Institut de France : Christophe et Rodolphe Mérieux, Louis D. , NRJ et Lefoulon-Delalande

 

 

 

 

Le Conseil d'Administration de la Fondation Simone et Cino del Duca - Institut de France vient d'attribuer le grand prix scientifique 2011 au Professeur Romain Teyssier,  Ingénieur au Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) et professeur à l'Université de Zurich. Le Grand Prix scientifique, doté de 300 000 euros, est destiné à récompenser une équipe de chercheurs scientifiques français ou étrangers.  Le Prix 2011 avait pour thème :

« Modélisation scientifique de phénomènes complexes, traitement de l’information associée et simulations numériques ».

Le Jury, composé d’éminents scientifiques en majorité membres de l’Académie des sciences, a décerné le Prix 2011 à Romain Teyssier et à son équipe afin de récompenser leurs découvertes majeures dans le domaine de la modélisation numérique des phénomènes galactiques.

Le Prix sera remis par Mme Catherine Bréchignac, Secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences
sous la Coupole de l’Institut de France

 Mercredi 8 juin 2011 à 15 heures

 avec les autres Grands Prix scientifiques et culturels des fondations de l’Institut de France : Christophe et Rodolphe Mérieux, Louis D. , NRJ et Lefoulon-Delalande

Cela faisait 18 mois que la communauté scientifique attendait les données relevées par Planck, le satellite de l’Agence Spatiale Européenne. L’heure des premiers résultats scientifiques a sonné. La première édition du catalogue de sources compactes (ERCSC, Early Release Compact Sources Catalogue), avec plusieurs milliers de sources détectées par Planck, a été publiée et présentée dans le cadre d'un colloque international qui se tient du 11 au 14 janvier 2011 à la Cité des Sciences et de l'Industrie de la Villette (Paris).


Lire le communiqué de presse commun CNES-CNRS-CEA-ESA


Voir également le programme du colloque

 

 

 

Contact

 

J. Bonnet-bidaud

Une équipe internationale d’astronomes, comprenant plusieurs chercheurs français, vient de mesurer l’éloignement exact de cinq galaxies très lointaines, grâce à l'observatoire spatial Herschel de l'ESA et à des observations au sol, impliquant notamment l’interféromètre de l’Institut de radioastronomie millimétrique1 . Les chercheurs ont ainsi démontré que la lumière de ces galaxies avait dû voyager pendant environ dix milliards d'années avant de nous atteindre. Pour parvenir à ces résultats, ils ont tout d’abord mis au point une nouvelle méthode qui utilise, pour la première fois dans le domaine submillimétrique2 , un phénomène appelé « lentille gravitationnelle », sorte de loupe cosmique que détecte Herschel. Difficiles à observer jusqu’à aujourd’hui, ces galaxies lointaines en cours d’évolution rapide constituent l’une des clés pour mieux comprendre l’histoire des galaxies dans notre Univers. Ces résultats sont publiés dans la revue Science du 5 novembre 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 Terre et est observée au moment où l’Univers n’avait qu’environ un quart de son âge actuel. Paradoxalement, et en contradiction avec certaines études précédentes, cette galaxie ressemble à ses cousines de notre Univers local. Ce résultat apporte une touche de complexité supplémentaire au « puzzle » de l’évolution des galaxies et montre que certaines galaxies elliptiques peuvent déjà atteindre leur taille adulte tôt dans l’évolution de l’Univers, tandis que d’autres peuvent augmenter leur volume une centaine de fois au cours du temps. Ces résultats sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal du 20 Mai 2010.

 

Les galaxies elliptiques changent-elles de taille ?

Les galaxies les plus massives dans notre Univers proche sont des elliptiques géantes. Elles ont une forme ovale régulière et ne possèdent pas de disque comme les galaxies spirales dont fait partie notre propre galaxie, la Voie lactée.

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. Des scientifiques du CEA-Irfu, au sein d'une large collaboration internationale, travaillent actuellement sur l'extraction et l'exploitation des catalogues d'objets détectés par Planck. Ces catalogues intermédiaires sont indispensables pour comprendre et soustraire les émissions parasites en avant plan de la lumière de fond de l'univers, trace fossile de ses premiers âges. Ils permettent également de mieux comprendre la formation des plus grandes structures de l'univers, les amas de galaxies. Les premiers catalogues devraient être publiés en janvier 2011. En revanche, les publications scientifiques définitives sur la première lumière de l'Univers ne devraient intervenir que vers la fin 2012.

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 simulations numériques reproduisant la rencontre de deux galaxies.  La découverte il y a quelques années d'une galaxie dite « sombre » c'est à dire contenant seulement du gaz et totalement dépourvue d'étoiles, avait soulevé un grand intérêt et beaucoup de questions dans la communauté astronomique car l'existence de tels astres n'est absolument pas prévu par les différents modèles de formation et d'évolution de galaxes. La galaxie VirgoHI21, située dans la constellation de la Chevelure de Bérénice, était jusqu'ici considérée  comme l’une des premières galaxies sombres massives. Les résultats des simulations montrent au contraire que VirgoHI21 s'est formée lors d'une rencontre entre deux grandes galaxies spirales, il y a environ 750 millions d'années. Il ne s'agirait donc que d'un banal débris de collision. Ainsi disparait le prototype de galaxie sombre massive. Ces résultats sont en cours de publication  dans la revue Astrophysical Journal.

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 modèles aux observations astronomiques avec un réalisme sans précédent. Les premières images permettent une exploration virtuelle de l'univers avec une précision jamais encore atteinte (voir l'animation pour un voyage à travers un "cube" d'Univers).

Signature de l'accord sur la participation officielle de l'ESA (18 juin 2007)

Le 18 juin 2007 a été signé au salon du Bourget à Paris l'accord qui scelle la participation de l’Agence spatiale européenne (ESA) au programme James Webb Space Telescope (JWST) de la NASA. Le JWST est le  successeur du télescope spatial Hubble (Hubble Space Telescope - HST) et sera lancé en 2013 par une fusée Ariane. Avec son miroir de plus de six mètres de diamètre, il sera alors le plus grand télescope jamais mis dans l'espace. Opérant dans l'infrarouge, il sondera l'Univers lointain pour y étudier les premières étoiles et galaxies.
Le télescope est équipé en son plan focal de trois instruments principaux dont MIRI (Mid InfRared Instrument).

Contradiction avec les modéles théoriques de formation des galaxies (10 mai 2007)

Une équipe internationale dirigée par des astrophysiciens du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA/DSM/DAPNIA et laboratoire AIM (CNRS, Université Paris Diderot) vient de découvrir une importante quantité de matière noire dans trois galaxies naines formées lors d'une collision entre galaxies il y a environ 360 millions d'années. Ce résultat, confirmé par le résulat de simulations numériques, est totalement inattendu et en contradiction avec le modèle théorique actuel de formation des galaxies dans l'Univers. Il indique que les disques des galaxies contiennent bien de la matière noire, contrairement aux prédictions des modèles cosmologiques. Ce résultat parait aujourd'hui dans la version electronique de la revue Science (10 Mai 2007).

Le programme Eros conforte les modèles de notre galaxie

Au terme de douze années marquées de surprises, de contradictions et de rebondissements, les modèles des astrophysiciens ont eu raison des apparences : le nombre d’étoiles peu lumineuses de notre galaxie est conforme aux modèles déduits des observations dans le voisinage du Soleil, et bien inférieur à ce que les premières observations laissaient supposer. C’est à cette conclusion que viennent d’arriver trois programmes de recherche de la distribution des astres sombres dans notre galaxie. Un article majeur dans Astronomy &  Astrophysics de juillet 2006 explique comment l’expérience Eros, dont le Dapnia fut à l’origine, a pu aboutir à de tels résultats.

Communiqué commun CEA/CNRS du 12 juin 2006

Les galaxies naines observées dans l’Univers proche, en particulier celles en orbite autour des galaxies massives comme notre Voie Lactée, ont-elles toutes été formées très tôt dans l’histoire de l’Univers comme le supposent les scénarios cosmologiques classiques ? Des chercheurs du Laboratoire d’étude du rayonnement et de la matière en astrophysique (CNRS, Observatoire de Paris, Université Paris-6) et du laboratoire AIM "astrophysique, interactions multi-échelles" (service d’astrophysique du CEA/Dapnia, CNRS et Université Paris-7) viennent de montrer, à l’aide d’un grand nombre de simulations numériques à haute résolution, qu’une fraction non négligeable d’entre elles aurait été produite au cours de collisions relativement récentes entre galaxies massives.
Ces naines, dites "de marée", qui s’apparentent à des galaxies satellites, pourraient contaminer les échantillons statistiques de galaxies naines sur lesquels s’appuient nombre d’études cosmologiques.

 

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