Image préliminaire de la galaxie NGC891 prise avec NIKA2 (contours superposé sur l'émission vue par Herschel).
Suzanne Madden, du Département d'Astrophysique du CEA, est la principale investigatrice d'IMEGIN (Interpreting the Millimetre EMission of Galaxies), un des 5 grands programmes en temps garanti proposés par la collaboration NIKA2. Environ 200 heures d'observations ont été attribuées sur le télescope IRAM de 30m.
La partie millimétrique du spectre des galaxies est l'une des moins explorées. Elle contient des émissions provenant de trois processus physiques fondamentaux: l'émission thermique de poussières, l'émission de gaz ionisé et l'émission synchrotron de particules chargées relativistes en mouvement dans le champ magnétique galactique.
Les thèmes scientifiques clés qui seront abordés par ce grand programme sont les suivants:
1) Décomposition de la distribution d'énergie spectrale des galaxies (résolues spatialement), contributions relatives des poussières, de l'émission du gaz ionisé et de l'émission synchrotron. Création de cartes de paramètres (masse, températuer etc...).
2) Évolution du rapport poussières/gaz dans les galaxies. Liens avec l'évolution chimique des galaxies et les réservoirs de production de la poussière.
3) Propriétés microscopiques de la poussière: contraintes sur l'opacité millimétrique.
4) Étude de l'excès submillimétrique dans les galaxies, dont l'origine est encore inconnue.
Si l'on se base sur des résultats précédents, l'émission à 1.2 mm est principalement due à l'émission thermique des poussières, alors que celle à 2mm est contaminée par l'émission du gaz ionisé. À plus de 2mm, on s'attend à ce que l'émission soit dominée par l'émission synchrotron des électrons relativistes.
Les données NIKA2 fourniront des données cruciales pour les modèles de distribution d'énergie spectrale et permettront, par exemple, d'étudier les changements de l'indice d'émissivité. Il est particulièrement intéressant de noter la possibilité d'un excés d'émission au-delà de celui prédit par les données Herschel. Ceci pourrait indiquer une composante de poussière très froide significative (T<10K) et/ou une émission non-thermique des grains (par ex: grains magnétisés ou en rotation).
La collaboration regroupe des chercheurs de 14 instituts, dont 7 en France, avec des contributions majeures du groupe NUAGES au CEA LFEMI.
Liste des instituts:
- France : CEA, IAP, IRAM, LAM, IRAP, IAS, IPAG
- Observatoire d'Athènes, Université de Gand, IPM/Iran, STScI, Calar Alto Obs, Nat. Univ. d'Irlande, Univ. de Cardiff
Le télescope IRAM de 30m.
NIKA2 est un nouvel instrument millimétrique sur le télescope IRAM de 30m, observant à 1.2mm et 2mm (longueurs d'onde supérieures à celles accessibles avec le télescope spatial Herschel) avec une résolution spatiale de 11" et 17" respectivement et un champ de vision de 6.5'.
L'échantillon IMEGIN contient des galaxies de différents types morphologiques qui résident dans des environnements distincts. L'échantillon contient également certains des plus grands objets en taille apparente dans le ciel et conduira ainsi à de nombreuses illustrations spectaculaires.
Une quarantaine de sources a été sélectionnée, avec les propriétés suivantes:
1) Couverture complète du continu infrarouge au submillimétrique.
2) Observations dans le domaine radio pour contraindre les composantes qui ne sont pas dues à la poussière.
3) Mesures de gaz moléculaire (CO) et atomique (HI) pour obtenir des mesures du rapport gaz/poussière.
4) Distances <30Mpc pour assurer des échelles de résolution adéquates pour atteindre les objectifs scientifiques (30Mpc équivaut à une résolution de 1.5kpc et 2.5kpc dans les bandes NIKA2 1.2mm et 2 mm respectivement).
Contact scientifique: Suzanne Madden (suzanne.madden@cea.fr).
