Astrophysique et

Traitement de l’Image

P. Magain,P. Magain,G. Letawe, V. Chantry, Y. Letawe, E. Eulaers G. Letawe, V. Chantry, Y. Letawe, E. Eulaers

Astrophysique extragalactique Astrophysique extragalactique et cosmologie observationnelleet cosmologie observationnelle

Sujet proposé

Mirages gravitationnels, Mirages gravitationnels, constante de Hubble constante de Hubble

et matière sombreet matière sombre

L’expansion de l’Univers est décrite par la loi de L’expansion de l’Univers est décrite par la loi de Hubble:Hubble:

v = Hv = H00 d d

La vitesse de récession est reliée au La vitesse de récession est reliée au redshiftredshift par: par:

z = z = ΔλΔλ / / λλ00 = v / c = v / c

Déterminer la constante de Hubble Déterminer la constante de Hubble HH00 revient à revient à

mesurer les distances.mesurer les distances.

La loi de Hubble

Méthodes classiquesMéthodes classiques: partent d’objets proches et : partent d’objets proches et vont pas à pas jusqu’aux objets lointainsvont pas à pas jusqu’aux objets lointains→ → sensibles aux propagations des erreurssensibles aux propagations des erreurs

Les déterminations récentes se concentrent autour Les déterminations récentes se concentrent autour de 2 valeurs:de 2 valeurs:

HH00 = = 7272 km/s/Mpc km/s/Mpc

HH00 = = 6262 km/s/Mpc km/s/Mpc

→ → souhait de disposer d’une souhait de disposer d’une méthode indépendanteméthode indépendante

La constante de Hubble

Mirage gravitationnel

quasarquasar

image 1image 1

image 2image 2

galaxie lentillegalaxie lentille

Les mirages gravitationnels fournissent un moyen Les mirages gravitationnels fournissent un moyen de mesurer les distances (et donc de mesurer les distances (et donc HH00) à partir du ) à partir du

délai temporel délai temporel ΔΔtt

SchématiquementSchématiquement : :LesLes redshifts redshifts de la source et de la lentille donnent de la source et de la lentille donnent le le rapportrapport des distances des distances

LeLe délai temporel délai temporel est relié à la est relié à la différencedifférence des des distancesdistances

Mirages gravitationels et H0

Délai temporel

si quasar variable → moyen de mesurer si quasar variable → moyen de mesurer ΔΔtt

Suivi photométrique et courbes de lumière

Euler (Chile) Euler (Chile) Mercator (La Palma) Mercator (La Palma) 2 x 1.2m telescopes2 x 1.2m telescopes

Liverpool 2m Robotic TelescopeLiverpool 2m Robotic Telescope

Uzbek 1.5m TelescopeUzbek 1.5m Telescope 2m Himalayan Chandra 2m Himalayan Chandra TelescopeTelescope

• • Suivi photométrique de > 20 mirages à l’aide de Suivi photométrique de > 20 mirages à l’aide de plusieurs télescopesplusieurs télescopes• • Equipes réparties dans plusieurs pays : Equipes réparties dans plusieurs pays : Suisse, Belgique, UK, Allemagne, Inde, OuzbékistanSuisse, Belgique, UK, Allemagne, Inde, Ouzbékistan

Collaboration COSMOGRAIL

Etapes du projet

(1) Analyse des images (HST, VLT,...) et des (1) Analyse des images (HST, VLT,...) et des spectres (VLT) → modélisation précisespectres (VLT) → modélisation précise

(2) Détermination des courbes de lumière et de (2) Détermination des courbes de lumière et de ΔΔt t

(3) Obtention de (3) Obtention de HH00 à partir de à partir de ΔΔt et des modèlest et des modèles

(4) Comparaison avec les valeurs déterminées par (4) Comparaison avec les valeurs déterminées par d’autres méthodesd’autres méthodes

HE0435–1223 (HST) H1413+117 (HST)

Modélisation des mirages

Les images obtenues à l’aide du télescope spatial Les images obtenues à l’aide du télescope spatial Hubble permettent une modélisation précise.Hubble permettent une modélisation précise.

Matière sombre

La déflexion des rayons lumineux est déterminée par La déflexion des rayons lumineux est déterminée par la la distribution de massedistribution de masse dans la galaxie lentille dans la galaxie lentille

→ → Très sensible à la distribution de Très sensible à la distribution de matière sombrematière sombre

→ → Permet de sonder directement la matière sombre Permet de sonder directement la matière sombre dans les galaxies lentillesdans les galaxies lentilles

→ → Comparaison entre la cosmologie “standard” Comparaison entre la cosmologie “standard” (matière + énergie sombre) et les théories (matière + énergie sombre) et les théories alternativesalternatives

Contact

TFETFE : réaliser une ou plusieurs étapes du processus : réaliser une ou plusieurs étapes du processus

• • détermination d’une courbe de lumière et de détermination d’une courbe de lumière et de ΔΔt t

ou :ou :

• • modélisation d’un miragemodélisation d’un mirage

→ → insertion dans une équipe locale et une insertion dans une équipe locale et une collaboration internationalecollaboration internationale