Mise à jour le 16 Novembre 2018
CONFÉRENCE
« Le rôle insoupçonné des galaxies naines dans l'histoire de l’Univers :
que nous réserve le télescope spatial James Webb ? »
Par Hakim Atek Astrophysicien Institut d'Astrophysique de Paris
Dans l’amphi Farabeuf exceptionnellement
Organisée par l'IAP
98 bis Bd Arago, Paris 14ème
Le Mardi 6 Novembre 2018 à 19H30
Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent
m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.
Voir les crédits des autres photos
Vidéos des conférences proposées par l’IAP
sur
Canal U
BREF COMPTE RENDU
Je n’ai pas pu assister à cette conférence, Bruno Beckert a bien voulu prendre
des notes et Jean Claude Bercu des photos.
Je vais utiliser tout cela pour essayer de produire un compte rendu succinct.
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Exceptionnellement la conférence avait lieu dans l’amphi Farabeuf.
Hakim Atek nous propose le résumé suivant de sa présentation :
Notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies a longtemps
reposé sur l'étude des galaxies brillantes et massives. Durant la dernière
décennie, le Télescope spatial Hubble allié à l'effet de lentilles
gravitationnelles a permis d'identifier et de caractériser la nature des
galaxies naines distantes ; elles se révèlent constituer la population
dominante, contrairement à ce qui est observé dans l'Univers local.
Elles ont sans doute contribué à l'une des transitions majeures de l'Univers, en ionisant la quasi-totalité de son contenu en hydrogène et en produisant ensuite une bonne partie de sa masse stellaire actuelle.
Je présenterai ici les développements récents dans la quête de ces galaxies de
faible masse dans l'Univers précoce. Je discuterai ensuite les questions encore
en suspens, et comment le futur télescope spatial James Webb pourra nous aider à
y voir plus clair.
Hakim Atek a effectué sa
thèse sur la raie Lyman alpha avec Daniel Kunth comme Directeur de thèse.
Post doc au Caltech, puis à Lausanne et retour à l’IAP.
Il semble que les galaxies naines (masse de l’ordre de 108 à 106
masses solaires) aient joué un rôle fondamental lors de deux périodes :
·
Lors de la réionisation (passage de l’Univers opaque à l’Univers transparent) et
·
Pour la première vague de formation d’étoiles.
Il y a quelques années, on ne connaissait que les galaxies proches, grosses et
brillantes.
Le modèle courant propose qu’après le big bang on ait un univers ionisé
(opaque), puis l’expansion et le refroidissement nous donne le fond diffus
cosmologique, l’univers étant ensuite un gaz neutre d’hydrogène opaque lors des
« âges sombres » pendant quelques centaines de millions d’années ; des « sources
» (à préciser, donc) ré-ionisent ce milieu et le rendent transparent.
Le JWST devrait nous donner accès à cette période de réionisation.
Des simulations sont présentées comme :
Le projet SPHINX
de l’Université de Lyon.
Et une
simulation de cette époque de la réionisation :
Quelles peuvent être ces sources qui réionisent le milieu ?
Cherchons des sources lointaines vers z=6.25 : étoiles de première génération ?
quasars, binaires avec trou noir, photons gamma par annihilation de la matière
noire, galaxies…
De bons candidats seraient
les quasars avec
leur jet très ionisant mais on en trouve très (trop) peu au-delà de z=6.
Le meilleur candidat serait donc la population de galaxies à grand redshift dont
la lumière fortement décalée vers l’infrarouge proche ne peut être bien analysée
que dans l’espace : le HST (Hubble) muni de l’instrument WFC3 a photographié un
« champ profond » avec plus de 10 000 galaxies ; les plus nombreuses sont les
naines mais leur luminosité totale, vue par le HST, n’est pas encore suffisante
pour fournir le rayonnement nécessaire à la réionisation.
Les galaxies naines beaucoup moins massives que la Voie Lactée ont certainement
modifié l’Univers primitif opaque en un Univers transparent et lumineux pendant
cette fameuse période de la réionisation.
Ces galaxies naines sont peu lumineuses et on espère beaucoup du JWST.
Une astronomie gravitationnelle permet d’aller un peu plus loin en sondant
l’univers lointain par les lentilles gravitationnelles formées par des amas
agissant sur la courbure de l’espace-temps.
Il faut un modèle – qui fut testé par des images successives d’une même SN- pour
remonter aux sources.
Le nombre de galaxies naines augmente, mais qu’en est-il vers des z encore plus
grands (8 à 10) ?
Le JWST, là aussi, devrait permettre d’apporter des éléments.
On a un pic de formation stellaire à z=2, il y a donc 10 milliards d’années
environ.
70% de la masse stellaire est formée dans des galaxies naines
LA MISSION JWST.
Description de la mission JWST, télescope, instruments associés, difficultés,
retards….planifié pour Mars 2021 lancement depuis Kourou avec Ariane…si tout va
bien
Nous avons déjà évoqué cette mission périlleuse de la NASA et les nombreux
retards.
Je vous propose
de revoir le CR de cette conférence donnée il y a quelques semaines à ce
sujet.
Tous les points y sont évoqués.
POUR ALLER PLUS LOIN :
Quand les galaxies naines ont changé la face de l'Univers
de Futura Sciences
Découverte d’une multitude de
galaxies naines dans l'Univers jeune
par l’INSU
Formation de
galaxies pendant et après la réionisation
thèse de Nicolas Gillet
L’ère de la
réionisation par Luxorion.
Hubble : des acteurs majeurs de l’ère de réionisation démasqués par le
Cosmographe.
Bon ciel à tous !
Jean Pierre Martin . Commission de Cosmologie de la SAF.
Les autres CR des conférences IAP.
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