Mise à jour 31 Mars 2024.
CONFÉRENCE MENSUELLE
DE LA SAF
De Daniel POMARÈDE
Astrophysicien
IRFU CEA Saclay
« LES DÉCOUVERTES DES GRANDES STRUCTURES COSMOLOGIQUES LANIAKEA ET
HO'OLEILANA »
Organisée par la
SAF
En présence du
public et en vidéo (direct) sur canal YouTube SAF
Le Mercredi 13 Mars
2024 à 19H00
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 si nécessaire
La présentation est disponible sur
ma liaison ftp ,
Rentrer le mot de passe, puis aller à CONFÉRENCES SAF ensuite
SAISON 2023/2024 ;
Elle s’appelle : Pomarede-CNAM2024.pdf
La conférence originale était un ppt avec de nombreuses vidéos,
c’est la raison pour laquelle elle n’est pas disponible au téléchargement, car
bien trop volumineuse, si nécessaire me contacter.
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent aussi me
contacter avant..
La vidéo de la réunion est accessible à cet URL :
https://youtu.be/x_bcrMXKXnY?list=PL78ug7UrzPF1w8Tv32bQsZtE1Q5Tz7nBP
Tous les autres enregistrements des conférences mensuelles sont
accessibles sur
la playlist des conférences mensuelles d’Astronomie de notre chaine YouTube
SAF.
En introduction, les collègues des conférences mensuelles m’ont
demandé de dire quelques mots sur mon absence depuis plusieurs semaines.
Ce que j’ai fait en direct avec plaisir en liaison zoom.
Merci encore à tous ceux qui se sont inquiétés de ma santé et
m’ont envoyé leurs bons vœux.
Nous étions approx 128 dans l’amphi, et 105 sur YouTube.
Daniel
Pomarède est astrophysicien de l’Institut de Recherche sur les Lois
Fondamentales de l’Univers
(IRFU) au CEA Université Paris-Saclay.
Il a découvert le super amas Laniakea (notre galaxie y
appartient) avec H Courtois en 2013.
Il est également co-auteur de la découverte, de Ho'oleilana
(l’origine du monde en hawaïen), une structure sphérique de la distribution des
galaxies et liée à la manifestation d'une Oscillation Acoustique Baryonique en
2023.
Il a participé aussi à la découverte du « répulseur » (voir
explication plus loin, lors de la conférence)
Il découpe sa conférence en 3 parties :
·
L’histoire
·
Laniakea
·
Ho'oleilana
HISTORIQUE : L’ÉTUDE DES COURANTS COSMIQUES (Cosmic Flows en anglais)
Hommage à Hubble, Humason et Sandage du Mt Palomar et du Mt
Wilson.
Loi de Hubble.
Hommage aussi à G Gamov qui propose en 1941 que des galaxies
pourraient s’agglomérer en super galaxie en rotation.
Et à Vera Rubin qui trouve des anomalies dans les vitesses de
galaxies.
Et à
Gérard de
Vaucouleurs, membre historique de la SAF à 15 ans !
Il va mettre les bases sur les catalogues de galaxies.
Il découvre en 1953, en étudiant la distribution des galaxies,
qu’il existait une structure plane un super amas local associé à l’amas de la
Vierge. C’était le premier
amas de galaxies découvert. Une petite révolution.
Ensuite en 1986 Valérie de Lapparent et ses collègues publient la
découverte d’une structure à grande échelle avec observations de filaments pour
la première fois.
Découverte du grand attracteur en 1988 par ceux que l’on va
appeler les « 7 samouraïs ».
Un courant cosmique semble converger vers l’amas du Centaure.
Le CMB :
En 1965 grande découverte sur le
bruit de fond cosmologique, bruit isotrope à 2,7 K.
Les petites fluctuations de température (plus froid en bleu, plus
chaud en rouge) correspondent à des régions de différentes densités, ce sont les
germes à partir desquels vont se développer toutes les structures, en
particulier la toile cosmique et les superamas de galaxies pour les zones les
plus chaudes et les vides cosmiques pour les zones les plus froides.
Le satellite COBE par exemple a mis en évidence dans la lumière
du CMB,
un dipôle qui prouve que l’on se déplace contre un rayonnement (comme un
effet Doppler).
On en déduit que nous nous déplaçons dans l’Univers à la vitesse
de 630 km/.
Quelle est la cause de ce mouvement ? Comprendre ce mouvement ?
D Pomarède fait partie de la collaboration Cosmicflows avec H
Courtois, B Tully et Y Hoffman.
Il travaille principalement sur l’aspect logiciel et notamment
sur la cartographie et la visualisation en 3D.
Les distances dans ces graphiques sont données étonnamment en
km/s mais il suffit de diviser par la constante de Hubble pour avoir la vraie
distance.
LANIAKEA.
Crédit : H. Courtois,
D. Pomarède ; SDvision
Premier résultat avec annonce dans Astronomical Journal.
Reconstruction des courants cosmiques avec Cosmicflows-1:
cartographie du Local Void.
1700 galaxies.
En bleu se dirige vers nous, en rouge s’éloigne de nous.
Pour le fond : noir c’est le vide, et du bleu vers le vert de
plus en plus dense.
La voie lactée se trouve à côté du vide local, vide local qui
expulse la matière.
En effectuant une rotation de 90°, on met en évidence
le grand attracteur. Publié en 2013.
C’est un point de convergence dans les courants cosmiques.
Voir la vidéo explicative publiée à l’époque :
https://vimeo.com/66641648
Ce film a été produit avec la publication « Cosmography of the
Local Universe » dans Astronomical Journal (voir ref cité plus bas)
Ensuite est venue la publication de cosmicflows 2 qui comprenait
8000 galaxies (la 1 : 1700)
Dont la conséquence a été la
découverte de Laniakea.
Notre Galaxie appartient à cette structure.
Une représentation à 3 dimensions en a été déduite. Voir
ci-contre.
Crédit : Courtois, Pomarède et al.
Comment est venu le nom Laniakea ?
Depuis des années la communauté Hawaïenne souhaite une
reconnaissance de ses origines (contestation aussi du site de Mauna Kea qui ne
devrait plus construire de nouveaux observatoires), si bien que les astronomes
ont finalement proposé de les impliquer dans le nom à donner à cette structure.
D’où le nom qui signifie approximativement horizon céleste
immense en hawaïen.
Publication
dans Nature de la découverte, bref la gloire !
Les découvertes suivent : en 2017 découverte du « Dipole
Repeller » suite à la publication de
Cosmicflows-3 (18.000
galaxies).
Découverte d’un autre répulseur le « cold spot repeller » lié au
fameux « cold
spot » (l’endroit le plus froid de l’Univers !) détecté sur le CMB. Il y
aurait un super vide à cet endroit.
En 2020 découverte du Mur du Pôle Sud céleste, un filament long
de 1,4 milliards d’al.
Voir l’animation
par D Pomarède de ce mur du Pôle Sud sur le site de l’IRFU.
LA
DÉCOUVERTE D’HO'OLEILANA
En 2022 parait Cosmicflows-4 qui contient 56.000 galaxies dont on
connait les distances basées sur 8 méthodes.
On se rend compte qu’il existe une
structure circulaire d’un
milliard d’al de diamètre.
Ce qui semble correspondre au diamètre standard des oscillations
acoustiques BAO.
Le centre de cette BAO est occupé par le super amas du Bouvier
(Boötes en anglais).
Tully, D Pomarède et al
Crédit
Creative Commons Attribution 4.0 International
Autre représentation de cette bulle.
Un rappel sur
les oscillations acoustiques baryoniques (BAO).
C’est en fait une prédiction faite en 1970 par l’astrophysicien
Jim Peebles (Prix Nobel de Physique 2019).
Avant les fameux 380.000 l’Univers est un plasma, mais l’Univers
refroidit et les photons ne vont plus interagir avec la matière qui forme les
premiers atomes, la lumière va enfin pourvoir être émise,
Dans le plasma avant le CMB, se produit des phénomènes
oscillatoires dus aux surdensités. Le plasma va avoir tendance à se concentrer,
la pression va augmenter, le plasma réagit en poussant vers l’extérieur.
Des oscillations apparaissent et des ondes acoustiques sont
générées,
les fameuses BAO.
Quand le plasma disparait après 380.000 ans, ces ondes restent
« figées » dans les structures à grande échelle de l’Univers et vont parvenir
jusqu’à nous mais après avoir subit l’expansion de l’Univers et atteindre le
chiffre typique de 1 milliard d’al.
35 ans après les prédictions de J Peebles, on découvre les
premiers BAO dans les relevés du SDSS. Un « pic » BAO apparait.
Ho'oleilana va permettre aussi de déterminer la valeur de la
constante de Hubble, mais ne résoudra pas la « tension », la valeur trouvée
étant de 76,9 km/s/Mpc.
D’où vient le nom ?
Les experts de l’Université de Hawaï ont proposé ce nom basé sur
le chant de la création hawaïenne.
Et voilà une représentation synthétique de cette immense bulle
qui présente les 5 découvertes dont on vient de parler.
Vue d’artiste produite
par Frédéric Durillon (Animea Studio), financée par l’appel d’offre Émilie du
Châtelet
de l’Université Paris-Saclay, P2I - École doctorale de physique
POUR ALLER PLUS LOIN :
Cosmography of the Local Universe
par H Courtois, D Pomarède et al.
Toutes les vidéos de D
Pomarède.
Ho'oleilana : une « bulle » de galaxies témoin de l'Univers primordial
Observations des grandes structures : Laniakea par Hélène Courtois uni Claude
Bernard Lyon 1
Laniakea : notre super amas de galaxies
Cosmography of the
Local Universe using Cosmicflows-1 data: Here is our (Local) Universe
le
Grand Attracteur : qu’est ce que c’est?
Ho'oleilana: a fossil dating back to a time close to the birth of the Universe
Baryon Acoustic Oscillations
Diverses animations.
Ho'oleilana: An
Individual Baryon Acoustic Oscillation?
Ho'oleilana : le fossile du Big Bang d'un milliard d'années-lumière de diamètre
!
Enormous ‘Bubble’
of Galaxies Discovered in Nearby Universe
Bon ciel à tous
Prochaine conférence SAF devant
public :
le
mercredi 10 Avril (CNAM amphi Grégoire°) 19 H avec Bruno
SICARDY
Astrophysicien LESIA sur
« Les occultations stellaires
: de la sérendipité à la physique »
Remise du Prix Janssen 2023
Réservation comme d’habitude à partir du 14 Mars 9h00 ou à la SAF
directement.
La suivante : le 15 Mai : Transmission en direct sur le canal YouTube de la
SAF :
https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw/feautured
Bon ciel à tous !
Jean Pierre
Martin
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