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Des groupes de galaxies qui distordent la lumière des galaxies lointaines

Par Genevieve Soucail - 22/12/2006

 

Il y a tout juste vingt ans au télescope Canada-France-Hawaii, l’observation de galaxies en forme d’arcs au centre des amas de galaxies les plus massifs mettait en évidence le phénomène de "lentille gravitationnelle". Ce phénomène est une conséquence directe de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein qui prédit que la présence importante de masse déforme localement l’Espace-Temps. En conséquence, la trajectoire de particules passant au voisinage de cette concentration de masse est déviée. Les photons, particules associées au rayonnement électromagnétique, n’échappent pas à cette règle. Dans le cas ou l’alignement entre l’observateur, l’amas de galaxies et la galaxie lointaine est quasi parfait, l’observateur observe un arc lumineux, fusion de plusieurs images déformées et amplifiées de cette galaxie.

Par l’étude de la forme et de la distribution des arcs gravitationnels, nous comprenons aujourd’hui bien mieux la distribution de masse dans les amas de galaxies.

Jusqu’à récemment, l’étude des arcs gravitationnels se cantonnait d’une part aux amas de galaxies les plus massifs et d’autre part aux galaxies massives. Cependant, pour bien comprendre les mécanismes de formation et d’évolution des structures dans l’Univers il est nécessaire d’étudier aussi les échelles intermédiaires représentées par les groupes de galaxies.

En 2003, la caméra grand-champ "MegaPrime" a vu sa première lumière au foyer primaire du télescope Canada France Hawaii . Chaque image de Megacam comporte 300 millions de pixel et couvre une surface grande comme 4 fois la surface de la lune sur le ciel. Utilisant cette caméra, le grand sondage "Legacy-survey" a été mis en place avec pour objectif de couvrir une étendue correspondant à environ 1% du ciel visible depuis Hawaii.

Par une inspection minutieuse, cherchant a détecter des arcs gravitationnels dans le premier quart de ce sondage, l’équipe a identifié pour la première fois de nombreux arcs autour des groupes de galaxies. Cette première permet donc d’obtenir de manière directe des informations sur les groupes de galaxies, environnements clefs de la formation des structures dans l’Univers et va notamment fournir aux scientifiques des données uniques pour comprendre le rôle de la matière noire dans l’évolution de ces grandes structures.

 


 

Galerie d’arcs gravitationnels détectés dans le CFHTLS. La variété des structures et celle des échelles angulaires reflètent la gamme étendue de masses des déflecteurs identifiés dans cet échantillon.

 

Exemple de mirage gravitationnel dans un groupe de galaxies découvert dans les images profondes du sondage CFHT-LS. Ce mirage est provoqué par un groupe de galaxies (SL2SJ021408-053532), visible au centre de l’image en jaune.

On voit la structure complexe de l’arc gravitationnel (en bleu). L’étude détaillé de la forme de cet arc devrait permettre d’obtenir des informations sur la répartition de la matière noire associée au groupe de galaxies.


 

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