Astrophysique et Traitement de l’Image Astrophysique extragalactique et cosmologie observationnelle P. Magain, G. Letawe, V. Chantry, Y. Letawe, E. Eulaers
Mirages gravitationnels, Sujet proposé Mirages gravitationnels, constante de Hubble et matière sombre
La loi de Hubble L’expansion de l’Univers est décrite par la loi de Hubble: v = H0 d La vitesse de récession est reliée au redshift par: z = Δλ / λ0 = v / c Déterminer la constante de Hubble H0 revient à mesurer les distances.
La constante de Hubble Méthodes classiques: partent d’objets proches et vont pas à pas jusqu’aux objets lointains → sensibles aux propagations des erreurs Les déterminations récentes se concentrent autour de 2 valeurs: H0 = 72 km/s/Mpc H0 = 62 km/s/Mpc → souhait de disposer d’une méthode indépendante
Mirage gravitationnel image 1 quasar image 2 galaxie lentille
Mirages gravitationels et H0 Les mirages gravitationnels fournissent un moyen de mesurer les distances (et donc H0) à partir du délai temporel Δt Schématiquement : Les redshifts de la source et de la lentille donnent le rapport des distances Le délai temporel est relié à la différence des distances
Délai temporel si quasar variable → moyen de mesurer Δt
Suivi photométrique et courbes de lumière
Collaboration COSMOGRAIL Euler (Chile) Mercator (La Palma) 2 x 1.2m telescopes Liverpool 2m Robotic Telescope Uzbek 1.5m Telescope 2m Himalayan Chandra Telescope • Suivi photométrique de > 20 mirages à l’aide de plusieurs télescopes • Equipes réparties dans plusieurs pays : Suisse, Belgique, UK, Allemagne, Inde, Ouzbékistan
Etapes du projet (1) Analyse des images (HST, VLT,...) et des spectres (VLT) → modélisation précise (2) Détermination des courbes de lumière et de Δt (3) Obtention de H0 à partir de Δt et des modèles (4) Comparaison avec les valeurs déterminées par d’autres méthodes
Modélisation des mirages Les images obtenues à l’aide du télescope spatial Hubble permettent une modélisation précise. HE0435–1223 (HST) H1413+117 (HST)
Matière sombre La déflexion des rayons lumineux est déterminée par la distribution de masse dans la galaxie lentille → Très sensible à la distribution de matière sombre → Permet de sonder directement la matière sombre dans les galaxies lentilles → Comparaison entre la cosmologie “standard” (matière + énergie sombre) et les théories alternatives
Contact TFE : réaliser une ou plusieurs étapes du processus • détermination d’une courbe de lumière et de Δt ou : • modélisation d’un mirage → insertion dans une équipe locale et une collaboration internationale