1 Août 2014

Structure cosmique

Des scientifiques du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille et de l’Institut d’Astrophysique de Paris, soutenus par le CNES dans le cadre de la participation française à GALEX, ont traité et combiné des données spatiales et des données sol pour restituer la structure en trois dimensions d’une portion de l’univers.

La portion de l'univers observée correspond à un rectangle de 12 x 4 degrés carrés sur le ciel, dans lequel les positions et intensités lumineuses dans le visible et dans l’ultraviolet ont été mesurées pour des dizaines de milliers de galaxies situées jusqu’à 2,5 milliards d’années-lumière de nous.

Les données sont issues d’un relevé effectué avec le Télescope Anglo-Australien et de nombreuses mesures complémentaires dont celles du satellite GALEX.

Galaxy Evolution Explorer (GALEX ou Explorer 82) était une mission dédiée à l'observation de galaxies dans l'ultraviolet. GALEX faisait partie du programme SMEX (Small Explorer Class Mission) de la NASA. Le satellite ne pesait que 280 kg et mesurait 2 m de long avec une envergure de 2,8 mètres une fois ses panneaux solaires déployés.

GALEX étudiait la formation des étoiles et des galaxies sur les dix derniers milliards d'années. GALEX a mesuré la distance qui nous sépare de ces galaxies et à quelle vitesse de nouvelles étoiles se forment dans celles-ci en mesurant leur éclat dans l'ultraviolet.

Le LAM (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille) était responsable :
  • du concept optique
  • de la fourniture des éléments clefs de l’ensemble arrière du plan focal, dont le premier GRISM (réseau + prisme) gravé directement dans un cristal
  • de la fourniture d’algorithmes Bayésiens pour la correction a posteriori des mouvements du satellite.Etudier la formation des étoiles et des galaxies

GALEX a été lancé le 28 avril 2003 par une fusée Pegasus sur une orbite quasi-circulaire à une altitude d'environ 697 kilomètres. Sa mission s'est achevée le 28 juin 2013.

Des filaments qui relient les galaxies

L’image du haut montre une partie de cette carte vue en projection. Notre Terre et la Voie Lactée qui l’héberge sont situées hors de l’image, à la pointe du cône vers la gauche. On perçoit visuellement que les positions des galaxies ne sont pas aléatoires, mais présentent des regroupements le long de structures allongées appelées filaments et à l’intersection de ceux-ci des régions plus denses, appelées “noeuds”. Apparaissent également très visibles de vastes vides dont les dimensions se chiffrent en centaines de millions d’années-lumière.

Sur l’image centrale, le champ de densité des galaxies a été superposé aux galaxies pour montrer de façon plus quantitative le niveau de concentration.

L’image du bas montre en surimpression l'identification de certaines composantes géométriques de la structure cosmique : les pics de concentration ou “noeuds” (boules rouges) et les filaments qui les relient (segments gris).

Dans une approche très innovante, les deux laboratoires travaillent à évaluer, à partir des données GALEX et de modèles théoriques, comment la formation d’étoiles dans les galaxies évolue au cours de leur migration dans ces structures à grande échelle.

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