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Des lunettes pour le télescope de 4m des îles Canaries
Pour mon premier billet, je me propose de vous faire découvrir quelques facettes de la recherche extragalactique en commençant par les outils qui me permettent de la pratiquer dans les meilleures conditions.
Au mois de juin 2007, je finalisais la construction de GHaFaS (phonétiquement « lunettes » en espagnol, pour Galaxies Halpha Fabry-Perot Spectrometer), un instrument installé au foyer du télescope William Herschel de 4,20 m qui permet notamment d’obtenir de précieuses informations sur la matière noire – d’ailleurs je préfère dire « non lumineuse » -, cette composante invisible de l’Univers.
GHaFaS a été conçu, réalisé et fabriqué par un consortium regroupant des équipes de techniciens, d’ingénieurs et de chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique Expérimentale (LAE - Université de Montréal), du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM - OAMP, Université de Provence - CNRS) et de l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) et dont je suis – toujours - le chef de projet.
GHaFaS combine les techniques d’interférométrie de Fabry-Perot, une des spécialités marseillaises et montréalaise dans le domaine de la construction instrumentale pour l’astronomie et la caméra à comptage de photons la plus performante au monde mise au point conjointement par le LAM de Marseille et le LAE de Montréal. Cette caméra surnommée FaNTOmM a d’ores et déjà fait ses preuves sur les plus grands télescopes du monde et a même trouvé des applications dans le domaine de la biologie.
GHaFaS permet de déterminer les vitesses du gaz au sein d’objets astrophysiques comme les galaxies, les régions de formation d’étoiles, les nébuleuse planétaires et le gaz éjecté par les étoiles. De part sa très grande sensibilité, GHaFaS est capable de mesurer des vitesses en tout point de l’objet simultanément, c’est ce qu’on appelle un spectromètre à champ intégral. En plus de pouvoir déterminer les propriétés physiques de ces objets, il permet de sonder les propriétés de la matière non lumineuse qui constitue la composante de masse la plus importante de l’Univers.
Je vous joins 2 photographies prises aux Canaries. La première est une image de l’intérieur du dôme du télescope William Herschel. Regardez bien la taille du télescope par rapport au technicien qui fait le plein d’azote liquide pour des CCD d’un autre instrument. GHaFaS est situé dans le local gris-beige à droite de ce télescope à monture azimutale à ce que l’on apelle le foyer Nasmyth. La deuxième photo est une photo de GHaFaS sur sa table optique dans le local gris-beige en question.
Le télescope William Herschel situé sur l'île de Santa Cruz de La Palma, que l'on peut trouver ici : http://maps.google.com/maps?t=h&hl=fr&ie=UTF8&ll=28.760187,-17.881828&sp...
GHaFas sur sa table optique :
Les billets suivants vous présenteront tour à tour, les techniques de d’interférométrie, les galaxies, la matière non lumineuse et bien d’autres choses encore…Vos commentaires sont les bienvenus !
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Bonjour Fabrice et Olivier,
Olivier a fait un travail remarquable de vulgarisation pour ce qui est de la matière non lumineuse. Bravo ! J'aimerai en profiter pour compléter, sachant que des futurs billets exploreront ce domaine que j’adore !
La matière non lumineuse, plus souvent appelée matière sombre ou masse manquante, est présente dans tout l’Univers et les galaxies. Il est encore de nos jours bien compliqué de donner une forme à cette composante de matière non lumineuse, parce que justement on ne la voit pas !
Plusieurs hypothèses sur sa nature sont toujours à valider:
1- nature baryonique, c’est la forme ordinaire de la matière (proton, neutrons, il arrive même qu’on y ajoute les électrons, mais ces dernières sont des leptons) qui forme tous les autres atomes et molécules sous forme d'objets compacts et sombres (naines blanches et brunes, gaz froid, mini-trous noirs, etc...) dont les détecteurs actuels n’ont pas encore réussi à détecter la lumière pour différentes raisons
2 - les lois de la gravité de Newton ne s'appliquent pas aux grandes échelles des galaxies, c'est la théorie de MOND – pour Modified Newtonian Dynamics, encore en test par les scientifiques
3- la matière sombre est composée de matière exotique (non baryonique) dont l'existence n'est encore qu'hypothétique, ce sont les WIMPs - Weakly Interactive Massive Particules…
Bref plein de belles choses qui méritent toute notre attention. Mes prochains billets vous montrerons comment on arrive a mesurer la masse « manquante » dans une galaxie avec GHaFaS aux Canaries ou FanTOmM au mon Mégantic !
Olivier Hernandez