Situation
et les objectifs scientifiques
Le
modèle standard actuel de
formation des galaxies traverse
une crise: on s'attend à ce
que la matière noire
collapse au centre des galaxies,
les baryons perdent leur moment
cinétique par frottement
dynamique avec la matière
noire, et chaque halo de galaxie
doit être entouré par
des milliers de satellites
invisibles de matière
noire. Plusieurs questions
émanent des observations
dont les réponses se font
attendre. Est-ce que les
processus physiques baryoniques
(étoile formation, le
feedback, noyaux actifs de galaxies
..) sont capables de modifier
suffisamment la distribution de la
matière noire, et de
résoudre les
différents problèmes
résiduels ?
Les galaxies massives forment la plupart
de leurs étoiles très
tôt, tandis que les flambées
de formation d’étoiles que l’on
observe se produisent principalement dans
les galaxies naines ; est-ce
incompatible avec le scénario
hiérarchique?
Les observations
directes à grand décalage
spectral, et les simulations
numériques nous ont permis de faire
de grands progrès individuels ces
dernières années. Une
meilleure cohésion devrait nous
apporter les solutions aux
problèmes émergents.
D’abord comme
prédiction de la
relativité
générale, les
lentilles gravitationnelles sont
devenues aujourd’hui un outil
précieux en astronomie.
Lorsqu’elles sont dites fortes,
elles agissent tel un
télescope providentiel, car
elles amplifient suffisamment
l’image des galaxies lointaines et
faibles permettant ainsi leur
détection. Lorsqu’elles sont
faibles, elles peuvent êtres
utilisées dans des
études statistiques pour
établir une cartographie de
la distribution des sources
gravitationnelles dans l’univers.
C’est un outil fort utile pour la
détermination spatiale de la
matière noire.
Nombreux sont les problèmes
fondamentaux non encore résolus
auxquels l’utilisation des lentilles
gravitationnelles pourra apporter des
éclaircissements. Par exemple,
l’équation d’état de
l’énergie noire est aujourd’hui au
centre des débats, car elle
permettra la détermination des
paramètres cosmologiques, ou encore
la nature des premières galaxies,
ce qui requière une étude
à haute résolution. Les
catalogues issus de sondages profonds
à haute résolution
(COSMOS,…), ainsi que ceux correspondants
à de plus grands champs mais
à plus faible résolution
(CFHTLS, Terapix, ..), ont montré
que nous pouvons détecter la
distribution de la matière noire
à différentes
échelles autour des amas et des
vides. Dans le cas des amas individuels,
l’utilisation des lentilles fortes a
permis une détermination plus
précise de la distribution spatiale
de la matière noire, elle a pu
être comparée à celle
obtenue par des cartes en X. Pour ce qui
est des galaxies individuelles, la seule
méthode est de collationner un
grand nombre de données, de sorte
à mettre en évidence des
propriétés statistiques.
Cette
école couvrira l’étude
et l’utilisation des lentilles
gravitationnelles à toutes
les échelles (cosmologique,
celle des amas de galaxies, et des
galaxies), de sorte à mettre
en évidence la forme et
l’étendue des halos de
matière noire autour des
structures (amas, galaxies de tout
type). Elle donnera l’occasion aux
théoriciens et aux
observateurs la confrontation des
données aux théories.
On pourra aussi comparer les
propriétés de la
matière noire relativement
à celles des distributions de
baryons.
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