Magazine Observatoire de Paris n°9 déc 07/jan-fév 2008
Magazine Observatoire de Paris n°9 déc 07/jan-fév 2008
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°9 de déc 07/jan-fév 2008

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 2 Mo

  • Dans ce numéro : Sciences de l'Univers à Paris.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Design de référence du futur télescope européen E-ELT. La dimension de son miroir sera de 42 mètres de diamètre./Baseline Reference Design for the E-ELT structure. Its mirror will be 42 metres in diameter. ESO Contact : Hector FLORES Astronome GEPI + 33 (0)1 45 07 75 25 hector.flores@obspm.fr Spectre simulé du futur imageur slicer de l’instrument VLT/X-Shooter./Simulated spectrum of the future VLT/X‐Shooter image slicer. DR 10 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°9/décembre 2007 Une ambition extrême An extreme ambition Très grands. C’est ainsi que se qualifient les télescopes actuels. Et s’ils apportent chaque jour de nouvelles connaissances sur notre Univers, ils soulèvent aussi de nombreuses questions auxquelles il est impossible de répondre aujourd’hui. Alors, il fallait s’y attendre, la prochaine génération sera extrêmement grande ! En Europe, c’est le projet européen Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO 1 qui mobilise les astronomes. Des chercheurs du département Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation - GEPI travaillent déjà à la conception du spectrographe 3D qui l’équipera. Very large, that’s what the present telescopes are called. They help push the frontiers of our knowledge of the Universe ever forward, but they also raise many questions that we are unable to answer today. So that, inevitably, the telescopes of the new generation will be extremely large. In Europe, astronomers are working on ESO’s 1 Extremely Large Telescope (ELT) project. Researchers from the Galaxies, Stars, Physics and Instrumentation Laboratory (GEPI) are already designing its 3-D spectrograph. Depuis le début du XX e siècle, l’un des enjeux majeurs de la cosmologie est de comprendre comment l’Univers s’est structuré et comment sont apparues les galaxies spirales et elliptiques que nous y observons aujourd’hui. Pendant longtemps et faute de mieux, le modèle adopté par les astronomes était dit de formation ‘‘monolithique ». Selon ce scénario, les galaxies seraient apparues très tôt dans l’histoire de l’Univers, à partir de l’effondrement de gros nuages de gaz primordial sous l’effet de leur propre gravité. Dans ce modèle, les éventuelles influences de l’environnement, comme les collisions entre galaxies, jouent un rôle mineur dans leur évolution. Depuis une vingtaine d’années, les cosmologistes disposent d’un scénario beaucoup plus élaboré, selon lequel la formation des galaxies ne serait pas un événement unique, mais un mécanisme continu. Selon ce nouveau modèle, dit hiérarchique, de petites galaxies se seraient assemblées pour en former de plus grandes, au cours de fusions successives ; la morphologie d’une galaxie ne serait pas fixée une fois pour toutes, mais elle évoluerait au gré des influences de son environnement. Jusqu’à présent, ces scénarios n’ont pu être étayés que par des observations dans des galaxies relativement proches (jusqu’à 8 milliards d’années lumière dans le passé). À partir de 2017, les premières lumières de l’Extremely Large Telescope européen pourraient apporter des réponses significatives à toutes ces questions. Images HST/ACS des galaxies à grand décalage spectral (z5-6, Bremer & Lehnert, 2005), les imagettes montrent des galaxies avec des rayons de 0.3-0.4 parcsec (3-4 kpc)./HST/ACS images of high-redshift (z5-6) galaxies from Bremer & Lehnert (2005) showing the small but resolved nature of the galaxies, with typical half‐light radii of 0.3-0.4 parcsec (3-4 kpc). DR Ces galaxies lointaines, nos voisines Avec un diamètre de 42 mètres et un système d’optique adaptative, l’ELT sera au moins cent fois plus sensible que les quatre télescopes de 8,20 mètres du VLT. Mais le défi que représentent la conception et la construction d’un télescope de 42 mètres est considérable. Et c’est la qualité des instruments qui rendra l’ensemble capable d’atteindre ses objectifs scientifiques. S’appuyant sur son expertise en matière d’instrumentation spectrographique pour le VLT (FLAMES/GIRAFFE ou encore X-shooter), les chercheurs du GEPI et du LESIA se lancent dans la conception d’un spectrographe 3D qui permettra une fois encore de combiner les images à haute résolution angulaire (optique adaptative) et la résolution spectrale indispensable pour obtenir des diagnostics physiques complets. À ce stade, les chercheurs sont entrés dans une phase de tests pour identifier les meilleures technologies susceptibles de combiner l’optique adaptative avec la spectrographie 3D pour des grands champs. gepi/recherche Since the beginning of the 20 th century, one of the central themes in cosmology has been understanding how the Universe and the spiral and elliptic galaxies we observe today have formed. For a long time, and for want of a better explanation, astronomers favoured the so-called « monolithic » formation model, according to which galaxies would have appeared very early in the history of the Universe, from the collapse of large clouds of primeval gas under their own gravity. In this model, the effect of the environment, such as collisions between galaxies, played a minor role in their evolution. For the past twenty years, cosmologists have considered a much more elaborate scenario, in which galaxy formation would not have been a unique event but a continuous process. According to this new model, known as hierarchical, small galaxies came together to formlarger ones over the course of successive mergers, and therefore the morphology of a galaxy would not be determined once and for all but would evolve under the influence of its environment. Until now, these scenarios could only be supported by observations of relatively close galaxies (up to 8 billion light-years in the past). Beginning in 2017, the first light of the European Extremely Large Telescope might provide some significant answers to these questions. Those distant galaxies, our neighbours With a diameter of 42 meters and an adaptive optics system, the ELT will be at least one hundred times more sensitive than the four 8.20-metre telescopes of the VLT. But the design and construction of a 42‐metre telescope represents a significant challenge, and it’s the quality of its instruments that determines whether the device livesup to its scientific expectations. Using their expertise in spectrographic instrumentation for the VLT (FLAMES/GIRAFFE or even X-Shooter), researchers at GEPI and LESIA have embarked in the design of a 3-D spectrograph that willallow the combination of high-angular resolution images (adaptive optics) and the spectral resolution essential for obtaining complete physical diagnoses. At the moment, the team is performing tests in order to identify the best technologies capable of combining adaptive optics with 3-D wide-field spectrography. (1) Organisation européenne pour des recherches astronomiques dans l’hémisphère austral./European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere.
recherche/APC MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°9/décembre 2007 – 11 Alliance transatlantique pour questions cosmologiques A transatlantic alliance to tackle cosmological questions De quoi est fait l’Univers ? Quelle est l’origine des rayons cosmiques ? Quelle est la nature de la gravitation ? Telles sont quelques-unes des questions fondamentales posées par un nouveau domaine de recherche en pleine effervescence, celui de l’astroparticule. Son développement rapide incite la communauté internationale à se structurer, à l’instar de la création d’un Laboratoire International Associé entre le laboratoire Astroparticule et Cosmologie - APC et l’Institut Kavli de Stanford aux États-Unis. What is the Universe made of ? What is the origin of cosmic rays ? What is the nature of gravitation ? These are some of the fundamental questions belonging to a new and booming research field : astroparticle physics. Its rapid development prompts the international community to create new structures, such as the Laboratoire International Associé between the Astroparticle and Cosmology Laboratory (APC) and the Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology at Stanford in the United States. Depuis une petite vingtaine d’années, un certain nombre de chercheurs issus à la fois de l’astrophysique et de la physique des particules se sont regroupés pour donner l´élan nécessaire à une discipline émergeante : l’astroparticule. Petit à petit des équipes se structurent, des laboratoires voient le jour. C’est ainsi qu’en 2005, le laboratoire français APC 1 - devient le plus grand centre en Europe consacré aux astroparticules. À la même période, mais de l’autre coté de l’Atlantique, c’est le KIPAC 2, un jeune laboratoire de l’Université de Stanford et du laboratoire national SLAC 3, qui regroupe la plus grande communauté scientifique américaine dédiée aux astroparticules. Si APC et le KIPAC entretenaient des contacts étroits, ils souhaitaient formaliser leur collaboration. Celle-ci a pris la forme d’un LIA, Laboratoire International Associé KIPAC-APC créé le 1 er septembre 2007, pour une période de quatre ans. Collaborations spatiales et terrestres Cette structure va permettre aux deux laboratoires de renforcer significativement leurs liens scientifiques, en particulier dans les domaines suivants : énergie noire et matière noire, gamma de haute énergie, sursauts gamma, ondes gravitationnelles, physique théorique, traitement des données et simulations. Cette alliance est particulièrement importante pour les projets spatiaux, où les missions sont souvent des collaborations entre agences spatiales européenne et américaine. Elle l’est également pour les projets au sol, comme les observatoires de rayons gamma de très haute énergie (HESS, MAGIC, VERITAS) ou les projets de grands relevés cosmologiques (LSST). La création du LIA s’est traduite par le lancement immédiat d’un programme d’échanges Kavli-APC avec une série de visites d’un à trois mois pour les membres des deux laboratoires. La création d’un axe transatlantique entre Paris et Stanford, sous l’égide d’un grand laboratoire national américain (SLAC), de deux grands organismes français (CNRS et CEA), de deux grandes universités (Stanford et Paris Diderot) et d’un Grand établissement, l’Observatoire de Paris, contribuera à la structuration du domaine de l’astroparticule. Pour une meilleure compréhension de notre Univers dans ses plus larges dimensions, dans ses plus hautes énergies ou aux temps primordiaux. (1) Unité mixte de recherche entre le CNRS, l’Université Paris Diderot et l’Observatoire de Paris, dont les locaux sont situés aujourd’hui sur le campus de Paris-Rive Gauche à Tolbiac./Joint research unit involving CNRS, Paris Diderot University and the Observatoire de Paris, presently located on the Paris-Rive Gauche Tolbiac campus. (2) KIPAC : Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology. (3) SLAC : Stanford Linear Accelerator Center. For the past twenty years or so, a number of researchers in both astrophysics and particle physics worked together in order to give a boost to a budding discipline : astroparticle physics. Little by little, teams were formedand laboratories created. In 2005, the French laboratory APC 1 became the largest European centre devoted to astroparticles. During the same period, on the other side of the Atlantic, KIPAC 2, a new institute created by Stanford University and the national SLAC 3 laboratory, formedthe largest American group working in astroparticles. On 1 st September 2007, the close collaboration between APC and KIPAC was formally established with the creation of a KIPAC-APC Laboratoire International Associé (LIA) for a period of four years. Space and ground-based collaborations The new structure willallow both laboratories to considerably strengthen their scientific ties, notably in the domains of dark energy and dark mater, high-energy gammas, gamma bursts, gravitational waves, theoretical physics, data processing, and simulation. The alliance is particularly important for space projects, which are often carried out jointly by European and American space agencies. This is also true for ground-based projects, such as the observation of very high energy gamma rays (HESS, MAGIC, VERITAS) and cosmological surveys (LSST). Following the creation of the LIA, a Kavli-APC exchange program was launched with a series of one-to-three-month visits from members of both laboratories. The existence of a transatlantic Paris-Stanford axis, with the support of a national American laboratory (SLAC), two leading French organizations (CNRS and CEA), two leading universities (Stanford and Paris Diderot) and a prestigious institution, the Observatoire de Paris, will contribute to the structuring of the astroparticle physics field. This willaim at a better understanding of our Universe : its vastness, its most powerful energies, and its evolution from primordial times. Signature des conventions lors de la création du LIA./Signing of the convention creating the LIA. Jean-Luc Robert, APC L’observatoire HESS (High Energy Stereoscopic System) en Namibie se compose de quatre télescopes de 13m./The High Energy Stereoscopic System (HESS), in Namibia, is an array of four 13‐metre telescopes. HESS Contact : Pierre Binetruy Professeur des universités (Université Paris Diderot) Directeur d’APC +33 (0)1 57 27 60 99 binetruy@apc.univ-paris7.fr



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