Présentation PowerPoint
publicité
Les lentilles gravitationnelles Olivier LAURENT Qu’est ce qu’une lentille gravitationnelle La lentille gravitationnelle déforme l’espace-temps autour d'elle ce qui produit une déviation des rayons lumineux qui passeront près d'elle, déformant ainsi les images que recevra un observateur placé sur la ligne de visée. Propriétés des lentilles gravitationnelles - La brillance de surface est conservée entre la source et l’image mais l’angle solide apparent augmente ce qui implique une amplification de la luminosité de l’image par rapport à la source. 𝑠𝑢𝑟𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑖𝑚𝑎𝑔𝑒 𝐴𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 = 𝑠𝑢𝑟𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑠𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒 - Effet Shapiro : Décalage temporelle entre les différents trajets provenant des différences de distances géométriques et du décalage du temps par la gravitation. - Achromatique : La déviation des rayons lumineux ne dépend pas de la longueur d’onde. - Astigmatique : formation de plusieurs images distinctes étalées de la même source du point de vue de l'observateur. Lentille gravitationnelle produite par un amas de galaxies Amas de galaxies Abell 2218 Hubble Space Telescope (1999) 2,3 milliards d’années-lumière Amas de galaxies Abell 2218 Hubble Space Telescope (2008) 2,3 milliards d’années-lumière Amas de galaxies Abell 2218 Amateur avec un télescope de 30 cm de diamètre 12 heures 30 de pose avec une caméra CCD Amas de galaxies Abell S1063 Hubble Space Telescope (2016) 4 milliards d’années-lumière Amas de galaxies Abell 1689 Hubble Space Telescope (2013) 2,2 milliards d’années-lumière Amas de galaxies Abell 370 VLT (1998) 4 milliards d’années-lumière Hubble Space Telescope (2009) 4 milliards d’années-lumière Amas de galaxies Abell 370 Hubble Space Telescope (2009-2015) 4 milliards d’années-lumière Amas de galaxies RCS2 032727-132623 Hubble Space Telescope (2012) 5,3 milliards d’années-lumière Amas de galaxies CL0024+1654 Hubble Space Telescope (2004) 5 milliards d’années-lumière Amas de galaxies CL0024+1654 avec son anneau de matière noire reconstruit numériquement Hubble Space Telescope (2004) Matière noire en bleu (2007) 5 milliards d’années-lumière Amas de galaxies SDSS J103842.59+484917.7 «Cheshire Cat» ou «Smiley» Cheshire Cat Alice au pays des merveilles Hubble Space Telescope (2015) 4,6 milliards d’années-lumière Amas de galaxies Abell 2744 Chaque image agrandie fait apparaître la galaxie 10 fois plus grande et plus lumineuse qu'elle serait sans l’effet de zoom produit par la lentille constituée par l’amas Abell 2744. Abell 2744 Y1 se situe à environ 13,2 milliards d'annéeslumière, et nous apparaît donc telle qu'elle était alors que l'univers n'était âgé que de 650 millions d'années. Son rayon de 2300 années-lumière est environ 50 fois inférieur à celui de la Voie lactée, mais son taux de formation d’étoile est dix fois plus importante que celle de notre galaxie. Hubble Space Telescope (2014) 4 milliards d’années-lumière La galaxie présente un décalage vers le rouge (redshift) de 7,982 ce qui en fait un des plus importants jamais observé. Amas de galaxies Abell 68 Hubble Space Telescope (2013) 2,8 milliards d’années-lumière Lentille gravitationnelle produite par une galaxie La croix d’Einstein - Quasar G2237 + 0305 Quasar G2237 + 0305 : 8 milliards d’années-lumière Galaxie lentille d’avant plan ZW 2237+030 : 400 millions d’années-lumière La croix d’Einstein - Quasar HE0435-1223 Hubble Space Telescope (2017) La croix d’Einstein - MACS J1149.6+2223 Première croix d'Einstein avec 4 images d’une même supernova Hubble Space Telescope (2014) Formule de l’anneau d'Einstein LRG 3-757 (horseshoe / fer à cheval) Double anneau d'Einstein Hubble Space Telescope (2008) Une première galaxie, à trois milliards d'années-lumière, fait office de lentille. Elle nous montre deux anneaux presque concentriques, images déformées mais instructives de deux autres galaxies situées derrière, beaucoup plus loin dans l'axe de visée, à six et onze milliards d’annéeslumière. Observations d’anneaux d'Einstein Observation d’un anneau d'Einstein avec ALMA Galaxie SDP.81 déformée en anneau d’Einstein à 11 milliards d’années-lumière (la galaxie lentille est à 3 milliards d’années-lumière) Image prise par le radiotélescope Alma (Atacama Large Millimeter Array) Galaxie SDP.81 HST – ALMA – modélisée Anneau d’Einstein # Galaxie à anneau Galaxie à anneau Anneau d’Einstein Microlentille gravitationnelle (planète extrasolaire) Microlentille gravitationnelle Massive Astronomical Compact Halo Object - MACHO Expérience de Recherche d’Objets Sombres - EROS FIN
