De la naissance de l`Univers à l`apparition de la vie Activités

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Laboratoire dʼastrophysique
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
De la naissance de l'Univers à l'apparition de la vie
Réorientés en automne 2004 vers la cosmologie observationnelle, les sujets de recherche
du Laboratoire d'astrophysique de l’EPFL concernent, entre autres, le phénomène de
lentille gravitationnelle, les galaxies hôtes de quasars et les trous noirs, ainsi que la
formation et l'évolution des galaxies dans l'Univers. Le but de ces recherches est de
comprendre comment notre Univers s’est formé, comment les premières générations
d’étoiles et de galaxies sont apparues voilà quelques 14 milliards d’années et comment
elles ont évolué pour finalement permettre l’apparition de la vie telle que nous la
connaissons sur Terre.
Les activités du Laboratoire d'Astrophysique de l’EPFL sont réparties entre Ecublens
(enseignement) et l'Observatoire de Sauverny, près de Versoix (recherche et
enseignement avancé). Notre laboratoire travaille en étroite collaboration avec
l'Observatoire astronomique de l’Université de Genève, constituant à Sauverny le
principal centre d'astrophysique de Suisse, tant pour l'enseignement et la recherche qu'en
ce qui concerne les services d'informations scientifiques destinés au grand public.
LʼObservatoire de Paranal, Chili, avec les 4 télescopes du VLT (Very Large Telescope) de lʼESO
Activités grand public du Laboratoire d'astrophysique
En plus de l’enseignement au niveau universitaire, les scientifiques du Laboratoire
d’astrophysique de l’EPFL donnent des conférences et organisent des expositions
destinées au grand public. Pour être tenu au courant par e-mails de nos activités, vous
pouvez vous inscrire à notre liste de distribution, en suivant la procédure décrite sous
http://lastro.epfl.ch ! Activités grand public.
Si vous préférez être avertis par courrier postal, vous pouvez aussi simplement nous
laisser votre adresse.
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Nos outils d'observations astrophysiques : les télescopes
Nos travaux sont basés sur des observations obtenues grâce aux plus grands télescopes
actuels, tels que ceux du VLT (Very Large Telescope) de l’ESO (European Southern
Observatory) à Paranal au Chili. Grâce à une collaboration étroite avec des collègues du
California Institute of Technology (Caltech), nous avons également accès aux deux
grands télescopes de la Fondation Keck à Hawaii (USA). L’espace offrant des
possibilities d’observations complémentaires à celles effectuées au sol, nous utilisons
aussi les satellites astronomiques tel que le Télescope spatial Hubble (HST), résultat
d’une collaboration entre la NASA et l’ESA (European Space Agency).
Nous employons également de nombreux autres télescopes de tailles plus modestes pour
les suivis photométriques et spectroscopiques hebdomadaires de noyaux de galaxies très
brillants et très lointains, appelés quasars. Ces télescopes sont situés aux Observatoires
de la Silla (ESO, Chili), de la Palma (Iles Canaries), de Maïdanak (Ouzbékistan), de
Bangalore (Inde), et de Hawaii (USA).
Les coupoles installées à Sauverny, en collaboration avec l’Observatoire de Genève,
permettent des travaux techniques, tels que le montage et la mise au point des
instruments qui sont ensuite installés dans nos stations d’observation de La Silla (Chili)
et de La Palma (Iles Canaries). Les télescopes de Sauverny sont quant à eux également
utilisés pour la formation des étudiants et pour des séances d’observation publiques.
Notre recherche scientifique
Notre recherche scientifique porte sur plusieurs sujets essentiels de l’astrophysique
contemporaine, tous lié à la cosmologie observationnelle, c’est-à-dire aux observations
permettant de comprendre l’évolution générale de l’Univers à travers ses constituants
principaux que sont les galaxies. Le Laboratoire d’astrophysique de l’EPFL est, entre
autres, très actif dans les trois sujets suivants :
Le télescope spatial Hubble en orbite à
environ 500 km au-dessus de la Terre

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(i) le phénomène de lentille gravitationnelle, conséquence directe de la théorie de la
relativité générale d’Einstein, nous offre de multiples applications astrophysiques, allant
de la mesure de l’âge de l’Univers à la détermination de la masse (y compris non
lumineuse) individuelle des galaxies, en passant par la recherche des planètes extra
solaires. L’étude des lentilles gravitationnelles bénéficie de nos techniques de traitement
d’images par “déconvolution”, destiné à améliorer la netteté des images.
(ii) les quasars, les noyaux actifs de galaxies, qui permettent l’étude de phénomènes
extrêmement lumineux générés au centre des galaxies par la présence d’un trou noir
super massif, dont la masse égale des millions, voire des milliards de fois la masse du
Soleil.
(iii) la formation et l’évolution des galaxies, que l’on commence à déchiffrer en
utilisant la fantastique machine à remonter le temps qu’est l’Univers : la vitesse de la
lumière étant finie, l’observation de galaxies à des distances de 1 milliard ou 10 milliards
d’années lumière nous montre des objets tels qu’ils étaient voilà 1 milliard ou 10 milliards
d’années. Cette variété d'âges permet de comprendre leur évolution.
Nos projets technologiques
Nos sujets de recherche nécessitent le développement d’instruments d’observation très
perfectionnés, associés aux meilleurs télescopes au sol et dans l’espace. La présence de
laboratoires d’étude et de construction à l’EPFL et à l’Observatoire de Sauverny, en
contact permanent avec les chercheurs, donne la possibilité de liens indispensables avec
l’ESO et l’ESA.
Nous sommes directement impliqués dans les principaux programmes du futur
immédiat, comme le projet de télescope géant au sol, E-ELT (European Extremely
Large Telescope) dans le cadre de l’ESO, et comme le successeur de Hubble, le JWST
(James Webb Space Telescope) dans le cadre de la NASA et de l’ESA. Le Laboratoire
consacre actuellement une fraction significative de ses resources à la conception du
projet de satellite Euclid de l'ESA, projet qui permettra l'étude de la matière sombre et
de l’énergie sombre.
A gauche : Image dʼun quasar,
dédoublée par lʼeffet de lentille
gravitationnelle
A droite : la même image
traitée par déconvolution
dévoile la galaxie “lentille”
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Nos publications scientifiques
Chaque année, nous publions de nombreux travaux théoriques ou observationnels dans
les principales revues internationales telles que Nature, Astronomy & Astrophysics, The
Astronomical Journal et The Astrophysical Journal. De plus, certains résultats de nos
travaux de recherche récents ont fait l’objet des communiqués de presse suivants :
2010/02 : Pas de place pour se cacher : les étoiles primitives manquantes ont été
découvertes en dehors de la Voie Lactée (VLT-ESO)
2008/12 : Dissection d’un trou noir super-massif (VLT-ESO)
2007/01 : Découverte du premier quasar triple (VLT-ESO, Keck-Caltech)
2006/11 : Les galaxies voisines de la Voie Lactée n'ont pas la même histoire (VLT-ESO)
2006/10 : Ségrégation des masses dans l'amas globulaire 47 Tucanae (HST-ESA-NASA)
Vous trouverez plus d’informations sur notre site web http://lastro.epfl.ch et pouvez
nous contacter directement :
Laboratoire d’astrophysique
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
Observatoire de Sauverny
CH-1290 Versoix / Switzerland
Tél. : [phone]
e-mail : [email protected]
Lʼamas de galaxies Abell 1689, vu
par le télescope spatial Hubble
Mai 2010