Découverte d'une nouvelle classe de lentilles gravitationnelles

Une équipe internationale de scientifiques menée par des chercheurs français travaillant dans des unités mixtes du CNRS vient de mettre en évidence une nouvelle classe de lentilles gravitationnelles: les groupes de galaxies.

Cette découverte a été possible grâce aux observations réalisées dans le cadre du "grand sondage du télescope Canada France Hawaii" (CFHT Legacy Survey - CFHTLS). La découverte d'arcs gravitationnels au centre de groupes de galaxies est une étape importante dans la compréhension des grandes structures de notre Univers. Ces résultats vont permettre une meilleure compréhension de la distribution de la matière noire et des mécanismes de formation des groupes de galaxies, chaînon intermédiaire en masse entre les galaxies et les amas de galaxies. Ce résultat est en cours de publication dans Astronomy & Astrophysics.


Il y a tout juste vingt ans au télescope Canada-France-Hawaii, l'observation de galaxies en forme d'arcs au centre des amas de galaxies les plus massifs mettait en évidence le phénomène de "lentille gravitationnelle". Ce phénomène est une conséquence directe de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein qui prédit que la présence importante de masse déforme localement l'Espace-Temps. En conséquence, la trajectoire de particules passant au voisinage de cette concentration de masse est déviée. Les photons, particules associées au rayonnement électromagnétique, n'échappent pas à cette règle. Dans le cas ou l'alignement entre l'observateur, l'amas de galaxies et la galaxie lointaine est quasi parfait, l'observateur observe un arc lumineux, fusion de plusieurs images déformées et amplifiées de cette galaxie.

Par l'étude de la forme et de la distribution des arcs gravitationnels, nous comprenons aujourd'hui bien mieux la distribution de masse dans les amas de galaxies.

Jusqu'à récemment, l'étude des arcs gravitationnels se cantonnait d'une part aux amas de galaxies les plus massifs et d'autre part aux galaxies massives. Cependant, pour bien comprendre les mécanismes de formation et d'évolution des structures dans l'Univers il est nécessaire d'étudier aussi les échelles intermédiaires représentées par les groupes de galaxies.

En 2003, la caméra grand-champ "MegaPrime" a vu sa première lumière au foyer primaire du télescope Canada France Hawaii . Chaque image de Megacam comporte 300 millions de pixel et couvre une surface grande comme 4 fois la surface de la lune sur le ciel. Utilisant cette caméra, le grand sondage "Legacy-survey" a été mis en place avec pour objectif de couvrir une étendue correspondant à environ 1% du ciel visible depuis Hawaii.

Par une inspection minutieuse, cherchant a détecter des arcs gravitationnels dans le premier quart de ce sondage, l'équipe a identifié pour la première fois de nombreux arcs autour des groupes de galaxies. Cette première permet donc d'obtenir de manière directe des informations sur les groupes de galaxies, environnements clefs de la formation des structures dans l'Univers et va notamment fournir aux scientifiques des données uniques pour comprendre le rôle de la matière noire dans l'évolution de ces grandes structures.