Olivier Daigle

Champ de recherche : Spectro imagerie à faible flux et comparaison de la cinématique HI et H-alpha d'un échantillon de galaxies proches

Description du projet de recherche :

Problématique
Les récents développements de la spectroscopie de champ intégral a révolutionné l'étude de la dynamique des galaxies. Couplée au comptage de photon, cette technologie a permis l'observation d'échantillons de galaxies exhaustifs (Daigle et al,. 2005; Hernandez et al., 2005; Chemin et al., 2005). Toutefois, la spectroscopie par interférométrie de Fabry-Perot requiert l'utilisation de filtres d'ordre dont la longueur d'onde est fixe et dont l'efficacité est souvent faible (entre 60 et 75 % dans les meilleurs cas). De plus, les caméras à comptage de photon actuelles ont une efficacité quantique faible, de l'ordre de 30%. D'un autre côté, l'étude de la distribution de la masse des galaxies profiterait énormément de l'information spatiale fournie par la spectroscopie de champ intégral, mais on se contente pour l'instant d'extraire une courbe de rotation (données à une dimension) des données bidimensionnelles pour y coller un modèle.

Objectifs de recherche
Le de?veloppement d'un spectrome?tre de champ inte?gral utilisant un filtre accordable imageur base? sur des re?seaux holographiques de Bragg en guise de filtre d'ordre permettrait d'obtenir une transmission de l'ordre de 95 %. E?galement, il a e?te? de?montre? (Daigle et al, 2004) que l'utilisation d'un L3CCD en mode amplifie? comme e?le?ment imageur permettrait d'obtenir un gain substantiel (entre 20 et 100 % selon le flux) en rapport signal-sur bruit sur les observations a? tre?s faible flux, par rapport aux came?ras a? comptage de photon actuelles. Tel sera le but de mon doctorat: concevoir un spectrome?tre a? inte?gral de champ ou? un filtre accordable imageur servira de filtre d'ordre et ou? l'e?le?ment imageur sera un L3CCD. De plus, je propose d'adapter les mode?les de masse galactiques actuels aux donne?es bidimensionnelles disponibles (donne?es a? haute re?solution obtenues en lumie?re H-alpha, donne?es a? large couverture en hydroge?ne neutre, donne?es milime?triques en CO).

Me?thodologie
Du prototype de came?ra L3CCD de?veloppe? lors de ma mai?trise, j'en ferai une came?ra astronomique totalement fonctionnelle (nouvelle puce d'imagerie a? grande efficacite? quantique, modes de lecture plus complets, inte?gration me?canique plus robuste). Aussi, j'adapterai les filtres accordables imageurs actuellement de?veloppe?s par Photon etc. aux spectrome?tres a? inte?gral de champ actuellement utilise?s en astronomie (par exemple, FaNTOmM). Je reconstruirai les mode?les de masse actuellement utilise?s (Navaro, Frenk & White, 1996, 1997; Carignan & Freeman, 1995; Carignan et al., 1988) pour les adapter aux donne?es cine?matiques 2D. Ainsi, les mouvements non axisyme?triques pourront e?tre conside?re?s et les halos de matie?re sombre pourront e?tre mode?lise?s avec plus de pre?cision.

Avancement
La sensibilite? accrue du nouvel instrument de?veloppe? permettra l'observation de la cine?matique des galaxies plus e?loigne?es (de?calage vers le rouge e?leve?). De plus, il rendra possible l'observation de la cine?matique des champs stellaires en raies d'absorption et donc l'obtention de donne?es cine?matiques pour les galaxies de type pre?coce ou? la formation stellaire s'est arre?te?. Le L3CCD est e?galement voue? a? un brillant avenir dans le domaine de l'optique adaptative. Sa capacite? a? e?tre lu rapidement (jusqu'a? 1500 images par seconde selon la configuration) a? tre?s faible bruit (<1e?) en fait un capteur ide?al pour la de?tection des front d'ondes, la pierre d'assise des syste?mes d'optique adaptative (Foppiani et al., 2003). Le de?veloppement de syste?mes d'optique adaptative multi-conjugue?e ne?cessite les performances de tels de?tecteurs. Mes travaux permettront de comparer les re?sultats d'observations aux pre?dictions cosmologiques. Par exemple, les simulations cosmologiques CDM (Cold Dark Matter) montrent la signature d'un halo de matie?re sombre triaxial sur un champ de vitesse (Hayashi et al. 2004). Gra?ce aux outils que je de?velopperai, il sera possible entre autre de tester ces pre?dictions sur l'e?chantillon de galaxies que observe? au cours de ma mai?trise. Cet e?chantillon a l'avantage d'avoir e?te? observe? dans plusieurs bandes (hydroge?ne neutre, CO, bandes larges visibles, infrarouge proche, moyen et lointain et spectroscopie en infrarouge moyen et lointain gra?ce au nouveau te?lescope spatial infrarouge (Spitzer Space Telescope) lance? en aou?t 2003). Toutes ces donne?es permettent de de?terminer les distributions stellaires (e?toiles jeunes, vieilles, massives, peu massives), la distribution des poussie?res et permettent d'avoir une vue d'ensemble sur le rapport masse/luminosite? des galaxies. Ainsi, puisque la the?orie CDM s'applique bien a? l'e?chelle de l'Univers et a? l'e?chelle des amas de galaxie, je serai en mesure de tester si le halo CDM est re?ellement universel, c'est-a?-dire s'il s'applique e?galement a? l'e?chelle des galaxies.