Groupe Cosmologie et Evolution des Galaxies Etudiants et

Groupe « Cosmologie et Evolution des Galaxies » Etudiants et postdocs: Monique Arnaud Pierre Chanial Pierre-Alain Duc Elena Belsole David Elbaz Frédéric Galliano Suzanne Madden Emeric Le Floc ’h Doris Neumann Sébastien Majerowicz Marguerite Pierre Delphine Marcillac Laurent Vigroux Gabriel Pratt Ivan Valtchanov Edouard Audit, Olivier Boulade, Manolis Xilouris Jean-Pierre Chièze, Marc Lachièze-Rey, Jean-Luc Sauvageot Marc Sauvage, Michel Tagger, Romain Teyssier

Questions abordées par le groupe « Cosmologie et Evolution des Galaxies » : (I) Comment se sont formées les structures dans l’univers, depuis les amas et super-amas de galaxies aux galaxies ? (II) Que nous apprennent-elles sur la cosmologie ? (matière noire, paramètres cosmologiques) (III) Comment les galaxies ont-elles évolué ? Quand ont-elles formé la majorité des leurs étoiles, leurs premières étoiles ? (Interactions entre galaxies, formation d ’étoiles, naissance de trous noirs super-massifs)

Big Bang: il y a 14, 5 milliards d ’années. Quand la température de l ’univers atteint près de 3000 K, l’univers âgé de 300 000 ans devient transparent. . . Il était alors 1000 fois plus petit et 1 milliard de fois + dense. Le satellite COBE a photographié les germes des structures

300 millions d ’année-lumières z = 5 l’univers a 1, 2 milliards d’années z = 1 l’univers a 6, 2 milliards d’années z = 2 l’univers a 3, 5 milliards d’années Coma A 1367 z = 0 l’univers a 14, 5 milliards d’années 300 millions d’années lumière Uniquement matière noire boîte = 100 Mpc/h LCDM Simulations : R. Teyssier (SAp)

Croissance des amas de galaxies par accrétion de matière le long de filaments cosmiques [Arnaud et al, Briel et al, Neumann et al, A&A, 2001] Coma Image XMM/EPIC de Coma A 1367 XMM Structure à grande échelle autour de Coma: ‘ filament ’ de galaxies reliant Coma et A 1367 Zoom sur le groupe en train de tomber le long de la direction du filament La galaxie tombe avant le gaz Etude de la physique détaillée des fusions d’amas: Belsole, Sauvageot

Auto-similarité dans les amas de galaxies Abell 2657, k. T=3. 7 ke. V Abell 3158, k. T=5 ke. V Plus un amas est chaud, plus il est étendu et lumineux: GM/R= a k. T Abell 2319, k. T=9. 1 ke. V L ’ « auto-similarité » des amas permet de contraindre la cosmologie: k. T et z -> taille angulaire => Wm , WL bon accord avec (0. 3, 0. 7) comme les Supernovae et CMB. A un redshift donné, la température définit les propriétés de l’amas: masse totale, masse de gaz, luminosité, taille, densité du gaz, brillance de surface centrale. RXJ 1120 z=0. 6; k. T=5 ke. V Arnaud, Majerowicz, Neumann, Pratt

Premières images XMM (700 kilosecondes AO-1) rouge < 2 ke. V bleu > 2 ke. V

2 d. F Survey

fond diffus cosmologique à 240 microns (image COBE/DIRBE, Michael Hauser, NASA) COBE (NASA)

fond diffus cosmologique à 240 microns (image COBE/DIRBE, Michael Hauser, NASA) 2500 galaxies vues par le Télescope Spatial Hubble

fond diffus cosmologique à 240 microns (image COBE/DIRBE, Michael Hauser, NASA) Galaxies « timides » à 15 microns (image ISOCAM, David Elbaz, CEA) ISO (ESA)

Du gaz moleculaire dans le milieu intergalactique: intergalactique Observations. CO COdedenuages moleculaire la quintette de Stephan Observations de de gazgaz moleculaire dans la quintette de Stephan (IRAM 30 m) CO Plus de 2. 2 x 109 Mo de H 2 en dehors du disque galactique HST/Gallagher et al. , 2001 Lisenfeld et al. , 2002

Galaxie elliptique en optique et IR moyen Disque de poussière = reste d ’une galaxie spirale « cannibalisée » ? . . .

Prospectives du Groupe « Cosmologie et Evolution des Galaxies » : Histoire de la croissance des amas et des grandes structures. . . XMM, puis XEUS: Megacam (2003): SIRTF (2003): Planck (2007): gaz et matière noire, galaxies, lentilles gravitationnelles, effets d ’environnement sur galaxies détection d’amas très distants (SZ) Histoire de la croissance en masse des galaxies. . . Formation d’étoiles dans les galaxies distantes. . . SIRTF (2003): formation stellaire, extinction Herschel (2007), NGST (2010), ALMA (2010): formation stellaire, galaxies primordiales VLT: histoire passée de formation d’étoiles Planck (2007)