Des galaxies pour servir de lentilles afin d'étudier des galaxies encore plus lointaines
Le projet 3DLENS (3D spectroscopy of lensing cluster fields) a utilisé des observations faites récemment avec des instruments de spectroscopie intégrale de champ sur le Very Large Telescope (très grand télescope), pour étudier les propriétés de galaxies résolues grâce au fort grossissement de gros amas de galaxies. L'une des principales difficultés a été de corriger les effets de l'agrandissement pour atteindre l'échelle la plus petite dans les galaxies éloignées (de 100 à 1000 parsecs) par élément spatial de résolution. L'équipe a développé et publié de nouveaux algorithmes pour effectuer ces corrections et mesurer la répartition et la cinématique du gaz dans les galaxies agrandies. Cette modélisation s'est appuyée sur des mesures par spectroscopie de nombreuses images des mêmes amas lentille, possibles grâce au grand champ et à la sensibilité de l'instrument utilisé, qui couvre toute la zone de fort grossissement de l'amas. Les travaux ont montré qu'il était possible de mesurer des champs de vitesse bien ordonnés dans les galaxies éloignées. Dans l'univers jeune, lors de la formation de galaxies isolées et moins massives, le gaz s'est réparti dans des structures discoïdales, plus turbulentes que celle des galaxies plus locales (et donc ultérieures). Les chercheurs ont observé la poussière et le monoxyde carbone (CO) dans les zones à fort grossissement de deux amas massifs. Ils ont ainsi pu détecter l'émission de la poussière dans des galaxies éloignées, fortement grossies et à faible masse, avec un rapport signal/bruit suffisant pour résoudre l'émission de la poussière dans le plan source. Ils ont aussi détecté pour la première fois le spectre de la poussière dans une galaxie extrêmement éloignée. Les observations du CO, réalisées dans la bande millimétrique avec une seule antenne ou plusieurs (par interférométrie), ont permis de mesurer les transitions de ligne moléculaire dans des galaxies éloignées à faible masse, ouvrant l'accès à un nouvel espace de paramètres dans des galaxies agrandies et lumineuses dans l'infrarouge lointain. Ces résultats ont été obtenus grâce aux observations de suivi conduites dans plusieurs longueurs d'ondes par la vaste collaboration soutenant le projet. Les chercheurs ont lancé une étude des propriétés du carbone dans des galaxies très éloignées. Une étude pilote a montré que les galaxies à faible masse montrent généralement une émission du carbone raisonnablement forte dans l'ultraviolet, élargissant l'étude de la raie Lyman-alpha à une nouvelle sonde spectroscopique. Ils ont détecté pour la première fois le carbone dans une galaxie extrêmement éloignée.
Mots‑clés
Galaxies, 3DLENS, amas lentille, Very Large Telescope, galaxies agrandies
