Projet ANR-06-BLAN-0067 – SL2S : The CFHT Strong Lensing Legacy Survey
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS A (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS A)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Montant : 226000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : La détermination de contraintes observationnelles cosmologiques précises a conduit les astrophysiciens vers un modèle cosmologique dit de concordance, qui réconcilie l'âge des étoiles les plus vieilles avec celui de l'Univers et qui propose que la masse de l'Univers soit répartie sous forme baryonique pour 4% et sous forme de matière noire froide pour ~25%. Le reste (~70%) serait constitué d'une énergie noire possédant une pression négative conduisant à une accélération de l'expansion. Dans ce cadre-là, la croissance des halos de matière noire se produit par fusion de façon hiérarchique, des échelles galactiques aux plus grandes structures (amas de galaxies, filaments). Les simulations numériques cosmologiques prédisent ainsi un spectre de masse des halos qu'il est nécessaire de confronter avec les observations pour mieux contraindre les mécanismes physiques de la formation et de l'évolution des structures depuis l'Univers primordial.   L'effet de déviation des rayons lumineux (lensing) est un outil formidable à notre disposition pour déterminer la distribution de masse des halos dans l'Univers, puisque les lentilles gravitationnelles permettent de sonder les échelles de masse allant des galaxies aux amas les plus massifs. De façon surprenante, ce sont les groupes de galaxies qui ont été les moins explorés par cet effet, principalement par absence de recherche systématique sur de grands échantillons. Or la possibilité d'étudier directement la distribution de masse de ces groupes revêt un grand intérêt car comme le montrent les simulations numériques, ils jouent un rôle prépondérant dans la formation des grandes structures de l'univers.  Un grand relevé photométrique comme le Canada-France-Hawaii-Téléscope Legacy Survey (CFHTLS), en cours au CFHT, représente pour la première fois, le relevé idéal en termes de profondeur, de couverture spatiale et de qualité d'image, pour conduire une telle recherche. Nous proposons donc, pour ce projet d'ANR, d'obtenir de nouvelles contraintes sur l'ensemble du spectre de masse des halos de matière par leurs effets gravitationnels forts (Strong Lensing). Il s'agit en effet de détecter, d'analyser puis de modéliser toutes les configurations de lentilles que nous identifierons sous forme: d'arcs gravitationnels dans les amas et les groupes, et d'images multiples ou d'anneaux autour de galaxies massives isolées  L'étude de faisabilité d'un tel projet a été réalisée préalablement au cours du deuxième semestre 2005 sur les images déjà disponibles pour environ 25% du champ total du CFHTLS-Wide. Pour trouver ces mirages gravitationnels, nous avons conçu un logiciel prototype capable de réaliser une détection automatique de lentilles gravitationnelles fortes parmi les dizaines de millions d'objets présents sur les images. Bien que les procédures soient encore loin d'être complètement optimisées, nous avons extrait un premier échantillon de candidats (48 systèmes d'images multiples avec des angles de séparation de 3 à 9 arcsec) dont la masse déflectrice est intermédiaire entre celle des halos de galaxies et celles des amas. Cet échantillon sera validé par un suivi en imagerie avec le HST en 2007 (cycle 15) puis en spectroscopie avec des télescopes comme le VLT. Par ailleurs, cette pré-étude nous a permis de comprendre comment il devait être possible de détecter l'ensemble des mirages gravitationnels présents dans les champs du CFHTLS et en particulier des centaines d'anneaux gravitationnels présent autour de certains halos de galaxies (principalement E/S0) dont la probabilité d'occurrence est d'environ 1/1000 mais qui sont cachés dans les galaxies par l'effet de seeing de l'atmosphère terrestre.  Notre objectif scientifique est d'exploiter rapidement ce nouveau chantier de la cosmologie observationnelle pour:  - étudier, pour la première fois, les groupes de galaxies avec des méthodes de "Strong Lensing" (comparaison possible avec les observations optiques, IR et X). - évaluer leur rôle dans les proces.