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14èmecours de Mécanique Analytique (13/11/2008)

Stages AEOS pour Bac3 Phys.!

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AAstrophysique strophysique EExtragalactique et xtragalactique et OObservations bservations SSpatialespatiales

Chef d’équipe Prof. Jean Surdej

http://www.aeos.ulg.ac.be/

Domaines de recherches:Domaines de recherches:

�� Lentilles gravitationnelles Lentilles gravitationnelles

�� TTéélescopes lescopes àà miroir liquide miroir liquide

�� Imagerie Imagerie àà haute rhaute réésolution angulairesolution angulaire

�� Structure Structure àà grande grande ééchellechelle

3

Lentilles/mirages gravitationnellesLentilles/mirages gravitationnelles

1.1. Identifier la galaxie lentille;Identifier la galaxie lentille;

2.2. Peser la galaxie lentille;Peser la galaxie lentille;

3.3. Etudier la distribution de la matiEtudier la distribution de la matièère (visible re (visible

et sombre) dans la galaxie lentille;et sombre) dans la galaxie lentille;

4.4. Etudier lEtudier l’é’évolution des galaxies;volution des galaxies;

5.5. Etudier la galaxie hôte du quasar avec une Etudier la galaxie hôte du quasar avec une

rréésolution accrue (solution accrue («« TTéélescopelescope »»

gravitationnel).gravitationnel).

Image B

Lentille (Galaxie)Lentille (Galaxie)

Source (quasar)Source (quasar)

Image A

Observateur (HST)

RXS J1131-1231

4

TTéélescope lescope àà Miroir LiquideMiroir Liquide

•• DDééveloppement de softwares (acquisition, rveloppement de softwares (acquisition, rééduction, duction, traitement dtraitement d’’images,images,……).).

•• DDééveloppement technologiques pour la construction veloppement technologiques pour la construction du ILMT 4m en collaboration avec AMOSdu ILMT 4m en collaboration avec AMOS

•• ButBut::

�� Observation continue dObservation continue d’’une bande de ciel;une bande de ciel;

�� Etude des mirages gravitationnels/supernovas ;Etude des mirages gravitationnels/supernovas ;

�� Cosmologie, matiCosmologie, matièère noire, quasars,re noire, quasars,……

••

5

Imagerie Imagerie àà haute rhaute réésolution angulairesolution angulaire

Déphaseur achromatique au moyen de ZOG pour

l’interférometre Darwin.

Coronographes de phase en ZOG pour VLT-Planet

Finder: schéma et image SEM du processus de

fabrication (en bas à gauche).

•• Participation aux dParticipation aux dééveloppement de grands veloppement de grands interfinterfééromromèètres/coronographes au sol et spatiauxtres/coronographes au sol et spatiaux

•• Objectifs scientifiques:Objectifs scientifiques:

�� Etude dEtude d’’autres systautres systèèmes planmes planéétaires;taires;

�� Etudier des planEtudier des planèètes tes extraextra--solairessolaires;;

�� DDéétecter des traces dtecter des traces d’’activitactivitéé biologique et biologique et

trouver une jumelle de la Terre;trouver une jumelle de la Terre;

�� Etude du noyau des galaxies.Etude du noyau des galaxies.

••

6

Etude des grandes structures de lEtude des grandes structures de l’’ Univers et des quasarsUnivers et des quasars

•• Utilisation du satellite XMMUtilisation du satellite XMM--Newton de lNewton de l’’ESAESA

•• Objectifs scientifiques: Objectifs scientifiques:

�� Rechercher/Etudier des amas de galaxies et Rechercher/Etudier des amas de galaxies et

quasars;quasars;

�� CaractCaractéériser leur riser leur éévolution;volution;

�� Contraindre les modContraindre les modèèles cosmologiques.les cosmologiques.

••

7

Stages proposStages proposéés:s:

•• PrPréésentation de lsentation de l’é’équipe AEOSquipe AEOS

•• La mise en station et observations du ciel nocturne avec le La mise en station et observations du ciel nocturne avec le ttéélescope de 26 cm (lescope de 26 cm (coordcoord. Olivier . Olivier GarcetGarcet) )

•• Fabrication d'un petit tFabrication d'un petit téélescope lescope àà miroir liquide avec visite miroir liquide avec visite du tdu téélescope de 4m chez AMOS (lescope de 4m chez AMOS (coordcoord. Arnaud . Arnaud MagetteMagette, , FranFranççois Finet)ois Finet)

•• DDéémonstration des lentilles gravitationnelles, manip au monstration des lentilles gravitationnelles, manip au labo optique (labo optique (coordcoord. Davide Ricci, . Davide Ricci, TatyanaTatyanaSadibekovaSadibekova) )

•• ? ... Interf? ... Interfééromroméétrie, manip (trie, manip (coordcoord. Denis . Denis DefrereDefrere, Thomas , Thomas Laurent)Laurent)

8

TTéélescope lescope MaksutovMaksutov Cassegrain 260mm Cassegrain 260mm monture monture ééquatoriale + camera CCDquatoriale + camera CCD

Nuit dNuit d’’ observation avec le observation avec le telescopetelescope::

• Mise en station du tMise en station du téélescope sur llescope sur l’é’étoile polaire toile polaire

•• DDéécouverte du ciel et de ses trcouverte du ciel et de ses tréésorssors

•• Application: mesure du diamApplication: mesure du diamèètre de Venus par obtention des franges tre de Venus par obtention des franges dd’’ interfinterféérence avec la CCD (Choix date en fonction de Venus: Frence avec la CCD (Choix date en fonction de Venus: Féévrier 2009) vrier 2009)

←← M42: NM42: Néébuleuse dbuleuse d’’ OrionOrion

M51: Galaxie des Chiens de Chasse M51: Galaxie des Chiens de Chasse →→

9

• PrPréésentation LMT: sentation LMT: «« La science avec un La science avec un ttéélescope lescope àà miroir liquide miroir liquide »»

•• Visite Visite du tdu téélescope de 4m chez AMOSlescope de 4m chez AMOS

•• Manipulation et Manipulation et demonstrationdemonstration avec avec un petit un petit ttéélescope lescope àà miroir liquide miroir liquide

Stage : tStage : téélescope lescope àà miroir liquidemiroir liquide

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DemonstrationDemonstration de lde l’’effet des lentilles effet des lentilles gravitationnellesgravitationnelles

•• Mise au point du Mise au point du schemaschemaoptique pour optique pour demontrerdemontrerll ’’ effet des lentilles gravitationnelles dans les effet des lentilles gravitationnelles dans les conditions labo optiqueconditions labo optique

11

y

x

y

z

x

S S

V

o o

• 3.3 La transformation de Lorentz

•

(3.6)(3.12)

z

12

• 3.3 La transformation de Lorentz : approche standard

(3.8)

(3.9)

(3.10)

13

• 3.3 La transformation de Lorentz : approche standard

(3.11)

14

• 3.3 La transformation de Lorentz : approche standard

15

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance spatio-temporelle

(3.16)

16

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.17)

(3.18)

(3.19)

(3.20)

17

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.21)

(3.9)

(3.10)

18

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.21)

(3.22)

(3.23)

α = 0, iβ = 0, ji, j = 1 ... 3

19

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.24)

(3.25)

20

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.25)

(3.26)

(3.27)

(3.28)

21

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

22

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.29)(3.30)

23

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.31)

24

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.32)

(3.8)

(3.10)

25

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.8)

(3.10)

(3.32)

(3.33)

26

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

27

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

(3.34)

c

1⋅

28

FUTUR ABSOLU

PASSE ABSOLU

|∆r|

c ∆t

AILLEURS

AILLEURS

∆s2=0

∆s20 ∆s2>0

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

•E

•E’

E’

•

•E’

•E’

•E’

•E’

29

• 3.5 L’espace de Minkowski et la distance sp.-temp.

Exercice 1 :

ct

xα

α

•ct

x

E

x

ct

x

ctsin(α) = V/c