Séminaire de Doctorant 2eme année: Mesures de distance avec les supernovas de type Ia

par M. Pierre-Francois LEGET (LPC-Clermont)

vendredi 18 déc. 2015, 14:30 → 15:30 Europe/Paris

Salle 9111 (Dept.Phys.)

La découverte de l’expansion accélérée de l’Univers faite par Saul Perlmutter, Adam Riess, et Brian Schmidt a bouleversé notre vision du Cosmos. En effet, la mesure des distances des supernovas de type Ia (SNIa), a montré que le contenu en énergie de notre Univers est constitué à 70 % d’une composante inconnue : l’énergie sombre. Une des priorités de la cosmologie moderne à la suite de cette découverte est de comprendre les propriétés de l’énergie sombre et de contraindre au mieux la relation entre la pression de l’énergie sombre et sa densité (équation d'état). Une des meilleures sondes cosmologiques pour cela est celle qui a permis sa découverte : les SNIa. Les SNIa sont des objets transitoires observables depuis la Terre pendant quelques mois et qui sont aussi lumineux au pic de luminosité que leur galaxie hôte. Ce qui fait des SNIa des objets remarquables pour la cosmologie est la grande similarité d’une SNIa à une autre. Cette grande similarité va etre utilisée comme estimateur de distances extragalactiques. Mais ces similarités sont entachées de variabilité qui "pollue" la mesure de distance. Ces variabilités se distinguent en deux catégories. Les variabilités dites intrinsèques qui vont dépendre du système physique qui est à l’origine de la SNIa et les variabilités dites extrinsèques qui sont provoquées par l’absorption due au poussières de la galaxie hôte. Pour modéliser ces variabilités, des modèles empiriques de distribution spectrale en énergie (DSE) comme SALT2 (Spectral Adaptive Lightcurve Template 2) sont utilisés. Une fois les variabilités corrigées (étape dite de standardisation), il est possible de mesurer les distances des SNIa précisément et de contraindre au mieux les paramètres de l’énergie sombre. Cependant, après standardisation SALT2, il reste toujours une dispersion sur les mesures de distance de l’ordre de 15% et qui limite donc la précision des mesures sur les paramètres de l'énergie sombre. Cette dispersion est provoquée en partie par de la variabilité non modélisée dans la DSE SALT2. C’est la raison pour laquelle nous essayons d’établir au Laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont-Ferrand un nouveau modèle empirique de DSE des SNIa basé sur des propriétés spectrales et les données de la collaboration Nearby SuperNova Factory (SNF) qui se nomme SUGAR (Supernova Usefull Generator And Reconstructor). La SNF est une expérience qui observe en optique des SNIa proches (celles qui sont à moins de 1,5 milliards d’années-lumière de la Terre) depuis 2004 sur le télescope de 2,2 mètres de l’Université d’Hawai avec le SuperNova Integral Field Spectrograph (SNIFS). SNIFS est un spectrographe à champ intégral calibré en flux, c’est-à-dire qu’il est capable de nous donner la distribution spatiale, le flux, ainsi que l'énergie des photons recus d’une source lumineuse en optique. SNIFS est donc pour ces trois raisons un instrument idéal pour élaborer un modèle empirique de DSE.