Presentation
Presentation d'EROS
Retour a la "home page"
EROS signifie "Experience pour la Recherche d'Objets sombres". Son but principal est la recherche et l'etude de
corps stellaires sombres, appeles aussi ``naines brunes'' gravitant autour de notre galaxie, par leurs effets de
"microlentille gravitationnelle" sur les etoiles du Grand Nuage de Magellan (petite galaxie satellite de la notre).
sommaire
De nombreuses observations sur la dynamique des galaxies spirales (dont la notre est un exemple)
montrent en effet que celles-ci ne sont pas constituees seulement d'etoiles, de poussieres et de gaz : environ 80%
de leur masse est "cachee", mais a des effets sur la distribution des vitesses des corps de ces galaxies.
Cette composante semble former un halo approximativement spherique, dont l'extension depasse largement celle de
la galaxie.
La masse cachee (appelee aussi "matiere noire") peut etre de nature plus ou moins exotique ;
elle est recherchee activement dans plusieurs types d'experiences.
sommaire
Le modele peut-etre le moins exotique est d'imaginer cette masse cachee (ou une partie de celle-ci) sous la forme de
corps stellaires dont la masse se situe au dessous de la limite d'allumage des reactions thermonucleaires (typiquement
en dessous de .1 masse
solaire ). De tels corps qui ne rayonnent pas (ou tres peu) ont ete denommes "naines brunes" .
En 1986, B. Paczynski a montre que ces corps, en orbite dans le halo de notre galaxie,
peuvent modifier la luminosite apparente des etoiles du Grand Nuage de Magellan par un effet de lentille gravitationnelle.
sommaire
Depuis Einstein, on sait que la lumiere est deviee par la gravitation.
Cet effet a d'abord ete detecte (en 1917)
par les deplacements apparents d'etoiles au voisinage du Soleil observes dans les eclipses.
Mais cette courbure des rayons lumineux peut aussi se traduire
par la deformation de l'image d'objets places derriere la source du champ de gravitation.
Recemment (dans les annees 1970) des arcs lumineux ont ainsi ete observes dans des regions denses
de l'Univers (typiquement le centre des amas de galaxies), interpretes comme l'image tres deformee de
quasars situes a l'arriere-plan. C'est ce qu'on appelle l'effet de lentille gravitationnelle.
Si le corps lumineux et le corps deflecteur sont quasi-ponctuels, l'image deformee (l'"arc") peut etre
aussi ponctuelle. Mais la luminosite de l'objet est modifiee : du fait de la deflection des rayons lumineux,
qui se voient concentres, celle-ci est en effet amplifiee. On peut remarquer que
l'amplification est par construction independante de la longueur
d'onde. Paczynski a montre qu'on peut tirer partie de cet effet pour mettre en evidence des "naines brunes".
En effet celles-ci se deplacent plus rapidement que le corps qu'elles amplifient,
le phenomene d'amplification est donc transitoire.
Pour voir un schema du phenomene, cliquez ici .
EROS (et aussi MACHO) s'est donc fixe
pour but la surveillance des luminosites des etoiles du grand nuage de Magellan pour rechercher
de telles amplifications. Dans le cas des etoiles du grand nuage de Magellan et des naines brunes du halo, on peut attendre
quelques amplifications par million d'etoiles : c'est donc un phenomene rare.
D'autre part, la duree et l'amplitude du phenomene sont fonctions des vitesses et distances et de la masse du deflecteur.
Dans le cas du halo de notre galaxie, on attend des durees comprises entre environ un jour (pour 10**-7 masse solaire) et 1 mois
(pour environ .1 masse solaire). En supposant le halo compose d'objets tous semblables, on voit que
les phenomenes les plus brefs seraient aussi les plus nombreux. Pour distinguer un effet de microlentille
des autres phenomenes transitoires rencontres dans l'evolution stellaire on utilise sa caracteristique deja mentionnee
d'achromaticite : le phenomene doit etre identique dans deux gammes distinctes de longueurs d'ondes.
sommaire
EROS a demare en 1990. Dans cette premiere phase la collaboration a developpe deux programmes complementaires,
bases l'un et l'autre a l'ESO a La Silla. Voici une vue de La Silla :
L'une utilisait un telescope de 40cm equipe
d'une camera CCD a 1 million de pixels pour les naines brunes legeres (phenomenes courts).
Aucun candidat n'a ete detecte a ce jour pour cette echelle de temps.
D'autre part, 380 plaques photographiques ont ete realisees au telescope de Schmidt
de l'ESO, alternativement avec un filtre bleu et un rouge. Ensuite ces plaques ont ete
digitisees a la MAMA puis analysees. Deux candidats a une interpretation comme un phenomene de
microlentille ont ete
selectionnes parmi les quelques 6 millions d'etoiles etudiees ; le bruit de fond estime est petit, son estimation plus
precise est en cours tout
comme celle du nombre d'evenements attendus (quelques uns).
sommaire
Pour poursuivre ce programme de maniere plus
economique en en augmentant sensiblement la sensibilite
et aussi s'abstraire de la reponse difficile a calibrer des plaques photographiques,
la collaboration construit actuellement un nouvel appareillage. Il s'agit d'un telescope de 1.m
de diametre (recuperation du telescope MARLY) equipe d'un cube dichroique et de deux nouvelles
camera CCD (mosaiques de 8 CCD 2k*2k) ; l'ensemble sera guide automatiquement par une autre camera CCD plus petite.
Les differents instruments sont en cours de realisation ; les premiers essais devraient avoir lieu au printemps 1995
a l'OHP. L'installation du telescope MARLY
a l'ESO (a la place du telescope utilise par l'experience CCD actuelle)
a eu lieu a l'automne 1995. Les camera principales de l'experience sont actuellement en cours de
tests et devraient etre en place dans le courant du mois de juin 1996.
sommaire
Dans EROS on surveille la luminosite d'un grand nombre d'etoiles aussi finement que possible.
Tout naturellement les differentes categories d'etoiles variables peuvent etre
etudiees dans nos donnees. D'autre part, l'appareillage est aussi sensible a l'apparition
d'etoiles et donc bien adapte a la recherche (dans d'autres champs que le Grand Nuage)
de Supernovae.
sommaire
Les etoiles variables du grand nuage de Magellan sont encore peu cataloguees ;
parmi les categories astophysiquement interessantes figurent les Cepheides, les RR-Lyrae, les
binaires a eclipses, ou encore les geantes rouges.
Les premieres sont une des "bougies" standard servant d'etalon dans la mesure des distances intergalactiques.
EROS a deja
localise une quarantaine de binaires a eclipses dans le grand nuage. Une etude des Cepheides identifiees
est d'autre part en cours de publicaction.
sommaire
La recherche de supernovae presente de nombreux interets.
Pour la cosmologie les supernovae, de type Ia en particulier, sont des
indicateurs de distances. Le taux d'explosions de supernovae
est un parametre interessant (mais mal mesure) pour les
modeles d'evolution galactiques. L'astrophysique stellaire est
egalement interessee a mieuex connaitre ce stade ultime de l'evolution
des etoiles. Enfin certaines des supernovae sont des sources
de neutrinos detectables (et detectes, pour SN1987A).
Nous sommes plus specialement interesses par les aspects cosmologiques
d'une recherche systematique de supernovae de type Ia. Ces
supernovae ont en effet une luminosite absolue au maximum
assez bien determinee. L'evolution de la luminosite apparente
avec la distance (mesuree par le redshift)
pourrait permettre in fine de mesurer la densite de l'Univers.
Dans un premier temps l'etude d'un lot homogene de supernovae de type Ia
dont la luminosite serait "bien mesuree" permettrait aussi
d'affiner leur connaissance, et eventuellement
de mesurer la constante de Hubble H0 (en la comparant avec celle de
supernovae proche).
La connaissance de supernovae
"lointaines" permettrait aussi de deduire de l'evolution de la
luminosite la densite de l'Univers.
Ces deux objectifs fondamentaux et lies figurent parmi ceux d'EROS ; il est prevu pour les atteindre de
rechercher l'apparition de supernovae dans des regions peu denses du ciel ce qui devrait etre possible
grace a l'echantillonnage rapide de l'experience (le temps de montee est de l'ordre d'une semaine).
sommaire