Interview avec Natascha Förster Schreiber: "SINS in Heaven" ou l’évolution des galaxies (octobre 2009)

SINFONI

Le Prix Balzan pour l’astronomie infrarouge de 2003 a eu un impact durable sur la recherche de son récipiendaire, le professeur Reinhard Genzel du Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) en Allemagne. L’appui financier et prestigieux du Prix Balzan a consolidé la réputation mondiale du professeur Genzel. Ses découvertes scientifiques, dont les conclusions ont été divulguées dans plusieurs articles fondamentaux publiés dans des revues scientifiques prestigieuses, ont approfondi notre compréhension des mécanismes astrophysiques cruciaux. Le financement de la Fondation Balzan a préparé le chemin pour l’attribution des fonds DIP (projet allemand-israélien) par la Fondation allemande pour la science en 2008 et il a stimulé plusieurs collaborations internationales. En outre, le professeur Genzel a utilisé les fonds Balzan afin d’investir dans l’avenir de son domaine d’expertise en procurant du financement d’amorçage à de jeunes chercheurs. L’une de ces scientifiques est la Dr Natascha Förster Schreiber, qui est devenue la chercheure en chef de SINS (Spectroscopic Imaging survey in the Near-infrared with SINFONI). Les principaux résultats furent publiés dans la revue prestigieuse Nature en 2006 et, depuis, l’article en question est devenu une publication incontournable en astrophysique. La Fondation Balzan s’est entretenu avec la Dr Förster Schreiber au sujet des résultats, des défis et de l’impact de sa recherche:

Quelle est la principale question de recherche de votre projet?

 Notre défi principal consiste à comprendre comment, quand et sur quelle échelle de temps les galaxies ont été assemblées lors de la création de l’univers. Afin d’obtenir l’information requise pour répondre à ces questions, nous utilisons un instrument conçu au MPE, nommément SINFONI, qui est installé au Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral (ESO) au Chili. La récente étude SINS nous a permis de faire des observations surprenantes. Ces observations suggèrent que des accrétions de gaz à la fois rapides et continues, plutôt que des fusions majeures, auraient dominé l’assemblage de la masse des galaxies massives. Notre perception de la formation initiale des galaxies est en train de changer – ce que l’on peut interpréter comme un changement paradigmatique – et SINS y a grandement contribué.
 
Quels sont les défis particuliers du projet?
D’abord, le fait que l’atmosphère terrestre est jusqu’à un million de fois plus lumineuse que les galaxies que nous étudions, même pendant la nuit, peut être considéré comme un défi. Y s’ajoute la turbulence atmosphérique. Toutefois, il ne s’agit que de défis techniques. Par ailleurs, nous avons à gérer des données complexes; SINFONI nous procure non seulement les deux dimensions spatiales, mais aussi la troisième dimension spectrale, qui nous permet d’observer les mouvements internes des galaxies. Notre cadre conceptuel pour l’interprétation de tels ensembles de résultats uniques évolue presqu’à la même vitesse que celle des données reçues par le biais du télescope. Un grand nombre de nos résultats sont surprenants et révèlent des aspects entièrement nouveaux sur les jeunes galaxies massives des premiers instants de l’univers. C’est ce qui rend notre travail pertinent et très excitant!
 
Quelles sont les dernières nouvelles du projet?
Pour la première fois, nos résultats ont montré de façon convaincante que des galaxies massives à disque rotatif telles que la Voie lactée existaient aussi tôt que 3 milliards d’années après le Big Bang. La conclusion principale est que ces galaxies ont dû se former très rapidement et principalement par le biais de mécanismes d’accrétion continus et réguliers. Il s’agit d’une découverte capitale inattendue dans le domaine de l’évolution galactique.
 
Qui travaille sur le projet avec vous et le professeur Genzel?
L’équipe principale de SINS est composée d’une quinzaine de chercheurs du MPE ainsi que d’autres institutions telles que l’Université de Tel Aviv (Israël), l’Université de Californie à Berkeley (États-Unis) et l’Observatoire Arcetri à Florence (Italie). En outre, différentes étapes du projet ont été complétées avec la collaboration d’équipes externes, notamment d’Italie, de France et de Suisse. Par exemple, nous travaillons avec des chercheurs de l’Observatoire de Padova et de l’Université de Bologne, en Italie. Nous collaborons aussi de façon régulière avec des collègues du California Institute of Technology (États-Unis), de l’Université Harvard (États-Unis), l’Université hébraïque (Israël) et l’Observatoire de l’Université de Munich (Allemagne).
 
Pouvez-vous établir des liens entre vos recherches et le travail du professeur Michael Mayor, gagnant du Prix Balzan pour l’instrumentation et techniques en astronomie et en astrophysique en l’an 2000?
Les travaux du professeur Mayor et le projet SINS ont en commun le fait qu’ils ont exploité de nouvelles opportunités rendues possibles par des instruments innovateurs qui ont été conçus spécifiquement pour répondre à des questions élémentaires dans nos domaines respectifs. Autant les recherches du professeur Mayor que celles de SINS ont mené à d’importantes percées scientifiques: le professeur Mayor a découvert la première planète extrasolaire et SINS a révolutionné la recherche sur l’évolution galactique. Ce sont d’excellentes illustrations des avantages scientifiques et de l’avancement énorme des connaissances sur l’univers dans lequel nous vivons que la conception d’une telle instrumentation spécialisée peut engendrer.
Dr Förster Schreiber, merci beaucoup de votre temps et bonne chance à vous et votre équipe.


Fig. SINFONI: L’émission d’hydrogène ionisé (raie spectrale Hα) de la galaxie D3a-15504 à une distance cosmologique d’environ 11 milliards d’années-lumière. Le code coloré indique les mouvements relatifs à travers la galaxie: le côté rouge s’éloigne de nous et le côté bleu s’approche de nous, tandis que les parties vertes demeurent invariables par rapport à la masse du système. À certains égards, cette galaxie consiste en un disque similaire à notre Voie lactée, et elle est en rotation autour de l’axe jaune qui traverse le noyau galactique (croix blanche). De plus, ces données à haute résolution provenant de SINFONI nous révèlent que cette jeune galaxie contient des ensembles lumineux et massifs à formation stellaire active et que les gaz sont transportés à haute vélocité vers le centre, où ils forment un bulbe stellaire dense. Ultérieurement, ce système pourrait évoluer vers une galaxie elliptique massive compacte. (Genzel et al. 2006, Nature, 442, 786).
 
PR&D
Vienne

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