Responsable : François Rincon
Adjoint : Pierrick Martin
Thèmes de recherche
Les activités de notre équipe s’articulent autour de quatre grands axes combinant nos savoir-faire scientifiques et techniques :
- Astrophysique des Objets Compacts
- Cosmologie et Physique Fondamentale
- Galaxies et Grandes Structures
- Accélération de Particules et Phénomènes Explosifs
Nous contribuons également à des recherches sur différents thèmes scientifiques transverses aux équipes de l’IRAP et d’autres laboratoires Toulousains (L2IT), tels que l’étude des ondes gravitationnelles et des plasmas astrophysiques.
Nous développons et utilisons un vaste spectre de méthodologies au service de la recherche en astrophysique: instrumentation sol et spatial, observation et analyse de données sur l’ensemble du spectre électromagnétique, modélisation et méthodes numériques (Machine Learning, Calcul Haute Performance), théorie.
La liste des membres actuels de l’équipe est disponible ci-dessous. Contactez-nous si vous souhaitez collaborer ou rejoindre notre équipe !
Astrophysique des objets compacts
Notre groupe s’attache à comprendre la physique extrême liée aux objets compacts. Ces objets : des naines blanches, des étoiles à neutrons ou encore des trous noirs sont associés à des phénomènes parmi les plus violents de l’univers. Leur nature extrême (densité, champ gravitationnel, champ magnétique) font de ces objets des laboratoires uniques pour tester la relativité générale ou des équations d’état de matière exotique comme les quarks étranges ou les kaons. Dans leur environnement immédiat, les objets compacts sont également souvent associés à des mécanismes complexes d’accrétion de matière, d’éjection, d’émission et d’accélération de particules encore mal compris qui les rendent paradoxalement des objets extrêmement lumineux. A plus grande échelle également, les objets compacts influencent fortement leur environnement comme dans le coeur des amas globulaires par exemple. Notre groupe s’intéresse à ces questions, en combinant à la fois des travaux de modélisation analytique et numérique (processus radiatifs et dynamique MHD/plasma) ainsi que des observations avec les telescopes ATCA, VLA, MeerKAT, VLT et les missions spatiales Fermi, HST, INTEGRAL, RXTE, Swift, XMM-Newton, Chandra et Nustar. Il attend en outre beaucoup des futurs projets comme CTA, SVOM, SKA, Athena et LISA dans lesquels ses membres sont impliqués.
Cosmologie et physique fondamentale
L’observation astronomique est la voie privilégiée, parfois totalement unique, d’étude de phénomènes qui relèvent de la physique fondamentale : nature et caractéristiques de la matière noire, théories de la gravitation, nature et origine de l’accélération gravitationnelle à l’échelle de l’univers, nature du vide quantique, physique de l’univers primordial, etc. L’observation, la modélisation et l’interprétation théorique sont au coeur des progrès de nos connaissances dans ces domaines qui relèvent donc à la fois de la physique fondamentale, de l’Astrophysique et de la Cosmologie et sur lesquels l’IRAP regroupe un ensemble de compétences qui lui permet de s’engager tant du point de vue instrumental et observationnel (Euclid, XMM, Planck, LiteBird, etc.) que dans la modélisation d’objets astrophysiques (Sursauts Gamma, Amas de galaxies, fonds cosmologiques, supernovae distances, etc.) et la détermination des paramètres cosmologiques ou par une approche plus fondamentale (vide quantique, matière noire généralisée, gravitation modifiée, champs magnétiques, etc.).
Galaxies et grandes structures
La compréhension de l’évolution de l’Univers, depuis les fluctuations primordiales du fond diffus cosmologique jusqu’aux galaxies au sein des grandes structures, en passant par les amas de galaxies, constitue un enjeu majeur de l’astrophysique moderne autour duquel s’articule l’axe « Galaxies & Grandes Structures ». De nombreuses questions restent encore sans réponse définitive à ce jour et sont actuellement au centre de débats très controversés : quand et comment les premières galaxies sont-elles apparues ? Quels mécanismes physiques gouvernent l’évolution des galaxies depuis les âges les plus reculés jusqu’à nos jours ? Quels sont les processus et les mécanismes de structuration de l’Univers à grande échelle ? Quels sont les mécanismes d’accrétion/éjection autour des trous noirs massifs et leur rôle dans cette évolution ? La réponse à ces questions repose sur des observations et sur la modélisation de la structure, de la cinématique et de la dynamique à différentes échelles. C’est dans cette perspective que les chercheurs du GAHEC mènent depuis plusieurs années des programmes de recherche ambitieux, par l’intermédiaire notamment de l’exploitation de grands relevés multi-longueur d’onde pour l’étude de la formation et de l’évolution des galaxies, des amas de galaxies et des grandes structures de la toile cosmique, mais aussi grâce à la modélisation physique et numérique de processus astrophysiques complexes radiatifs ou dynamiques (turbulence hydro et magnéto-hydrodynamique). Ces efforts, qui impliquent une participation constante au développement de nouveaux instruments focaux pour les plus grands télescopes au sol et dans l’espace, sont soutenus au niveau national par plusieurs financements ANR ainsi que par le Programme National Cosmologie & Galaxies. Nos efforts de recherche s’appuient aujourd’hui sur l’exploitation scientifique des télescopes XMM-Newton, VLT, CFHT, HST, ALMA, MUSE/VLT, ainsi que sur la préparation instrumentale et scientifique des missions futures parmi lesquelles: Harmoni/E-ELT, Mosaic/E-ELT, EUCLID, et Athena.
Accélération de particules et phénomènes explosifs
Notre groupe s’attache à comprendre les phénomènes d’accélération des particules dans l’Univers, leur impact sur l’environnement et les phénomènes explosifs galactiques et cosmologiques qui en sont à l’origine. Les novae, les supernovae et les sursauts gamma, leurs rémanents interstellaires et les émissions diffuses résultant des interactions des particules avec le milieu interstellaire sont au centre de nos études. Par exemple, le rayonnement gamma provenant des explosions de novae, de supernovae et de sursauts gamma nous renseignent sur la physique de ces explosions. L’interaction des ondes de choc produites lors de ces explosions avec le milieu interstellaire est un site propice à l’accélération de particules que nous étudions à haute énergie. Cette émission nous renseigne également sur la propagation des particules dans le milieu interstellaire, et nous permet de connaître leur impact sur leur environnement. Notre groupe s’intéresse à ces questions, en combinant à la fois des travaux de modélisation analytique et numérique (chocs, processus de transport et d’accélération cinétiques), des développements instrumentaux et des observations avec en particulier Fermi, INTEGRAL, Swift, TAROT et XMM-Newton. Il attend en outre beaucoup des futurs projets comme Athena, CTA et SVOM, actuellement en phase de développement à l’IRAP, ou SKA, et de leurs synergies avec les détecteurs d’onde gravitationnelle et de neutrinos.
Membres de l’équipe
| Kempf Jean, Doctorant | |
| Abdollahi Soheila, Postdoctorante | Klotz Alain, Chercheur |
| Amato Roberta, Postdoctorante | Knodlseder Jurgen, Chercheur |
| Astiasarain Xan, Doctorant | Koechlin Laurent, Chercheur |
| Atteia Jean-Luc, Chercheur | Lamas Lanza, Miguel, Doctorant |
| Banday Anthony, Chercheur | Lamine Brahim, Chercheur |
| Barret Didier, Chercheur | Le Borgne Jean-François, Chercheur (émérite) |
| Beaumont Sophie, Doctorante | Malet Isabelle, Chercheuse IUT-A |
| Blanchard Alain, Chercheur | Malzac Julien, Chercheur |
| Boone Frederic, Chercheur | Martin Pierrick, Chercheur |
| Cabanac Rémi, Chercheur | Mercier Wilfried, Doctorant |
| Castellani Florent, Doctorant | Molin Alexeï, Doctorant |
| Clerc Nicolas, Chercheur | Moultaka Jihane, Chercheuse |
| Contini Thierry, Chercheur | Moutier Frederic, Chercheur |
| Coriat Mickael, Chercheur | Nouvel de la Flèche Alix, Doctorante |
| Delpech Rémi, Doctorant | Olive Jean-Francois, Chercheur |
| Dezalay Jean-Pascal, Chercheur | Pajot Francois, Chercheur |
| Dournac Fabien, Doctorant | Perez Jose-Philippe, Chercheur (émérite) |
| Dupays Arnaud, Chercheur | Pointecouteau Etienne, Chercheur |
| Dupourqué Simon, Doctorant | Quintin Erwan, Doctorant |
| Ferrière Katia, Chercheuse | Rincon Francois, Chercheur |
| Foustoul Vincent, Doctorant | Sarron Florian, Postdoctorant |
| Giard Martin, Chercheur | Shojaei Fateme, Doctorante |
| Godet Olivier, Chercheur | Soucail Genevieve, Chercheuse |
| Gonzalez Caniulef Denis, Postdoc | Tibaldo Luigi, Chercheur |
| Guillot Sebastien, Chercheur | Tranin Hugo, Doctorant |
| Gupta Maitrayee, Postdoctorante | Tutusaus Isaac, Chercheur |
| Jean Pierre, Chercheur | Von Ballmoos Peter, Chercheur |
| Hughes Annie, Chercheuse | Webb Natalie, Chercheuse |
| Kammoun Elias, Postdoctorant | Yassine Manal, Postdoctorante |
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ATHENA X-IFU
COSI
NectarCam / CTA
Les services d’observation de l’équipe GAHEC
Cherenkov Telescope Array
ESO-ELT/HARMONI
ESO-ELT/MOSAIC
Euclid
Euclid – Survey
SKATE
X-IFU / ATHENA
