Cinématique des galaxies spirales et naines et instrumentation optique

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Ce programme vise à étudier comment la matière sombre est distribuée dans les galaxies. Comme on le sait, la matière sombre constitue de 80 à 90% de toute la matière présente dans l'Univers. Cette étude est réalisée en mesurant la vitesse de rotation des galaxies en fonction de la distance du centre. C'est ce qu'on appelle construire une courbe de rotation. Plus la galaxie tourne rapidement plus elle est massive. Comme la matière lumineuse diminue dans les régions extérieures des galaxies (de moins en moins de gaz et d'étoiles) mais que les vitesses de rotation demeurent constantes, ceci montre qu'il y a une proportion de plus en plus grande de matière sombre dans ces régions. Même si la matière sombre n'émet pas de rayonnement, on peut étudier sa distribution par son effet gravitationnel sur la matière lumineuse (étoiles et gaz). On détermine les courbes de rotation de deux (2) façons : en observant l'hydrogène neutre HI qui est le gaz le plus abondant dans les galaxies spirales et naines et qui nous permet de déterminer les courbes de rotation beaucoup plus loin du centre que le permettent les étoiles. Cependant ces observations radio ont une faible résolution spatiale. C'est pourquoi nous observons aussi optiquement les vitesses de rotation de l'hydrogène ionisé dans les régions intérieures avec une plus grande résolution spatiale. Pour cela, nous avons même développé un nouveau type de caméra à comptage de photons, appelée EMCCD/CCCP, qui est aussi sensible que les anciens CCD mais sans bruit électronique de lecture, permettant ainsi d'observer de l'émission beaucoup plus faible. Cette caméra s'est vue décerner le prix de Découverte de l'Année 2009 par la revue Québec-Science. Dans un premier temps, nous comptons étudier en détails les deux (2) galaxies spirales les plus près de nous, soit Andromède et M33 et ensuite nous constituerons un échantillon de ~300 galaxies spirales et naines couvrant tous les types morphologiques, soit le plus grand échantillon jamais rassemblé pour l'étude de la matière sombre dans les galaxies proches.