Nouvelle scientifique

 

Le 13 avril 2018

 

 

Première cartographie SZ d’un amas de galaxies avec NIKA2

 

Le projet NIKA2, porté par le LPSC¹ (Laboratoire de physique subatomique & cosmologie, CNRS/Université Grenoble Alpes), l’IPAG (Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble) et et l'Institut Néel a commencé ses observations en avril 2017 et vient de livrer ses premiers résultats le 9 avril 2018 dans la revue Astronomy & Astrophysics.

 

L’avènement de la camera NIKA2 au télescope de 30 mètres de l’IRAM (Grenade, Espagne) constitue une opportunité unique pour l’observation d’amas de galaxies par effet Sunyaev Zel’dovich² (SZ), grâce à ses deux bandes de fréquence (150 et 260 GHz), sa grande sensibilité, son excellente résolution angulaire et son grand champ de vue.

En avril 2017, la collaboration NIKA2 a observé un premier amas faisant partie de l’échantillon du Grand Programme SZ. Il s’agit de l’amas PSZ2 G144.83+25.11 à un redshift z=0,58 observé pendant 11 heures avec des conditions atmosphériques relativement mauvaises. Les excellentes performances de la caméra NIKA2 (R. Adam et al., A&A 2018) ont néanmoins permis d’obtenir des résultats de premier plan qui ont été publiés récemment (F. Ruppin et al., A&A 2018).

La carte NIKA2 obtenue à 150 GHz (cf. illustration) met en évidence un amas cartographié à haute résolution (plus de 20 fois mieux que Planck) et avec un fort signal sur bruit jusque dans les régions périphériques. Le résultat est comparable à la carte du milieu intra-amas obtenue en rayons X par le satellite XMM-Newton, ce qui ce qui facilite les analyses jointes SZ/X. En particulier, l’observation faite avec NIKA2 permet d’identifier une région de surpression dans l’amas et une source ponctuelle submillimétrique, qui peuvent donc être prises en compte dans l’analyse.

 

© Collaboration NIKA2

 

Ces deux paramètres sont essentiels pour l’utilisation cosmologique des grands catalogues d’amas. Ainsi, les résultats obtenus dans cet article soulignent l’importance du grand programme SZ de NIKA2 pour la caractérisation de la dispersion de la relation d'échelle SZ-masse et donc pour la cosmologie avec des amas.

Les données NIKA2 ont été utilisées conjointement avec les données SZ obtenues par d’autres expériences opérant dans le millimétriques (MUSTANG, Bolocam et Planck), afin d'établir de manière non paramétrique le profil de pression, depuis le centre de l’amas jusqu'à sa périphérie. Nous avons pu montrer que la zone de surpression avait un impact notable sur la valeur du paramètre de Compton intégré (65%) et sur celle de la masse de l’amas (79%).

Le grand programme SZ de NIKA2 bénéficie de 300 heures d’observation accordées par l’IRAM dans le cadre du temps garanti attribué à la collaboration NIKA2. L'objectif est d’étalonner en masse un échantillon représentatif constitué de 50 amas de galaxies sélectionnés en SZ (catalogues Planck et ACT) avec un décalage vers le rouge moyen à élevé (0,5 ‹ z ‹ 1) et couvrant un ordre de grandeur en masse. L’observation des amas de cet échantillon permettra de mener une étude complète de la morphologie et de l'évolution des amas.

De plus, ces données seront combinées aux données X du satellite XMM-Newton afin d’étudier les profils thermodynamiques radiaux (densité, pression, masse, température, entropie). Ces derniers sont essentiels pour une compréhension complète de la relation observable-masse des amas de galaxies qui permettra in fine d'exploiter les grands relevés d’amas pour contraindre la cosmologie

 

Notes

• 1) Le groupe NIKA2 du LPSC a bénéficié des compétences des services techniques et administratifs du laboratoire. Cette activité est financée notamment par l’ANR avec le projet NIKA2Sky (ANR-15-CE31-0017 et http://lpsc.in2p3.fr/NIKA2Sky), le projet ANR-12-BS05-0007 project (2013-2015) et le Labex Enigmass.
• 2) L’effet Sunyaev-Zel’dovich (SZ) résulte de l’impact d’électrons du milieu intra-amas sur les photons du fond diffus cosmologique.

 

Contacts chercheurs

• Frédéric Mayet chercheur au LPSC

 

Pour en savoir plus

• Le site du LPSC
• Article présentant ce résultat : F. Ruppin et al., A&A 2018
• Découvrir NIKA2 au LPSC (en anglais)
• Le site du labex Enigmass