BICTEL/e - ULg
Serveur institutionnel des thèses de doctorat

• coronography with hologram
• gravitational lensing
• gravitationally lensed quasars

Le contenu de cette thèse de doctorat intitulée “Imagerie directe,

photométrie et spectroscopie de quasars sujets à des effets de lentille

gravitationnelle” est composé d’une partie consacrée au dévelop-

pement de nouveaux instruments pour de futures observations

de quasars sujets à des effets de lentille gravitationnelle, et en

une seconde partie observationnelle relative aux résultats obte-

nus pour plusieurs de ces objets au moyen d’infrastructures exis-

tantes.

Dans la première partie nous présentons une technique op-

tique pour simuler (avec une lentille ou un miroir) des effets de

lentille gravitationnelle. De tels effets sont dus à la présence d’un

objet massif, dont la masse déforme l’espace en accord avec la

Relativité Générale. Si un observateur distant est situé très près

de la ligne liant la source d’arrière plan (par exemple un quasar)

et l’objet massif interposé (par exemple une galaxie déflectrice),

l’observateur peut être capable de voir des images multiples de

la source d’arrière plan. Notre dispositif optique peut être utilisé

soit pour simuler au laboratoire ces effets, soit pour les inverser

et pour corriger les images observées sujettes à des effets de la

lentille afin de restituer l’image de la vraie source d’arrière plan.

Nous déterminons les formes des surfaces réfractives et réflé-

chissantes correspondant à différents modèles de lentille, et la

forme correspondante aux effets de distorsion due à un champ

gravitationnel extérieur, qu’on appelle aussi cisaillement exté-

rieur. Nous suggérons de développer un instrument basé sur

ces surfaces optiques.

L’instrument peut être spécifiquement conçu pour des sys-

tèmes de lentilles gravitationnelles dont la distribution de masse

du déflecteur est connue. D’autres solutions peuvent impliquer

l’adoption de systèmes d’optique adaptative qui adaptent dyna-

miquement leur forme pour corriger les effets de lentille gravita-

tionnelle.

En couplant ce dispositif avec un coronographe, il est possible

de masquer la partie centrale de la lumière du quasar d’arrière

plan et de mettre en évidence son environement peu lumineux

(galaxie hôte, compagnons, . . .).

Pour atteindre ce but, nous proposons un nouveau concept

de coronographe avec hologramme adaptatif. Les performances

de cet instrument innovant sont étudiées au moyen d’un grand

nombre de simulations numériques.

La deuxième partie de la thèse se focalise sur des observa-

tions obtenues au moyen de divers télescopes pour certains qua-

sars brillants sujets à des effets de lentille gravitationnelle. Nous

avons mené personnellement les observations photométriques,

dans plusieurs bandes passantes et à plusieurs époques, des qua-

sars multiples he0435–1223 et um673, et nous étudions leurs va-

riations en flux et en couleur.

he0435–1223 est un quasar quadruple produit par une galaxie

elliptique. Nos observations conduites pendant une période de 2

ans ont permis de mettre en évidence une diminution significa-

tive du flux et aussi un rougissement de chacune des quatre com-

posantes du mirage gravitationnel. Nous attribuons ces change-

ments à des variations intrinsèques du quasar. En plus, la com-

posante la plus brillante est probablement affectée par un effet

microlentille.

Nous avons observé le quasar double um673 pendant quatre

ans, et notre réduction et analyse des données montrent, de la

même manière que pour le cas de he0435–1223, des résultats

intéressants en termes de variations de flux et de couleur.

Finalement, dans le cadre des observations spectroscopiques

du quasar sujet aux effets de lentille gravitationnelle rxj1131-

1231, nous présentons une technique innovante de réduction des

données que nous avons développée pour extraire les spectres

formés par une fente courbée, permettant d’inclure trois des

quatre composantes du mirage gravitationnel. Ensuite, nous

montrons les premiers résultats concernant l’étude de la région

émettant les raies de [OIII].

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