Automne de la science à la BHVP : Le secteur noir de l'Univers

Plus de 95 % de l’Univers échappe encore à notre compréhension : matière noire et énergie noire composent l’essentiel de ce mystérieux contenu. L’astrophysicienne Françoise Combes, spécialiste de la formation des galaxies, présentera les dernières avancées du satellite Euclid pour en percer les secrets.

Plus de 95 % du contenu de l'Univers est noir ou inconnu. Nous avons découvert depuis plusieurs dizaines d’années que 25 % de ce contenu est fait de matière noire exotique, de particules n’appartenant pas au modèle standard. Cette matière n’est détectée que par son action gravitationnelle, stabilisant les galaxies et les amas de galaxies. De plus depuis vingt-cinq ans, nous savons que l'expansion de l’Univers est accélérée, à cause de l'énergie noire qui en représente 70 %. Nous passerons en revue les candidats possibles pour ces particules exotiques, et même les théories de gravité modifiée. L’énergie noire pourrait n’être qu’une constante cosmologique, mais aussi un cinquième élément ou quintessence, évoluant de façon dynamique avec le temps. Le satellite Euclid, lancé en juillet 2023 par l'Agence spatiale européenne, va observer une grande partie du ciel, et identifier plus de dix milliards de galaxies à différentes époques. Il va utiliser plusieurs outils comme les lentilles gravitationnelles, les oscillations acoustiques baryoniques, le taux de croissance des structures, des amas de galaxies, et de leurs distorsions d’espace, et ainsi lever le voile sur le secteur noir de l'Univers.

Astrophysicienne à l’Observatoire de Paris, membre de l’Académie des sciences, Françoise Combes a été directrice adjointe du Laboratoire de physique de l’École normale supérieure (ENS) de 1985 à 1989. Elle a été présidente de la Société française d’astronomie et d’astrophysique (2002-2004) et a dirigé le Programme national galaxies du CNRS (2001-2008). Elle est éditrice de la revue européenne Astronomy & Astrophysics, depuis 2003.

Ses activités de recherche sont consacrées à la formation et à l’évolution des galaxies, dans un contexte cosmologique. Par ses simulations numériques, elle a été la première à découvrir le mécanisme permettant de former des bulbes dans les galaxies spirales, par des résonances verticales des barres stellaires. Elle a également été pionnière dans les absorptions moléculaires devant des quasars éloignés, conduisant à des contraintes sur la variation des constantes fondamentales.

Elle a reçu la médaille d’or 2020 du CNRS ainsi que le prix international Pour les Femmes et la Science L’Oréal-UNESCO 2021. Elle a été professeure au Collège de France sur la chaire statutaire Galaxies et cosmologie de 2014 à 2025.