Mon itinéraire

rédigé par Daniel Kunth mars 14, 2016

OM7A8501

Né le 10/07/1946 à Paris

Etudes Université Paris 7 : licence de Physique et maitrise de Physique
DEA : Physique Théorique moléculaire

Doctorat 3ième cycle, 1973

Doctorat d’Etat, 1981 

PRINCIPALES ÉTAPES DE LA CARRIÈRE SCIENTIFIQUE ET AFFECTATIONS SUCCESSIVES

1970 – J’ai commencé mon travail de recherche à l’observatoire de Paris – Meudon, dans le laboratoire de Van Regemorter puis celui de François Rostas. Ma thèse de troisième cycle fut l’étude théorique et expérimentale de l’élargissement et du déplacement des raies spectrales du sodium en présence de chocs par des atomes neutre d’hélium. J’étais alors enseignant-chercheur (à St-Quentin, puis à Paris 7).

1973 – Je suis affecté à l’Observatoire Européen de l’Hémisphère Austral (ESO), de 1973 à 1975 pour effectuer mon service militaire comme coopérant au Chili. Ce fut un des premiers tournants clés de ma carrière. Immergé au Chili dans une période tumultueuse (Pinochet a pris le pouvoir et j’arrive au Chili  le 26 octobre 1973 dans un pays bouleversé et clivé. Je vis à Santiago du Chili avec mon épouse Alice et effectue des missions régulières à l’observatoire de l’ESO situé au nord, dans la cordillère du désert d’Atacama à La Silla. J’y fais ma véritable première rencontre avec l’astronomie. A mon retour, je rejoins l’observatoire à Meudon et commence une thèse sur les galaxies actives. La période est tourmentée, chacun se cherche et les évènements nationaux et internationaux post 1968 occupant la scène et les esprits.

Une année plus tard pourtant, je reçois une bourse de l’ESO pour rejoindre W.LW. Sargent, astronome à Caltech. Je commence ma thèse sur l’étude des galaxies naines bleues, riches en gaz et déficientes en métaux afin de déterminer la valeur de l’hélium primordial. Ce passage à Caltech est le deuxième tournant important de ma carrière: ma rencontre avec W.L.W. Sargent, fut extrêmement stimulante intellectuellement et les moyens formidables offerts par Caltech aux astronomes (observatoire du Mont Palomar, Mont Wilson, Owens Valley), pour la recherche en général fut une révélation.

1977 – Je rejoins l’ESO à Genève, 3 années comme fellow, recruté par le directeur L. Woltjer. Trois années magnifiques au cours desquelles je poursuis mes recherches, découvre d’autres chercheurs, et jouis d’un mode de vie très riche. Nous vivons dans le Jura coté France (Sergy) et jouissons de la proximité du CERN, de la ville de Genève et de sa vie culturelle, des montagnes et du lac. Puis je rejoins l’Institut d’Astrophysique de Paris, à la demande de Jean Audouze, en 1981.  Je soutiens ma thèse sur l’Hélium Primordial.

1982 – Je demande à rentrer au CNRS (échange de poste Université P7 vers le CNRS). Cet échange fut une opportunité unique, fruit de l’ouverture découle de la venue de la gauche au pouvoir, mais cette pste s’est trie aussi vite qu’elle s’est offerte. Chaque institution s’est rapidement refermée sur elle-même.

Mon travail de recherche avec Wallace Sargent à Caltech (1976-77) fut effectuée dans le but de déterminer “l’hélium primordial” à partir de l’observation spectroscopique des “galaxies naines bleues”. Pour mener à bien ce travail, j’ai conduit les premiers « grands relevés » pour trouver de nouvelles galaxies bleues de propriétés extrêmes au sens ou je souhaitais découvrir celles dont l’évolution avait été particulièrement lente. J’ai, lors de ces campagnes, découvert fortuitement de nouveaux QSOs, ce qui m’a conduit à aborder ce thème et élargir mes centres d’intérêt.

Mon travail sur ces galaxies qui sont également déficientes en éléments lourds (peu d’oxygène, de carbone etc..) a fait l’objet d’une reconnaissance internationale et a motivé un article de synthèse ` The Most Metal-Poor Galaxies’’ en 2000, que j’ai co-écit avec Göran Östlin venu deux années à l’IAP dans une position post-doctorale. Article amplement cité.

Depuis 1982- L’axe principal de mes recherches a été de caractériser les processus de formation des étoiles dans les galaxies les moins évoluées, donc proches des conditions initiales, c.a.d. où le gaz est pauvre en éléments lourds et contenant peu d’étoiles mais beaucoup de gaz. Ces choix m’ont conduit à étudier les galaxies bleues, la plupart de ces galaxies pouvant êtres étudiées en détail dans l’Univers local. Leur compréhension permet de mieux fonder les stratégies de recherche et d‘analyse des galaxies à grand décalage spectral afin d’interpréter les observations sur l’univers lointain.

Dans cet esprit, j’ai construit des programmes d’observation en fonction des phénomènes physiques recherchés et non en fonction d’un expertise observationnelle limitée à un instrument ou un domaine spectral. C’est ainsi que j’ai pu mener à bien des observations dans de nombreuses fenêtres électromagnétiques (depuis la radio jusqu’à l’UV et l’X).

Cette démarche est maintenant en phase avec l’astrophysique contemporaine, mais l’était moins dans les années 80 (en tous cas en France).

J’ai très tôt encadré des jeunes chercheurs, depuis le master jusqu’à la thèse. Mes collaborations internationales ont été une grande priorité dans mon travail, ce qui m’a permis d’encadrer également quelques chercheurs étrangers en co-tutelle ou d’accepter des post-docs (Arménie, Espagne, Mexique, Suède).

Soucieux de faire connaitre mes résultats, diffuser les résultats scientifiques et contribuer à faire connaître l’IAP, j’ai organisé de nombreux colloques internationaux (4 à l’IAP, ou j’ai inauguré la première conférence internationale en 1985 sur le thème “Star-Forming Dwarf Galaxies”; 2 en Arménie, 1 au Mexique), de nombreux ateliers et des forums dans le cadre de la SF2A lorsque j’étais secrétaire général (avec Jean Audouze, président) en particulier le premier forum sur le Very Large Telescope de l’ESO. C’est avec J. Audouze que nous avons crée le prix de la SF2A. Les colloques scientifiques de l’IAP sont devenus pérennes.

PRINCIPALES CONTRIBUTIONS A LA RECHERCHE

Sujets principaux abordés: Galaxies naines à flambées de formation d’étoiles (« starburst », QSOs, AGNs, Etoiles chaudes et massives et étoiles Wolf-Rayet, Milieu Interstellaire, Rayonnement Lyman alpha dans les galaxies proches et distantes. Taux de Supernovae, leurs progénitrices, et leurs galaxies hôtes.
Galaxies naines : détermination de l’hélium primordial (Yp), étude des « starburst »:

La valeur Yp que nous avons trouvée à l’époque en utilisant des récepteurs nouveaux (comptage de photons à Las Campanas) et plus élevée que celle publiée alors, est bien acceptée aujourd’hui (avec de meilleures données encore). La recherche de galaxies plus déficientes en métaux fut infructueuse, mais comme souvent en science, a contribué à poser une autre question, celle du seuil de métallicité que les relevés espéraient d’atteindre et des raisons pour lesquelles aucune galaxie extrême n’a jamais été trouvée. Nous avons avancé l’hypothèse de l’auto-pollution, hypothèse qui fut testée avec les satellites FUSE et HST par la mesure de l’abondance des éléments lourds dans le gaz neutre (HI) comme je l’explique plus loin.

Les études de ces galaxies se sont poursuivies en imagerie également afin de comprendre si ces objets sont “jeunes “. Nous avons ainsi obtenu les premières images CCD de ce type d’objet (Canada France Hawaïi Telescope). Il est maintenant clair que ces galaxies ne sont pas “jeunes”.

Composition en éléments lourds (C, O, Ne, N etc…) dans le gaz neutre (HI):

En 1994, des observations faites avec le HST puis avec FUSE ont révélé une différence dans la composition en éléments lourds du gaz HI comparée à celle du gaz HII dans les galaxies riches en gaz ou dans les régions ionisées (HII) géantes. Ce problème a été au cœur de la thèse de Vianney Lebouteiller alors mon étudiant (aujourd’hui au CNRS). Les éléments lourds tendraient à rester confinés en grande partie dans la région HII avant de migrer dans le HI. Cette hypothèse d’autopollution proposée avec W. Sargent a servi de fil rouge aux thèses de François Legrand et Vianney Lebouteiller.

Galaxies dites de « WR »:
Je fus le premier à souligner l’importance des étoiles WR dans les galaxies à flambées de formation d’étoiles pour mieux cerner le mode de formation des étoiles massives (« burst » ou « formation continue », et pour l’évolution de ce type d’étoiles (relation vent et métaux etc.). Depuis ce travail, qui date de 1981, ces galaxies que l’on nomme aujourd’hui « WR galaxies » sont devenues un sujet d’étude en soi et les colloques internationaux incluent maintenant des sessions entièrement dédiées à cet aspect.

Relations AGN starburst:

Mon intérêt pour le phénomène starburst et les WR comme outil pour contraindre les phénomènes starburst m’ont conduit a considérer le problème sous l’angle de la relation AGN-starburst.

J’ai organisé une conférence-école sur ce thème durant un mois à INAOE (Puebla-Mexico) avec Itziar Aretxaga and Guillermo Tenorio-Tagle. Mon étudiant Benoit Joguet a soutenu sa thèse sur le lien entre les AGN et les épisodes violents de formation d’étoiles massives.

SNe :

L’étude des étoiles massives dans les galaxies starburst m’a conduit à examiner le rôle des SN et leur origine (galaxies hôtes et progéniteurs) à travers notre collaboration avec les chercheurs arméniens. Cette collaboration perdure et est un thème pour lequel Artur Hakobyan tente de constituer un groupe de recherche solide en Arménie.

La raie Lyman alpha (Lya) en émission dans les galaxies :

La raie de Lyman alpha (Lya) est d’une importance cruciale en astronomie et particulièrement en cosmologie. L’affaire date des années 1970, lorsqu’un calcul a montré qu’en principe, les galaxies primordiales devaient émettre 10 % de leur luminosité totale dans cette raie! Malheureusement cette raie est une raie de résonance et les problèmes de transfert dans un milieu neutre sont importants. Son étude permet de cerner les liens entre le milieu interstellaire et les étoiles de grande masse. Nous avons montré par des observations spectroscopiques, autour de la raie Lya, effectuées avec le HST (instruments GHRS, STIS) que la cinématique du gaz HI joue un rôle très important. En 1994, j’ai pu initier le projet de détecter par l’imagerie l’émission Lya avec le HST, dès la mise en service de la caméra ACS, avec plus de 30 orbites obtenues, pour observer des galaxies proches. Ce fut une première. Les résultats ont donné les premières images Lya de galaxies proches avec une résolution sans précédent, permettant de cerner le rôle des étoiles de grande masse et de la poussière dans le transfert de cette raie de résonance !

La diffusion résonnante au sein du milieu neutre a été mise en évidence par la détection de grands halos Lya dans ces galaxies proches riches en étoiles massives et en gaz. La porosité du milieu interstellaire et la poussière jouent aussi un rôle comme l’a montré précisément Hakim Atek, (alors mon étudiant), par son étude du phénomène à petite échelle, étude rendue possible grâce à l’excellente résolution du HST.

Nos récents travaux sur les émetteurs Lya révélés par le satellite GALEX et pour lesquels nous avons effectué en 2008 un suivi spectroscopique avec le NTT de l’ESO a permis d’estimer la fraction de photons Lyman alpha qui s’échappent des galaxies, estimation fort utile pour les modèles cosmologiques.

Nos études ont permis de mesurer pour la première fois, le taux cosmique de formation des étoiles, de contraindre la période de la ré-ionisation, d’estimer la fonction de luminosité des galaxies primordiales à grand z et donner la courbe de l’évolution de la fraction de photons Lya qui s’échappent en fonction de la distance (z). Depuis ces dernières années, je suis maintenant membre de ce groupe de 20 chercheurs environ, disséminés dans le monde et qui a étendu ce travail à un échantillon plus vaste encore et statistiquement complet eLARS (voir l’ensemble des articles publiés depuis 2005).

Nos travaux multi-longueur d’onde sur ces objets regroupent de nombreuses expertises (théoriciens, observateurs en optique, radio, UV, X , techniques IFU etc..)

AUDIENCE INTERNATIONALE

J’ai été amené à organiser plusieurs colloques ou ateliers. En particulier, je fus initiateur des colloques de l’IAP dès 1985 (Star-Forming Dwarf Galaxies) et organisateur d’un colloque-atelier sur les AGN à Puebla au Mexique en 2000 qui a duré plus d’un mois. J’ai été invité à de nombreuses reprises à donner des revues invitées et récemment des cours en Chine (Nankin) et dans une école pour jeunes astronomes dans le cadre de l’UAI en Arménie (2006, 2008, 2010, et 2016).

Plus récemment:

– octobre 2007 : un atelier à l’IAP que j’ai organisé dès l’arrivée d’Hakim Atek, mon étudiant à l’IAP

– octobre 2008 : un atelier co- organisé à Heidelberg par K. Nilsson,

– novembre 2008 : conférencier invité lors d’une conférence internationale en mémoire de Victor Ambartsumian

– juillet 2009 : The Lyman Alpha Universe organisé dans le cadre du XXV colloque annuel de l’IAP. J’en étais l’initiateur et le principal organisateur avec D. Schaerer. Nous avons reçu 160 chercheurs lors d’une semaine fructueuse et animée. Les Comptes-Rendus peuvent êtres consultés sur le site : http://www.iap.fr/col2009/

– février 2010: atelier sur les galaxies de WR organisé à l’IAP.

– janvier 2011: atelier sur les projets HST acceptés, autour des galaxies Lyman alpha.

– 2014, 2016, 2017 : ateliers Lyman alpha à l’IAP pour le groupe LARS

J’ai été de nombreuses fois invité comme visiteur dans des universités ou laboratoires de recherche: ESO (Chili), ESO Munich (A), Caltech, INAOE- Puebla (Mexique), Columbia University (USA), STSCi Baltimore (USA), Nankin (Chine), Byurakan Astronomical Observatory (Arménie) , Univ. de Prague (Tchequie), Madrid, Grenade (Espagne), IoA Cambridge (UK).

COLLABORATIONS:

Principaux collaborateurs (et souvent amis)

  • Chili – Mexique: Jorge Melnick (Chili), Elena et Roberto Terlevich (Mexique)
  • Californie: W.L.W Sargent
  • Arménie: A. Petrosian, A. Hakobyan
  • La liste complète de mes publications scientifiques se trouve ici

MES PRINCIPALES CONTRIBUTIONS A LA DIFFUSION DES CONNAISSANCES

Elles sont largement décrites dans la page WIKIPEDIA qui m’est consacrée.
Il est vrai que j’ai très tôt milité pour une reconnaissance des activités des chercheurs en vulgarisation scientifique. Ce fut particulièrement vrai lorsque en 1991, je décidais de suspendre pour un temps mes activités de recherche afin d’examiner la place prise parla diffusion des connaissances par l’ensemble des chercheurs, toutes disciplines confondues. Lorsque je rejoins le Ministère de la Recherche et de la Technologie, j’effectue un rapport sur « La place du chercheur dans la vulgarisation scientifique » à la demande d’Hubert Curien, alors ministre. La loi d’orientation et de programmation pour la recherche et le développement technologique de la France de 1982 (LOP) explicitait le rôle du chercheur dans la diffusion et la valorisation de l’information scientifique et technique. Mon rapport décrit comment cette mission fut mise en application par les chercheurs. Il suggèrait des options pour intégrer la culture scientifique dans la politique scientifique des laboratoires et proposait de mieux prendre en compte ces activités dans la carrière des chercheurs.

Durant cette période je fus l’initiateur de l’émission de télévision publique La Nuit des étoiles au début des années 1990 et fut également été impliqué dans plusieurs autres manifestations scientifiques à destination du grand public.

De retour à l’Institut d’Astrophysique de Paris en 1992, je n’ai eu de cesse de proposer des actions de diffusion des connaissances en m’appuyant sur l’écriture (livres, chroniques, articles), les conférences publiques, les interventions à la radio ou la télévision, et des vecteurs multimédias (planétarium, film 3D, expositions), débats art-science.

En 2019, J’ai été récompensé pour l’ensemble de mon activité de vulgarisation par le Prix Germaine et André Lequeux, qui me fut décerné par l’Académie des Sciences.

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