David Chemaly

Université de Montréal

Bien que moins massifs de plusieurs ordres de grandeur, les trous noirs supermassifs (TSM) ont un impact profond sur leur galaxie hôte. Cet effet est illustré par diverses relations, la plus notable étant la relation M-sigma, qui montre que la masse d'un TSM est directement proportionnelle à celle de sa galaxie hôte. Bien que cette corrélation soit connue, la communauté scientifique n'en a pas encore identifié la cause. L'une des principales hypothèses est la coévolution au cours du temps cosmique du TSM et de sa galaxie hôte.

Sachant que la lumière a une vitesse finie, plus un objet est observé loin, plus on le regarde loin dans le temps. Par conséquent, mesurer la masse d'un SMBH à grande distance nous permettrait d'étudier l'état de l'Univers à un âge plus jeune et de confirmer ou d'infirmer l'existence d'une coévolution. Malheureusement, mesurer la masse d'un SMBH nécessite une résolution spatiale extrêmement élevée, que même nos télescopes les plus performants ne peuvent atteindre à ces distances élevées. Heureusement, une solution pour surmonter cette limitation consiste à observer les SMBH à travers des lentilles gravitationnelles. Au prix d'une forte distorsion du SMBH observé, ces lentilles cosmiques l'amplifient.

Mon travail consiste à entraîner un réseau neuronal convolutif (CNN) capable de mesurer la masse des SMBH à des distances plus élevées en utilisant le grossissement de la lentille gravitationnelle. Un tel outil nous permettra de mieux comprendre l'évolution des SMBH, des galaxies et, plus largement, de notre Univers à travers le temps cosmique.

Example of a galaxy-galaxy strong cosmic lens. The luminous red galaxy (center of the image) has gravitationally lensed a much further blue galaxy (blue wrap). The alignment between these galaxies is so precise that the background galaxy got distorted into a horseshoe. Credit: ESA/Hubble & NASA.