![](https://fr.u-paris.fr/sites/default/files/luth_recherche_0.jpg)
Laboratoire Univers et Théories
Présentation
Le Laboratoire Univers et Théories (LUTH) est une unité mixte de recherche (UMR 8102) du CNRS, de l’Observatoire de Paris et de l’Université de Paris. Le laboratoire regroupe une cinquantaine de personnes dont une petite moitié de chercheurs statutaires (CNRS, Universités, CNAP). L’activité scientifique du laboratoire se concentre essentiellement sur l’étude théorique des systèmes astrophysiques et sur leur modélisation. Une part des activités concerne également le traitement des données des observations à hautes énergies.
Le LUTH est actuellement organisé autour de trois thématiques. Le groupe Cosmologie étudie la formation des grandes structures de l’Univers et en particulier l’influence de la matière noire sur ce processus. L’équipe Phénomènes aux hautes énergies se consacre à la modélisation et à l’observation de objets comme les pulsars ou les noyaux actifs de galaxies. Une partie des activités concerne également la préparation des futurs instruments et la gestion des bases de données liées aux observations. La thématique Relativité et Objets Compacts se propose de travailler sur les différentes situations astrophysiques où la gravité est intense et décrite par la théorie d’Einstein. On pense principalement aux supernovae, aux étoiles à neutrons et aux trous noirs.
Par la diversité des sujets abordés, le LUTH est un laboratoire faisant la part belle à la pluridisciplinarité. Il regroupe des chercheurs aux profils variés venant de l’astronomie, de la physique théorique ou encore de la physique nucléaire. Cette richesse est illustrée par le fait que le laboratoire soit rattaché à trois instituts du CNRS (INSU, INP et IN2P3).
Le laboratoire a une forte composante numérique. Il s’agit non seulement de réaliser des simulations ou des calculs par l’outil informatique mais également de développer des outils performants, le plus souvent mis à la disposition de la communauté scientifique. Cette tâche bénéficie du soutien de l’équipe informatique du laboratoire qui comprend des ingénieurs spécialisés dans ce domaine.
Le LUTH, tout en étant fidèle à son ADN de laboratoire dédié à la modélisation et à la théorie, n’est pas déconnecté des grandes avancées observationnelles de l’astrophysique. Ses membres sont actifs dans de nombreux projets sol ou spatial, aussi bien dans les phases de préparation que d’exploitation des données. Ces activités peuvent prendre la forme de participation officielles aux projets (CTA, Euclid, HESS, LISA) ou d’échanges scientifiques moins formels (Gravity, Planck, PTA, SKA, Virgo...)
L’enseignement et la formation par la recherche font partie intégrante des missions de LUTH. Les chercheurs sont impliqués dans l’enseignement de leur spécialités à presque tous les niveaux des cursus universitaires ou des grandes écoles. Une dizaine de doctorants effectuent leur thèse au sein du laboratoire.
Les chercheurs du LUTH sont conscients de l’importance de la diffusion de la connaissance scientifique en direction du grand public. Cela peut prendre la forme de rencontres avec des scolaires, de participation à des conférences, en passant par des interventions dans les médias pour commenter les nouvelles scientifiques du moment.
Thèmes de recherche
Phénomènes aux Hautes Energies (Equipe PHE)
L’équipe PHE se consacre à l’étude des sources astrophysiques aux hautes énergies et de la physique des milieux moléculaires hors équilibre thermodynamique.
Relativité et Objets Compacts (Equipe ROC)
Les thèmes de recherche de l'équipe ROC concernent la théorie et les tests de la gravitation, les ondes gravitationnelles, la formation et les propriétés des astres compacts (étoiles à neutrons, trous noirs). Le développement d'outils numériques ouverts et originaux y tient une place importante.
Cosmologie : structures et origines (Equipe COS)
L'activité de l'équipe COS couvre plusieurs sujets de recherche en cosmologie parmi lesquels l'étude de l'Energie Noire et ses empreintes sur la formation et évolution des grandes structures cosmiques, travaux qui sont réalisé à l'aide de simulations numériques a haute-performance.
[hal-02192570] Prospects for Cherenkov Telescope Array Observations of the Young Supernova Remnant RX J1713.7−3946
Date: 31 Oct 2023 - 15:57
Desc: We perform simulations for future Cherenkov Telescope Array (CTA) observations of RX J1713.7−3946, a young supernova remnant (SNR) and one of the brightest sources ever discovered in very high energy (VHE) gamma rays. Special attention is paid to exploring possible spatial (anti)correlations of gamma rays with emission at other wavelengths, in particular X-rays and CO/H i emission. We present a series of simulated images of RX J1713.7−3946 for CTA based on a set of observationally motivated models for the gamma-ray emission. In these models, VHE gamma rays produced by high-energy electrons are assumed to trace the nonthermal X-ray emission observed by XMM-Newton, whereas those originating from relativistic protons delineate the local gas distributions. The local atomic and molecular gas distributions are deduced by the NANTEN team from CO and H i observations. Our primary goal is to show how one can distinguish the emission mechanism(s) of the gamma rays (i.e., hadronic versus leptonic, or a mixture of the two) through information provided by their spatial distribution, spectra, and time variation. This work is the first attempt to quantitatively evaluate the capabilities of CTA to achieve various proposed scientific goals by observing this important cosmic particle accelerator.
[hal-01554673] On the black hole mass of the $\gamma$-ray emitting narrow-line Seyfert 1 galaxy 1H 0323+342
Date: 3 Jul 2017 - 19:10
Desc: Narrow-line Seyfert 1 galaxies have been identified by the Fermi Gamma-Ray Space Telescope as a rare class of γ-ray emitting active galactic nuclei. The lowest redshift candidate among them is the source 1H 0323+342. Here we present quasi-simultaneous Gemini near-infrared and Keck optical spectroscopy for it, from which we derive a black hole mass based on both the broad Balmer and Paschen emission lines. We supplement these observations with a Nuclear Spectroscopic Telescope Array X-ray spectrum taken about two years earlier, from which we constrain the black hole mass based on the short time-scale spectral variability. Our multiwavelength observations suggest a black hole mass of ∼2 × 10^7 M_⊙, which agrees well with previous estimates. We build the spectral energy distribution and show that it is dominated by the thermal and reprocessed emission from the accretion disc rather than the non-thermal jet component. A detailed spectral fitting with the energy-conserving accretion disc model of Done et al. constrains the Eddington ratio to L/L_Edd ∼ 0.5 for a (non-rotating) Schwarzschild black hole and to L/L_Edd ∼ 1 for a Kerr black hole with dimensionless spin of a^⋆ = 0.8. Higher spin values and so higher Eddington ratios are excluded, since they would strongly overpredict the observed soft X-ray flux.
[hal-01053951] Direct laser-driven ramp compression studies of iron: A first step toward the reproduction of planetary core conditions
Date: 4 Aug 2014 - 15:37
Desc: The study of iron under quasi-isentropic compression using high energy lasers, might allow to understand its thermodynamical properties, in particular its melting line in conditions of pressure and temperature relevant to Earth-like planetary cores (330e1500 GPa, 5000e8000 K). However, the iron alphaepsilon solidesolid phase transition at 13 GPa favors shock formation during the quasi-isentropic compression process which can depart from the appropriate thermodynamical path. Understanding this shock formation mechanism is a key issue for being able to reproduce Earth-like planetary core conditions in the laboratory by ramp compression. In this article, we will present recent results of direct laser-driven quasi-isentropic compression experiments on iron samples obtained on the LULI 2000 and LIL laser facilities
[hal-02482577] Probing iron at Super-Earth core conditions
Date: 18 Feb 2020 - 10:40
Desc: In this paper, we report on the quasi-isentropic compression of an iron sample using ramp shaped laser irradiation. This technique allows us to quasi-isentropically compress iron up to 700 GPa and 8500 K. To our knowledge, these data are the highest pressures reached on iron in off-Hugoniot conditions and the closest to the thermodynamic states thought to exist in Earth-like planetary cores. The experiment was performed on the Ligne d'Intégration laser facility at CESTA, Bordeaux, France.
[hal-02357138] Gas morphology and energetics at the surface of PDRs: New insights with Herschel observations of NGC 7023
Date: 9 Nov 2019 - 14:32
Desc: [...]
Autres contacts
Section de Meudon
Bâtiment du LAM (n°18)
5, place Jules Janssen
92190 MEUDON CEDEX