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Sciences naturelles et génie; Génie; Sciences pures; Sciences appliquées

Centre de recherche en astrophysique du Québec

Centre institutionnel Faculté des arts et des sciences
Département de physique
Autres numéros : 514 343-6111 #3195 (Information) 514 343-2071 (Télécopieur)
Autre courriel : info@craq-astro.ca (Autre courriel)

Médias

L'Observatoire du Mont-Mégantic

Pôle d’innovation technologique de calibre mondial, l’OMM poursuit depuis 1978 une mission de recherche de pointe en astronomie, ainsi que de formation et de promotion de l’astronomie auprès du grand public. - Crédit : CRAQ

Pôle d’innovation technologique de calibre mondial, l’OMM poursuit depuis 1978 une mission de recherche de pointe en astronomie, ainsi que de formation et de promotion de l’astronomie auprès du grand public.

FRB 121102

Pour la première fois, des astronomes ont repéré la galaxie hôte d’un sursaut radio rapide (SRR). Les scientifiques disposent ainsi d’un élément de plus pour déterminer la cause de ces ondes radioélectriques puissantes, mais fugaces. Ces impulsions de quelques millisecondes seulement intriguent les astrophysiciens depuis leur découverte, il y a une dizaine d’années. - Crédit : Gemini Observatory

Pour la première fois, des astronomes ont repéré la galaxie hôte d’un sursaut radio rapide (SRR). Les scientifiques disposent ainsi d’un élément de plus pour déterminer la cause de ces ondes radioélectriques puissantes, mais fugaces. Ces impulsions de quelques millisecondes seulement intriguent les astrophysiciens depuis leur découverte, il y a une dizaine d’années.

Observatoire européen austral au Chili

Trois des télescopes de 1,8 m du Very Large Telescope Interferometer de l’Observatoire européen austral au Chili. - Crédit: Gerd Weigelt

Trois des télescopes de 1,8 m du Very Large Telescope Interferometer de l’Observatoire européen austral au Chili.

Constellation d’Orion: le battement de cœur de l’étoile Iota Orionis

Des chercheurs découvrent le plus grand battement de cœur stellaire grâce au plus petit télescope spatial. - CRÉDIT : ILLUSTRATION DE DANIELLE FUTSELAAR.

Des chercheurs découvrent le plus grand battement de cœur stellaire grâce au plus petit télescope spatial.

Illustration d'artiste d'une exo-comète tombant sur une naine blanche

Des scientifiques ont été témoins pour la première fois de la désagrégation d’un objet de composition semblable à une comète et de son plongeon dans l’atmosphère de son étoile, une naine blanche. - Crédit : NASA

Des scientifiques ont été témoins pour la première fois de la désagrégation d’un objet de composition semblable à une comète et de son plongeon dans l’atmosphère de son étoile, une naine blanche.

Robert Lamontagne et Marie-Eve Naud, astrophysiciens au CRAQ

Robert Lamontagne et Marie-Eve Naud discutent de la découverte récente d’un système planétaire, formé de sept planètes semblables à la Terre, autour de l’étoile TRAPPIST-1 dans le cadre de l’émission « Tout le monde en parle » du 26 février 2017. Les astrophysiciens répondent aux questions de l’animateur et de ses invités.

Robert Lamontagne et Marie-Eve Naud discutent de la découverte récente d’un système planétaire, formé de sept planètes semblables à la Terre, autour de l’étoile TRAPPIST-1 dans le cadre de l’émission « Tout le monde en parle » du 26 février 2017. Les astrophysiciens répondent aux questions de l’animateur et de ses invités.

Institut de recherche sur les exoplanètes (iREx)

L’iREx, a été mis sur pied à l’initiative de la Faculté des arts et des sciences de l’UdeM et compte actuellement plus d’une vingtaine de chercheurs. À maturité, on prévoit en recruter jusqu’à 50. Les chercheurs de l’IREx travaillent en étroite collaboration avec leurs collègues de l’Université McGill, ayant pour objectif de faire de la métropole un pôle mondial de la recherche sur les exoplanètes.

L’iREx, a été mis sur pied à l’initiative de la Faculté des arts et des sciences de l’UdeM et compte actuellement plus d’une vingtaine de chercheurs. À maturité, on prévoit en recruter jusqu’à 50. Les chercheurs de l’IREx travaillent en étroite collaboration avec leurs collègues de l’Université McGill, ayant pour objectif de faire de la métropole un pôle mondial de la recherche sur les exoplanètes.

Les nouvelles planètes de Gilles Fontaine

Deux planètes à 3900 années lumières de la Terre à l'extérieur de notre système solaire.

Les astrophysiciens Robert Lamontagne et Marie-Eve Naud sur la découverte de 7 exoplanètes à TLMEP

La découverte de sept exoplanètes, dont trois auraient des températures rendant la présence d’eau liquide possible, met des étoiles dans les yeux des astrophysiciens Robert Lamontagne et Marie-Eve Naud. Ce n’est pas demain qu’on pourra mettre le pied sur ces planètes, puisqu’il faudrait environ 600 000 ans pour les atteindre.

Portrait

À propos

Le Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ) regroupe tous les astrophysiciens du Québec. Près de 150 personnes, dont une cinquantaine de chercheurs et leurs étudiants provenant de l’Université de Montréal, de McGill University, de l’Université Laval, de Bishop’s University, du Cégep de Sherbrooke et de quelques autres établissements collaborateurs font partie du regroupement. Le CRAQ est sous la codirection de Pierre Bergeron de l’Université de Montréal et de Kenneth J. Ragan de McGill University. Le CRAQ est un des regroupements stratégiques financés par Le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT).

Les objectifs du CRAQ sont d’assurer l’excellence de la recherche en astrophysique au Québec et de promouvoir son rayonnement tant au niveau national, international, industriel, qu’au niveau de la société québécoise. Pour ce faire, le CRAQ supervise la mise en commun de ressources matérielles et financières pour ses membres, favorise les collaborations scientifiques et technologiques, distribue un enseignement supérieur et une formation avancée aux étudiants, et contribue à l’implantation de ce champ de connaissance dans la culture québécoise.

Les astrophysiciens québécois sont des chefs de file dans plusieurs domaines de recherche théorique et expérimentale. Le CRAQ constitue ainsi un pôle unique au Québec de chercheurs en astrophysique dont les expertises variées et complémentaires, axées sur l’excellence, leur permettent d’être innovateurs, créatifs et compétitifs dans plusieurs domaines scientifiques, offrant ainsi aux étudiants des cycles supérieurs un éventail important de sujets en recherche fondamentale et appliquée.

Affiliations

Unités de recherche

  • Observatoire du Mont Mégantic

Établissements universitaires

  • Université Bishop’s/Bishop’s University
  • Université Laval
  • Université McGill/McGill University
  • Université de Montréal

Organismes partenaires

  • Planétarium Rio Tinto Alcan
  • Institut de recherche sur les exoplanètes
  • Cosmodôme
  • Cégep de Sherbrooke

Adresses

Localisation sur le campus UdeM

Roger-Gaudry, local D-428

Équipe

Responsables

À l’Université de Montréal

Externes

Membres

À l’Université de Montréal

Gilles Fontaine (Membre régulier)
Claude Carignan (Membre associé)
Pierre Bastien (Membre régulier)
Anthony F. J. Moffat (Membre régulier)
Alain Vincent (Membre associé)
Georges Michaud (Membre associé)
Serge Demers (Membre associé)
René Doyon (Membre régulier)
Olivier Hernandez (Membre associé)
Daniel Nadeau (Membre associé)
Nicole St-Louis (Membre régulier)
Paul Charbonneau (Membre régulier)
Julie Hlavacek-Larrondo (Membre régulier)
David Lafrenière (Membre régulier)
Andrew Cumming (Membre régulier)
Jason Rowe (Membre associé)
Lison Malo (Membre associé)
Pierre Brassard (Membre associé)
Jacques Richer (Membre associé)

Externes

David Scott Hanna (Membre régulier)
Victoria Kaspi (Membre régulier)
Robert Rutledge (Membre associé)
Matthew Dobbs (Membre régulier)
tracy Webb (Membre régulier)
Lorne Archie Nelson (Membre régulier)
Martin Aube (Membre régulier)
Laurent Drissen (Membre régulier)
Laurent Drissen (Membre régulier)
Gilles Joncas (Membre régulier)
Gilles Joncas (Membre régulier)
Serge Pineault (Membre associé)
Carmelle Robert (Membre régulier)
Carmelle Robert (Membre régulier)
Hugo Martel (Membre régulier)
Simon Thibault (Membre régulier)
Simon Thibault (Membre régulier)
Ermanno F. Borra (Membre associé)
Adam Gilbert (Membre associé)
Oscar Hernandez (Membre associé)
Sylvain Turcotte (Membre associé)
Kelsey Hoffman (Membre associé)
Jean-René Roy (Membre associé)
Louis Asselin (Membre associé)
Pierre Chastenay (Membre associé)
Kelly Lepo (Membre associé)
Ben Zitzer (Membre associé)
Nicolas Cowan (Membre régulier)
Nicolas Cowan (Membre régulier)
Daryl Haggard (Membre régulier)

Membres du personnel

  • Luc Turbide - Responsable du support informatique
  • Marie-Eve Naud - Coordonnatrice

Expertise

Description de l’expertise

La mission du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ) est d’assurer une recherche scientifique de pointe dans le domaine de l’astronomie et de l’astrophysique au Québec, et de faire rayonner l’astronomie québécoise sur la scène mondiale. Pour ce faire, les chercheurs du CRAQ se sont rassemblés autour d’une thématique commune afin de se donner une vision d’ensemble pour « Comprendre l’Univers ».

Pour mener à bien cette tâche colossale nous nous intéressons tout autant aux processus astrophysiques microscopiques qu’à la formation des grandes structures dans l’Univers. Le CRAQ couvre ainsi les grands axes de recherche de l’astrophysique moderne, autant du point de vue théorique qu’observationnel: l’astrophysique stellaire (naines blanches, étoiles à neutrons, étoiles massives, systèmes binaires, physique solaire), les naines brunes et les planètes extrasolaires, l’astronomie galactique et extragalactique (milieu interstellaire, formation stellaire, trou noir super massif, évolution des galaxies) et la cosmologie (matière sombre, formation des grandes structures dans l’Univers).

Les travaux de chercheurs du CRAQ s’articulent autour des thèmes suivants :

Axes de recherche

Formation, structure, évolution et mort des étoiles

Cet axe de recherche porte sur l’étude des étoiles, tant du point de vue théorique à l’aide de modèles calculés sur des supers ordinateurs, que du point de vue observationnel où nous utilisons des données obtenues à l’aide d’une panoplie de télescopes au sol et dans l’espace, dans tous les domaines de longueur d’onde. Nous nous intéressons à plusieurs étapes de l’évolution stellaire, allant du processus de formation des étoiles jusqu’à leur mort sous la forme de naines blanches, d’étoiles à neutrons et de trous noirs stellaires. Le CRAQ représente un pôle majeur de l’astrophysique stellaire au Canada.

Physique solaire

Le cycle d’activité magnétique du Soleil fournit l’énergie et module la fréquence de tous les phénomènes éruptifs ayant des impacts sur la Terre, que ce soit au niveau de la météo spatiale, des dommages aux infrastructures technologiques, ou de l’influence sur les variations à long terme du climat. Les travaux de recherche du groupe visent à améliorer notre compréhension des mécanismes physiques à l’origine des importantes fluctuations observées dans l’amplitude et la durée de ce cycle d’activité. Nos approches novatrices dans l’étude des effets structurants du champ magnétique solaire permettent maintenant d’envisager le couplage des modèles du cycle d’activité à ceux décrivant les variations de l’irradiance spectrale et de la luminosité solaire au cours du cycle d’activité, étape essentielle dans le but de mieux comprendre le rôle possible de l’activité solaire sur l’évolution du climat terrestre à long terme.

Exoplanètes et naines brunes

Plusieurs milliers de planètes extrasolaires ont été identifiées à ce jour. Ces découvertes nous ont révélé la diversité des systèmes planétaires. Des propriétés statistiques intéressantes émergent et devraient contribuer à notre compréhension des mécanismes de formation de ces systèmes. De même, de nombreuses naines brunes découvertes dans le voisinage solaire partagent plusieurs caractéristiques avec les planètes géantes récemment imagées et permettent de mieux comprendre ces dernières. Par le développement d’instruments astronomiques dans le domaine infrarouge, les astronomes du CRAQ sont à la recherche active de nouvelles planètes extrasolaires (ou exoplanètes) et de nouvelles naines brunes, dans le but de mieux établir les propriétés statistiques de ces objets sous-stellaires.

Physique du milieu interstellaire

Le milieu interstellaire est constitué de trois états gazeux (ions, atomes et molécules), d’une composante solide (grains de poussière) et de rayonnement. Toutes ces composantes sont en interrelations étroites et en constante évolution. Les étoiles, sources principales du rayonnement, se forment à partir de ce milieu, évoluent et meurent en y retournant des éléments chimiques plus lourds et en y ajoutant une énergie mécanique souvent importante. Le tout forme un vaste cycle évolutif, imbriqué, qui assure le développement d’une galaxie. De par la nature variée du milieu interstellaire, notre approche couvre, du point de vue des observations, une large étendue de longueurs d’onde, du visible au centimétrique.

Structure stellaire et gazeuse, dynamique et évolution des galaxies

Ce thème regroupe les recherches portant sur l’étude des étoiles avec celles sur la physique du milieu interstellaire afin de comprendre la formation et l’évolution des galaxies, que ce soit la nôtre (la Voie lactée) ou les autres galaxies dans l’Univers. Nous tentons ici de mieux comprendre l’interaction entre les différentes échelles d’organisation de la matière dans les galaxies et entre les galaxies, incluant la matière sombre qui constitue de 50 à 90% de la masse totale des galaxies, afin d’apporter de nouvelles contraintes dans l’étude de l’origine et de l’évolution des galaxies. Notre approche est autant observationnelle, impliquant de nombreux instruments que nous développons au sein du Centre, que théorique avec nos simulations numériques.

Astrophysique des hautes énergies

Nous étudions l’origine des rayons cosmiques et des rayons gammas de haute énergie grâce à l’analyse du rayonnement Cherenkov (créé par l’interaction des rayons cosmiques avec l’atmosphère terrestre) reçu au sol. Les chercheurs du CRAQ tentent de confirmer que ce rayonnement provient principalement des galaxies à noyau actif, possiblement les objets les plus énergétiques de l’Univers. Les chercheurs se servent entre autres des résultats obtenus à partir du projet VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System). Nous nous intéressons également à l’étude des objets les plus extrêmes de l’Univers dont les étoiles à neutrons et les trous noirs. Nous menons, entres autres, plusieurs projets de recherche sur les trous noirs supermassifs, incluant celui qui se trouve au centre de notre Galaxie. Afin d’atteindre ces objectifs, nous utilisons des données de plusieurs grands télescopes incluant Chandra, NuSTAR et le Very Large Array (VLA).

Cosmologie

Les chercheurs du CRAQ s’intéressent à l’étude de l’organisation de la matière à grande échelle dans l’Univers. Du point de vue des observations, nous contribuons à des expériences telles que le projet du South Pole Telescope et le nouveau télescope CHIME à grand champ afin de mesurer les distorsions dans le rayonnement fossile cosmologique qui provient des amas de galaxies. Ces expériences permettent de mesurer avec grande précision le taux d’expansion de l’Univers de même que l’importance du rôle qu’y joue l’énergie sombre. Nous développons aussi des modèles théoriques semi-analytiques, et des techniques de visualisation pour des projets spécifiques telles que la formation et l’évolution d’amas de galaxies ainsi que la réionisation de l’Univers et son effet sur la formation des galaxies.

Conception et fabrication d’instruments astronomiques

L’astrophysique expérimentale constitue un autre axe majeur du CRAQ qui vise la conception et la fabrication de nombreux instruments astronomiques de pointe. Ainsi, non seulement nos chercheurs utilisent une gamme d’instruments dans tous les domaines de longueurs d’onde (rayons-gamma, rayons-X, ultraviolet, visible, infrarouge, submillimétrique, radio), mais ils participent activement à la conception de plusieurs de ces instruments, dont certains pour les grandes missions terrestres et spatiales, présentes et futures (p.ex. le Thirty Meter Telescope et le James Webb Space Telescope). Les activités de développement impliquent des collaborations majeures avec l’industrie locale et nationale (INO, ABB-Bomem, ImmerVision, Photon etc., NüVü, Telops et ComDev). Les instruments conçus dans nos laboratoires rehaussent les performances des infrastructures nationales et internationales (p.ex. TCFH, Gemini, OMM, VERITAS, SPT, NuSTAR) utilisées par la communauté scientifique de même que celles qui le seront bientôt (p.ex. CHIME, JWST, TMT). C’est grâce à la capacité de nos membres, à coordonner l’ensemble des développements d’instruments, que le CRAQ peut s’enorgueillir d’être le meneur de l’instrumentation astronomique en milieu universitaire au Canada. Nous contribuons grandement à l’avancement de domaines de recherche prioritaires, avec des retombées technologiques importantes pour le Québec et le Canada. Dans ce contexte, l’Observatoire du Mont-Mégantic (OMM) constitue un outil précieux de développement, de recherche et de formation. Muni d’une demi-douzaine d’instruments (en grande partie développés par nos chercheurs), le télescope de l’OMM constitue une plateforme idéale de test pour l’instrumentation en plus de fournir des observations pour alimenter l’axe astrophysique.

Projets et financement

Projets et réalisations

Les chercheurs et les étudiants du CRAQ organisent et participent à une multitude d’activités de transfert et de rayonnement. Certaines de ces activités sont dédiées à la communauté scientifique telles que les conférences internationales, les séminaires spécialisés, l’école d’été et les rencontres annuelles des chercheurs du CRAQ. D’autres sont plutôt des activités de rayonnement et de diffusion de la science auprès du public telles que les conférences organisées avec nos partenaires du Planétarium Rio Tinto Alcan, du Cosmodôme et de l’ASTROLab du parc national du Mont-Mégantic. La liste qui suit donne un aperçu de l’ensemble de ces activités.

Financement

  • Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT)

Publications et communications

Publications

Disciplines

  • Astronomie et astrophysique
  • Génie physique
  • Physique
  • Chimie
  • Génie chimique

Champ d’expertise

  • Galactique et cosmique
  • Structure de l'univers
  • Systèmes planétaire et solaire
  • Stellaire
  • Stockage d'énergie
  • Biomasse (énergie)
  • Gaz et état critique
  • Structures et organisation
  • Procédés physiques et mécaniques
  • Atmosphère (incluant aspects chimiques)
  • Composition chimique
  • Procédés chimiques
  • Transformation et évolution de la surface terrestre
  • Électron et neutron
  • Enseignement
  • Rayons-X
  • Interactions rayonnement-matière
  • Instruments
  • Modélisation
  • Modélisation et simulation