BlueMUSE est une proposition d’instrument de troisième génération soumise pour le Very Large Telescope de l’ESO. C’est un spectrographe intégral de champ dans le visible, basé sur le concept du Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) mais couvrant un champ de vue deux fois plus large (2 arcmin2), des longueurs d’onde bleues (350-600 nm), et une résolution spectrale deux fois plus forte que MUSE. Les cas scientifiques couverts par cet instrument vont des étoiles massives de notre galaxie au gaz diffus entourant les galaxies les plus lointaines. Le consortium européen sous la direction du CRAL regroupe des instituts en France, Allemagne, Royaume-Uni, Suède et Suisse.

Le projet C3UBES (2024-2026) est un projet financé par une bourse européenne Marie Skłodowska-Curie obtenue et portée par Floriane Leclercq (CRAL). Ce projet vise à mieux comprendre comment les galaxies se forment et évoluent en étudiant leur milieu circumgalactique (CGM), une vaste enveloppe de gaz qui les entoure et régule leurs échanges de matière avec l’environnement. Grâce aux données profondes du spectrographe MUSE, ce projet permettra pour la première fois de cartographier le gaz diffus autour d’un grand échantillon de galaxies lointaines en combinant les techniques des raies d’absorption et d’émission. L’objectif principal est de caractériser le contenu en gaz du CGM, d’en décrire la morphologie et d’en mesurer la cinématique, c’est-à-dire les mouvements et échanges de gaz autour des galaxies. En reliant ces propriétés à celles des galaxies elles-mêmes, comme leur masse, leur taux de formation d’étoiles ou leur environnement, le projet permettra de comprendre comment le CGM alimente ou freine la croissance des galaxies.

Le projet DARK (2023-2027) est un projet financé par l’ANR et porté par Nicolas Bouché (CRAL). Il est dédié à l’analyse de la matière noire à l’intérieur des galaxies distantes. Le projet vise à placer des contraintes forte sur les profils de matière noire en utilisant des techniques innovantes de modélisation 3D de galaxies spirales sur des données de MUSE ; et (ii) des simulations radiative-hydrodynamiques de galaxies disques.

FIRSTGAL (2025-2029) is an ANR-funded research project led by Hakim Atek (IAP) and Joki Rosdahl (CRAL). The project brings together two major efforts: the JWST programme GLIMPSE (PI: Atek), which is delivering the deepest images and spectra of the sky, including some of the earliest galaxies in the Universe, and the SPHINX cosmological simulations (PI: Rosdahl), which model how these first galaxies formed and evolved.

Together, these complementary approaches aim to answer some of the biggest open questions in astrophysics:
• How did the first galaxies form?
• How does stochastic star formation shape the appearance and physical properties of early galaxies?
• What sources powered Cosmic Reionization?

At CRAL, postdoctoral researcher Arghyadeep Basu is generating tens of thousands of mock observations from the SPHINX simulations, which will be directly compared with JWST/GLIMPSE spectra to reveal the properties of galaxies forming in the infancy of the Universe. New simulations are also being developed to study how cosmic variance, the local UV radiation field, and active galactic nuclei influence the growth and abundance of these primordial galaxies.

Le projet SPHINX est coordonné par Joakim Rosdahl (CRAL). La suite de simulations hydrodynamiques radiatives cosmologiques SPHINX est conçue pour étudier à la fois la réionisation à grande échelle et la fraction d’échappement de radiation ionisante de milliers de galaxies résolues pendant le premier milliard d’années de l’Univers. Les volumes étudiés résolvent les halos jusqu’à leur limite de refroidissement atomique et modélisent le milieu interstellaire à mieux que 10 parsec de résolution. Le projet porte sur plusieurs objectifs scientifiques liés à une meilleure compréhension de la réionisation et servant de prédictions et interprétations pour les observations futures.

Le projet MUSICOS est financé par une ERC Advanced Grant et coordonné par Roland Bacon (CRAL). Il est dédié à la visualisation des grandes profondeurs de l’univers, l’observation des gaz intergalactiques et circumgalactiques avec MUSE/VLT-ESO, un instrument imaginé et construit par un consortium européen piloté par le CRAL avec comme PI Roland Bacon.

Le projet POPSYCLE (2019-2023), financé par l’ANR est porté au CRAL par Philippe Prugniel. Son objectif est de produire la nouvelle génération de modèles de populations stellaire, qui sont nécessaires à l’exploitation des données d’EUCLID et du JWST. La précision des données spectroscopiques et photométriques sur les galaxies (et amas d’étoiles) a progressé tellement que les modèles qui doivent être utilisés pour déterminer la masse des galaxies, et l’histoire de leur évolution chimique et de leur formation stellaires sont devenus insuffisants. Ce projet identifiera certains processus de physique stellaires pour les prendre en compte dans les nouveaux modèles de populations.

Ces modèles utilisent eux même la ’X-Shooter Stellar Library’ (XSL), dont le développement constitue une activité importante de l’équipe. Cette ’bibliothèque’ de spectres stellaires utilise des observations obtenue avec le VLT de l’ESO, elle constitue un tournant dans l’histoire de la modélisation des populations car (i) elle offre une couverture cohérente du spectre, entre l’UV optique, et le proche infrarouge, et (ii) sa résolution spectrale est adaptés aux instruments qui seront utilisés dnas la decennie à venir. Les développement actuels s’attachent à combiner XSL avec des spectres synthétiques d’atmosphères stellaires, afin de pouvoir représenter aussi bien les premières galaxies (univers distant), que celles de l’univers local.