Comprendre les méchanismes de formation et d’évolution des galaxies dans l’Univers très distant est une question fondamentale en astrophysique. On connaît finalement peu de choses à propos des populations de galaxies les moins lumineuses (et par conséquent les moins massives), car elles ne sont pas détectables dans les grands sondages de galaxies, alors qu’elles pourraient contribuer de manière significative à la formation stellaire lorsque l’Univers était  jeune. En attendant l’arrivée des futurs instruments sur le James Webb Space Telescope ou l’European Extremely Large Telescope (EELT), il est possible de repousser les limites instrumentales actuelles en utilisant l’effet d’amplification naturelle produite par les amas-lentilles pour étudier des sources distantes avec une sensibilité et une résolution accrues.

L’objectif du projet CALENDS de construire, puis d’étudier dans le détail, un grand échantillon de galaxies amplifiées par effet de lentille et situées à grande distance (décalage spectral 1 < z < 8). Ces galaxies sont sélectionnées dans des champs d’amas massive très bien modélisés, et permettent une comparaison directe avec des échantillons de galaxies plus lumineuses et/ou situées à plus faible distance. Nous développons de nouvelles techniques permettant d’améliorer la précision des modèles de lentille forte et la détermination de la distribution de masse des amas. Une modélisation systématique des champs d’amas permet de comparer la distribution relative des baryons et de la matière noire, ainsi que mesurer la présence de sous-structures.

Nous étudions les propriétés globales des galaxies lentillées au travers d’une analyse multi-longueurs d’onde, du visible au domaine millimétrique, incluant des informations spectroscopiques provenant de nouveaux instruments, comme MUSE, KMOS (sur le Very Large Telescope) et ALMA.Plus précisément, nous mesurons les relations d’échelle entre les propriétés des étoiles, du gaz et de la poussière, pour les comparer aux galaxies plus massives ou moins distantes. Les prédictions des simulations numériques sur ces relations nous permettent d’étudier les conditions physiques et les méchanismes en jeu entre les différentes composantes. Pour les sources les plus étendues, il est possible de résoudre spatialement les propriétés internes des galaxies, comme leur morphologie, leur cinématique et leur contenu stellaire. Là encore, nous comparons ces résultats avec des simulations numériques à haute résolution pour déterminer les processus physique en oeuvre: formation stellaire, accrétion du gaz.