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Du sursaut de formation d'étoiles au déclin

Représentation tri-dimensionnelle des observations d'ALMA des jets de gaz issus de NGC 253

Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Erik Rosolowsky

De nouvelles observations avec le télescope ALMA au Chili ont fourni aux astronomes la meilleure vue à ce jour des effets d'une intense formation d'étoiles sur le gaz contenu au sein d'une galaxie : parce qu'il se traduit par l'expulsion du gaz vers l'extérieur de la galaxie, ce sursaut prive les futures générations d'étoiles du carburant dont elles ont besoin pour se former puis croître. Les images spectaculaires montrent d'énormes quantités de gaz moléculaire éjectées par les régions de formation d'étoiles de la galaxie voisine du Sculpteur. Ces nouveaux résultats permettent d'expliquer l'étrange pénurie de galaxies extrêmement massives dans l'Univers. L'étude paraîtra dans l'édition du 25 juillet 2013 de la revue Nature.

Les galaxies – des structures semblables à notre Voie Lactée qui peuvent contenir des centaines de milliards d'étoiles – constituent les briques élémentaires de l'Univers. L'un des objectifs ambitieux de l'astronomie contemporaine consiste à comprendre les processus de croissance et d'évolution des galaxies, ce qui soulève la question clé de la formation des étoiles : quels sont les facteurs déterminant le nombre de nouvelles étoiles qui se formeront au sein d'une galaxie ?

La galaxie du Sculpteur, également connue sous l'appellation NGC 253, est une galaxie spirale située dans la constellation australe du Sculpteur. Distante d'environ 11,5 millions d'années-lumière de notre Système Solaire, elle constitue l'une de nos plus proches voisines intergalactiques, et la galaxie à sursaut de formation d'étoiles la plus proche [1] visible depuis l'hémisphère Sud. En utilisant le Vaste Réseau d'Antennes (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA), les astronomes ont découvert des colonnes de gaz froid et dense s'échappant du centre du disque galactique.

« Les exceptionnelles résolution et sensibilité d'ALMA nous ont pour la première fois permis de clairement distinguer les concentrations massives de gaz froid éjectées dans des coquilles très denses et en expansion par les étoiles naissantes », nous confie Alberto Bolatto de l'Université du Maryland, Etats-Unis, auteur principal de l'article. « La quantité de gaz mesurée nous apporte la preuve que certaines galaxies en pleine croissance expulsent davantage de gaz qu'elles n'en reçoivent. Nous sommes peut-être en train d'assister à un phénomène très courant dans l'Univers jeune ».

Ces résultats pourraient permettre de comprendre la raison pour laquelle les astronomes ont étonnamment découvert si peu de galaxies massives dans l'Univers. Les modèles numériques suggèrent que les galaxies plus anciennes et plus rouges devraient être dotées d'une masse et d'un nombre d'étoiles bien plus élevés que ne montrent les observations actuelles. Il semble que les vents galactiques ou l'éjection de gaz soient si intenses qu'ils vident la galaxie du carburant nécessaire à la formation des prochaines générations d'étoiles [2].

« Ces éléments de matière éjectée forment un arc qui épouse presque parfaitement les limites du jet de gaz chaud et ionisé observées auparavant » précise Fabian Walter, un des principaux chercheurs à l'Institut Max Planck d'Astronomie d'Heidelberg en Allemagne, et co-auteur de l'article. « Nous pouvons désormais suivre les différentes étapes du processus qui mène du sursaut de formation d'étoiles à l'échappement du gaz galactique. »

Les chercheurs ont montré que d'énormes quantités de gaz moléculaire – au moins dix masses solaires par an – sont éjectées de la galaxie à des vitesses comprises entre 150 000 et 1 000 000 de kilomètres par heure [3]. La quantité totale de gaz éjecté pourrait bien être supérieure à celle reçue pour former les actuelles étoiles de la galaxie. A ce rythme là, la galaxie pourrait manquer de gaz d'ici moins de 60 millions d'années.

« A mes yeux, il s'agit là d'un formidable exemple de l'impact des nouveaux instruments sur l'avenir de l'astronomie. Nous avons étudié le sursaut de formation d'étoiles de la galaxie NGC 253 et d'autres galaxies semblables et voisines durant plus de dix ans. Mais avant ALMA, nous n'avions aucune chance d'accéder à de tels détails » nous confie Fabian Walter. L'étude a utilisé l'une des premières configurations d'ALMA, doté alors de 16 antennes seulement. « Il est très excitant de penser à la finesse de détails concernant ce type de jet que nous fournira ALMA, dans sa configuration complète avec ses 66 antennes ! » ajoute Fabian Walter.

D'autres études effectuées au moyen du réseau complet ALMA permettront de connaître la destinée finale de ce gaz charrié par le vent, et de savoir si les vents générés par le sursaut de formation d'étoiles réinjectent ou expulsent réellement le gaz nécessaire à la formation des étoiles.

Notes

[1] Les galaxies à sursaut de formation d'étoiles produisent des étoiles à un taux exceptionnellement élevé. NGC 253 étant l'un des ces objets extrêmes les plus proches de nous, il constitue un excellent sujet d'étude de l'effet d'une telle croissance frénétique sur la galaxie hôte.

[2] Des observations antérieures avaient montré l'existence d'un gaz plus chaud mais beaucoup moins dense s'échappant des régions de formation d'étoiles de NGC 253. Seul, il n'impactait quasiment pas le destin de la galaxie et sa capacité à engendrer les futures générations d'étoiles. Ces nouvelles données en provenance d'ALMA montrent un gaz moléculaire beaucoup plus dense tout d'abord chahuté par la formation de nouvelles étoiles puis balayé avec le mince filet de gaz chaud en direction du halo galactique.

[3] Bien que les vitesses soient élevées, elles semblent insuffisantes pour que le gaz s'échappe de la galaxie. Celui-ci doit rester emprisonné dans le halo galactique pendant plusieurs millions d'années puis éventuellement retomber sur le disque, générant ainsi de nouveaux sursauts de formation stellaire.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "The Starburst-Driven Molecular Wind in NGC 253 and the Suppression of Star Formation" par Alberto D. Bolatto et al., à paraître dans l'édition du 25 juillet 2013 de la revue Nature.

L'équipe est constituée de A. D. Bolatto (Département d'Astronomie, Laboratoire d'astronomie millimétrique, et Institut Spatial, Université du Maryland, Etats-Unis), S. R. Warren (Université du Maryland), A. K. Leroy (Observatoire National de RadioAstronomie, Charlottesville, Etats-Unis), F. Walter (Institut Max Planck dédié à l'Astronomie, Heidelberg, Allemagne), S. Veilleux (Université du Maryland), E. C. Ostriker (Département des Sciences Astrophysiques, Université de Princeton, Etats-Unis), J. Ott (Observatoire National de Radioastronomie, New Mexico, Etats-Unis), M. Zwaan (Observatoire Européen du Ciel Austral, Garching, Allemagne), D. B. Fisher (Université du Maryland), A. Weiss (Institut Max Planck dédié à la Radioastronomie, Bonn, Allemagne), E. Rosolowsky (Département de Physique, Université d'Alberta, Canada) et J. Hodge (Institut Max Planck dédié à l'Astronomie, Heidelberg, Allemagne).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

- L'article scientifique

- Plus d'informations concernant ALMA

- Photos d'ALMA

- Communiqué de Presse du NRAO

- Communiqué de Presse du MPIA

Source : ESO http://www.eso.org/public/france/news/eso1334/

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Un point de repère glacial pour la formation des planètes et des comètes

Impression d'artiste de la limite neigeuse autour de TW Hydrae - Crédit : B. Saxton & A. Angelich/NRAO/AUI/NSF/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Une limite neigeuse a été pour la toute première fois détectée dans un système planétaire naissant et éloigné. La limite neigeuse, située dans le disque qui entoure l'étoile TW Hydrae, une étoile semblable au Soleil, promet de nous renseigner davantage sur la formation des planètes et des comètes, sur l'origine de leur composition ainsi que l'histoire du Système Solaire. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans la revue Science Express.

Des astronomes utilisant le Vaste Réseau d'Antenne (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA) ont acquis la toute première image d'une limite neigeuse dans un  système solaire naissant. Sur Terre, de telles limites se forment à des altitudes élevées, où les basses températures transforment l'humidité de l'air en neige. Cette limite apparaît clairement sur les flancs d'une montagne, là où les sommets enneigés s'arrêtent pour laisser place à la paroi rocheuse.

Les limites neigeuses se constituent de façon semblable autour d'étoiles jeunes, dans les confins reculés, plus froids, des disques à partir desquels les systèmes solaires se forment. A mesure qu'elle s'éloigne de l'étoile, l'eau (H₂O) est la première à geler, constituant ainsi la première limite neigeuse. A plus grande distance de l'étoile, alors que les températures baissent, des molécules plus exotiques sont susceptibles de geler à leur tour et de se transformer en neige, comme le dioxyde de carbone (CO₂), le méthane (CH₄), et le monoxyde de carbone (CO). Ces différentes neiges donnent aux grains de poussière une enveloppe extérieure collante et jouent un rôle essentiel en bloquant leur tendance naturelle à se fragmenter lors de collisions, leur permettant ainsi de constituer les pierres angulaires des planètes et des comètes. La neige augmente également la quantité de matière solide disponible et peut considérablement accélérer le processus de formation planétaire.

Chacune de ces différentes limites neigeuses – caractéristiques de l'eau, du dioxyde de carbone, du méthane, du monoxyde de carbone – explique la formation de certaines catégories de planètes [1]. Autour d'une étoile comme le Soleil dans un système solaire semblable au nôtre, la limite eau-neige se situerait à une distance comprise entre les orbites de Mars et de Jupiter, et la limite neigeuse du monoxyde de carbone correspondrait à l'orbite de Neptune.

La limite neigeuse repérée par ALMA constitue le premier aperçu de la limite neigeuse du monoxyde de carbone autour de TW Hydrae, une jeune étoile située à 175 années-lumière de la Terre. Les astronomes pensent que ce système solaire en cours de formation ressemble en de nombreux points à notre Système Solaire lorsqu'il était âgé de quelques millions d'années seulement.

« ALMA nous a fourni la première véritable image d'une limite neigeuse autour d'une étoile jeune, ce qui est très excitant puisque cela nous renseigne sur la genèse du Système Solaire » nous confie Chunhua « Charlie » Qi (Centre d'Astrophysique de Harvard-Smith, Cambridge, Etats-Unis), l'un des deux co-auteurs principaux de l'article. « Nous pouvons à présent distinguer les détails jadis invisibles des limites externes gelées d'un système solaire à la fois distinct et semblable au nôtre ».

Mais les conséquences de l'existence d'une limite neigeuse de monoxyde de carbone pourraient bien ne pas se limiter à la seule formation des planètes. La glace de monoxyde de carbone est nécessaire à la formation de méthanol, l'un des constituants de molécules organiques plus complexes essentielles à la vie. Si les comètes ont transporté ces molécules vers de nouvelles planètes en formation de type Terre, il se pourrait que ces planètes abritent les ingrédients nécessaires à l'apparition de la vie.

Jusqu'à présent, les limites neigeuses n'avaient jamais été photographiées directement parce qu'elles se forment toujours dans le plan central relativement étroit d'un disque protoplanétaire, de sorte que leur localisation et leur extension précises ne pouvaient être déterminées. Au dessus et au dessous de cette étroite région qui correspond aux limites neigeuses, le rayonnement en provenance de l'étoile empêche la formation de glace. La concentration de poussière et de gaz dans le plan central permet d'isoler la région de ce rayonnement, et donc au monoxyde de carbone ainsi qu'à d'autres gaz de se refroidir puis de geler.

Cette équipe d'astronomes est parvenue, au moyen d'une astuce, à scruter l'intérieur du disque, jusqu'à la région de formation de la neige. Au lieu de rechercher la neige – qui ne peut être observée directement – ils ont tenté de détecter la présence d'une molécule baptisée diazenylium (N₂H⁺), qui brille intensément dans la partie millimétrique du spectre et constitue donc une cible parfaite pour un télescope tel qu'ALMA. Cette molécule, fragile, est facilement détruite en présence d'un gaz de monoxyde de carbone, elle n'existe donc en quantité détectable que dans les régions au sein desquelles le gaz de monoxyde de carbone s'est changé en neige et ne peut plus la détruire. En résumé, la recherche de diazenylium constitue la clé de la détection de la neige de monoxyde de carbone.

La sensibilité et la résolution exceptionnelles d'ALMA ont permis aux astronomes de déterminer l'existence ainsi que la distribution de diazenylium, de situer également cette limite à environ 30 unités astronomiques de l'étoile (soit 30 fois la distance Terre-Soleil). On obtient ainsi une image en négatif de la neige de monoxyde de carbone dans le disque entourant TW Hydrae, qui peut être utilisée pour confirmer la localisation théorique de la limite neigeuse du monoxyde de carbone – le bord intérieur de l'anneau de diazenylium.

« Pour les besoins de ces observations, nous n'avons utilisé que 26 des 66 antennes constituant l'effectif complet d'ALMA. Des traces de limites neigeuses autour d'autres étoiles apparaissent déjà sur d'autres observations d'ALMA, et nous sommes convaincus que de futures observations, effectuées au moyen du réseau complet, en révèleront bien d'autres et nous procureront des données tout aussi excitantes concernant la formation et l'évolution des planètes. Patientons et voyons » conclut  Michiel Hogerheijde de l'Observatoire de Leiden aux Pays Bas.

Notes

[1] A titre d'exemple, les planètes rocheuses sèches se forment à l'intérieur de la limite eau-neige (au plus près de l'étoile), là où seule la poussière peut exister. A l'inverse, les planètes géantes glacées se forment au-delà de la limite neigeuse du monoxyde de carbone.

Plus d'informations

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) est un équipement international pour l'astronomie. Il est le fruit d'un partenariat entre l'Europe, l'Amérique du Nord et l'Asie de l'Est en coopération avec la République du Chili. ALMA est financé en Europe par l'ESO (Observatoire Européen Austral), en Amérique du Nord par la NSF (Fondation Nationale de la Science) en coopération avec le NRC (Conseil National de la Recherche au Canada) et le NSC (Conseil National de la Science à Taïwan), en Asie de l'Est par les Instituts Nationaux des Sciences Naturelles (NINS) du Japon avec l'Academia Sinica (AS) à Taïwan. La construction et les opérations d'ALMA sont pilotées par l'ESO pour l'Europe, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dirigé par Associated Universities, Inc. (AUI) pour l'Amérique du Nord et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour l'Asie de l'Est. L'Observatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifiés pour la construction, la mise en service et l'exploitation d'ALMA.

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article à paraître dans l'édition du 18 juillet 2013 de Science Express.

L'équipe est constituée de C. Qi (Centre d'Astrophysique de Harvard-Smith, Etats-Unis), K. I. Öberg (Départements de Chimie et d'Astronomie, Université de Virginie, Etats-Unis), D. J. Wilner (Centre d'Astrophysique de Harvard-Smith, Etats-Unis), P. d'Alessio (Centre de Radioastronomie et d'Astrophysique, Université Nationale Autonome de Mexico, Mexique), E. Bergin (Département d'Astronomie, Université du Michigan, Etats-Unis), S. M. Andrews (Centre d'Astrophysique de Harvard-Smiths, Etats-Unis), G. A. Blake (Division des sciences géologiques et planétaires, Institut de Technologie de Californie, Etats-Unis), M. R. Hogerheijde (Observatoire de Leiden, Université de Leiden, Pays-Bas) et E. F. van Dishoeck (Institut Max Planck dédié à la Physique Extraterrestre, Allemagne). Qi et Öberg étaient les co-auteurs principaux de cet article.

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

- Plus d'informations concernant ALMA

- Photos d'ALMA

- Communiqué de Presse du NRAO

Source : ESO http://www.eso.org/public/france/news/eso1333/

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Il y a des milliards d'années dans notre Voie lactée, longtemps avant la naissance de la Terre, des essaims d'étoiles se sont formés en grappes géantes. Chaque groupement d'étoiles, appelé amas globulaire, a été maintenu par la gravité mutuelle de ses étoiles. Ces amas globulaires sont devenus les pionniers de notre Voie lactée.

Les astronomes ont sondé les amas globulaires de la galaxie à l'aide de plusieurs télescopes, dont le télescope spatial Hubble pour fouiller dans le passé de la Voie lactée et pour découvrir ce qui se passait dans ces premières années de formation. De récentes fouilles archéologiques stellaires avec Hubble dans un tel amas globulaire, 47 Tucanae, ont permis aux astronomes de reconstituer une chronologie des naissances d'étoiles.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/25/

Le Meilleur du télescope spatial Hubble

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Le VLT observe en temps réel un nuage de gaz s'approchant de très près du monstre situé au centre de la Voie Lactée

Images d'un nuage de gaz désintégré par le trou noir situé au centre de la Galaxie - Crédit : ESO/S. Gillessen

De nouvelles observations effectuées au moyen du Très Grand Télescope de l'ESO montrent pour la toute première fois un nuage de gaz désintégré par le trou noir supermassif qui occupe le centre de la Galaxie. Le nuage est à présent si étiré que sa partie avant a dépassé le point le plus proche de sa trajectoire et s'éloigne du trou noir à plus de 10 millions de km/h, tandis que sa partie arrière continue de chuter sur lui.

En 2011, le Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO a découvert un nuage de gaz de masse plusieurs fois supérieure à celle de la Terre et qui accélère rapidement en direction du trou noir situé au centre de la Voie Lactée (eso1151) [1]. Ce nuage se situe à présent à sa distance minimale du trou noir et de nouvelles observations du VLT montrent qu'il est exagérément étiré par le champ gravitationnel extrême du trou noir.

« Le gaz situé à l'avant du nuage est à présent étiré sur plus de 160 milliards de kilomètres de part et d'autre du point de l'orbite le plus proche du trou noir. Et la distance minimale se situe à un peu plus de 25 milliards de kilomètres à peine du trou noir – de sorte que le nuage échappe de peu à la chute fatale » nous explique Stefan Gillessen (Institut Max Planck dédié à la Physique ExtraTerrestre, Garching, Allemagne), responsable de l'équipe d'observation [2]. « Le nuage est si étendu que son passage à la distance minimale du trou noir ne constitue pas un événement ponctuel mais plutôt un processus dont la durée s'étend sur plus d'une année ».

A mesure que le nuage de gaz s'étend, sa lumière devient de plus en plus difficile à percevoir. Mais en observant la région située à proximité du trou noir durant plus de 20 heures avec l'instrument SINFONI qui équipe le VLT – l'exposition la plus longue de cette région du ciel jamais réalisée au moyen d'un spectromètre de champ intégral [3] – l'équipe est parvenue à mesurer les vitesses des différentes parties du nuage alors qu'il s'étire autour du trou noir central [4].

« Le plus excitant pour nous à l'heure actuelle, c'est d'observer la partie avant du nuage revenant vers nous à plus de 10 millions de km/h – soit environ 1% de la vitesse de la lumière », ajoute Reinhard Genzel, responsable du groupe de chercheurs qui a étudié cette région du ciel pendant près de vingt ans. « Cela signifie que l'extrémité avant du nuage a déjà effectué son passage au point le plus proche du trou noir ».

L'origine du nuage de gaz demeure mystérieuse, bien que les hypothèses soient nombreuses [5]. Les nouvelles observations diminuent le nombre de possibilités.

« A l'image d'un astronaute peu chanceux dans un film de science fiction, nous voyons le nuage étiré au point de ressembler à un spaghetti. Cela signifie qu'il n'abrite probablement aucune étoile », conclut Stefan Gillessen. « A l'heure actuelle, nous pensons que le gaz provient certainement des étoiles que nous voyons orbiter autour du trou noir ».

Le point culminant de cet événement unique au centre de la Galaxie a lieu en ce moment même et il est suivi de très près par les astronomes du monde entier. Cette campagne d'observation intense procurera une somme de données qui nous renseigneront davantage sur le nuage de gaz [6] ainsi que sur les régions situées à proximité du trou noir qui n'ont pas fait l'objet d'études antérieures et sur les effets extrêmes d'un champ de gravité très intense.

Notes

[1] Le trou noir qui occupe le centre de la Voie Lactée est doté d'une masse estimée à plusieurs millions de fois celle du Soleil et est connu sous l'appellation Sgr A* (prononcer Sagittarius A étoile). Il s'agit du trou noir supermassif le plus proche connu à ce jour ; il constitue donc le meilleur objet d'étude approfondie des trous noirs en général. L'étude du trou noir supermassif du centre de la Galaxie et de son environnement figure en première place sur la liste des dix plus grandes découvertes astronomiques de l'ESO.

[2] La distance d'approche minimale représente environ cinq fois la distance qui sépare la planète Neptune du Soleil. C'est extrêmement proche et donc particulièrement inconfortable pour un nuage de gaz de s'approcher de si près d'un trou noir dont la masse équivaut à plusieurs millions de fois celle du Soleil !

[3] Dans un spectromètre de champ intégral, la lumière reçue par chaque pixel est divisée en ses différentes couleurs de sorte qu'à chaque pixel correspondent plusieurs spectres. Les spectres peuvent ensuite être analysés individuellement et utilisés pour créer des cartes de champs de vitesses ainsi que pour déterminer les propriétés chimiques de chacune des parties de l'objet observé.

[4] L'équipe espère également pouvoir observer les interactions du nuage rapide avec du gaz situé dans l'environnement du trou noir. A ce jour, aucun phénomène de ce type n'a été découvert, mais diverses observations des effets attendus sont planifiées.

[5] Les astronomes pensaient qu'il avait pu être généré par des vents stellaires issus des étoiles en orbite autour du trou noir. Ou qu'il pouvait résulter d'un jet en provenance du centre galactique. Une autre hypothèse suggère qu'une étoile se situait au cœur du nuage et que le gaz provient, soit du vent stellaire s'échappant de cette étoile, soit du disque de gaz et de poussière d'une planète en formation autour de l'étoile.

[6] Selon les astronomes, la poursuite de cet événement au centre de la Galaxie devrait s'accompagner de l'évolution du nuage : les effets gravitationnels et de marée du trou noir devraient conduire à un régime hydrodynamique complexe, turbulent.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "Pericenter passage of the gas cloud G2 in the Galactic Center", par S. Gillessen et al, à paraître dans la revue Astrophysical Journal.

L'équipe est constituée de S. Gillessen (Institut Max Planck dédié à la Physique Extraterrestre, Garching, Allemagne [MPE]), R. Genzel (MPE; Départements de Physique et d'Astronomie, Université de Californie, Berkeley, USA), T. K. Fritz (MPE), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), T. Ott (MPE), M. Schartmann (Observatoire de l'Université Ludwig Maximilians, Munich, Allemagne [USM]; MPE), A. Ballone (USM; MPE) et A. Burkert (USM; MPE).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

- L'article scientifique

- Photos du VLT

- Page Web du MPE dédiée au Centre Galactique

Source : ESO http://www.eso.org/public/france/news/eso1332/

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

En été 1989, un émissaire robotique de la Terre a visité la planète majeure la plus éloignée du Soleil, Neptune. Comme tout bon touriste, Voyager 2 de la NASA a pris un grand nombre de photos pendant le bref survol. La sonde prolifique a découvert plusieurs lunes orbitant près de la planète bleue-verte. Mais une lune, pas plus grande qu'une ville métropolitaine et presque noire comme du charbon, a échappé à la détection car elle était trop faible pour être visible. Jusqu'à présent.

En analysant les photos de Neptune prises par le télescope spatial Hubble, l'astronome Mark Showalter de l'Institut SETI a remarqué un point blanc supplémentaire à environ 105.250 kilomètres de Neptune, situé entre les orbites des lunes Larissa et Proteus. La sensibilité et la netteté extraordinaire de Hubble ont pris un objet qui est une centaine de millions de fois plus faible que l'étoile la plus faible pouvant être vue à l'œil nu. Heureusement, Showalter avait aussi 150 photographies d'archives de Neptune prises par Hubble de 2004 à 2009. Le même point blanc est apparu à maintes reprises. Cela lui a permis de tracer une orbite circulaire de la lune, désignée S/2004 N 1, laquelle effectue un tour complet autour de Neptune en 23 heures. Sa découverte porte le nombre de lunes connues en orbite autour de Neptune à 14.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/30/

Le Meilleur du télescope spatial Hubble

Planètes et satellites de notre Système solaire

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

P/1819 W1 = 2003 WY25 (Blanpain)

Compte-tenu des nouvelles observations de l'astéroïde 2003 WY25 obtenues le 04 Juillet 2013 par les membres d'équipe de Pan-STARRS et le 05 Juillet par R. J. Wainscoat, M. Micheli, D. Woodworth (Mauna Kea) et H. Sato (via iTelescope Observatory, Siding Spring), et annoncées par la circulaire MPEC 2013-N20, le lien entre l'astéroïde 2003 WY25 et la comète D/1819 W1 a été officiellement annoncé par la circulaire MPEC 2013-N21.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13N21.html (MPEC 2013-N21)

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13N20.html (MPEC 2013-N20)

http://scully.cfa.harvard.edu/cgi-bin/returnprepeph.cgi?d=c&o=PI19W010  

http://www.oaa.gr.jp/%7Eoaacs/nk/nk2535.htm

Satisfaisant aux conditions requises, la comète P/1819 W1 = 2003 WY25 (Blanpain) a reçu la dénomination définitive de 289P/Blanpain en tant que 289ème comète périodique numérotée.

P/2013 CU129 (PANSTARRS) 

Un astéroïde découvert le 13 Février 2013 par les membres de l'équipe de Pan-STARRS, a montré des caractéristiques cométaires lors d'observations ultérieures.

Les éléments orbitaux de la comète P/2013 CU129 (PANSTARRS) indiquent qu'il s'agit d'une comète de la famille de Jupiter avec un passage au périhélie le 06 Août 2013 à une distance d'environ 0,8 UA du Soleil, et une période d'environ 4,9 ans.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13L64.html (MPEC 2013-L64)

http://scully.cfa.harvard.edu/cgi-bin/returnprepeph.cgi?d=c&o=PK13CC9U

http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=P%2F2013%20CU129;orb=0;cov=0;log=0;cad=0#elem

P/1998 U3 = 2013 N1 (Jager)

La comète P/1998 U3 (Jagger), initialement découverte par Micheal Jager sur des expositions obtenues le 24 Octobre 1998 et observée pour la dernière fois le 11 Mai 1999, a été retrouvée par K. Sarneczky et G. Marschalko (University of Szeged, Piszkesteto Stn., Konkoly) sur les images CCD obtenues le 08 Juillet 2013.

Les éléments orbitaux de la comète P/1998 U3 = 2013 N1 (Jager) indiquent qu'il s'agit d'une comète de la famille de Jupiter avec un passage au périhélie le 12 Mars 2014 à une distance d'environ 2,1 UA du Soleil, et une période d'environ 15,2 ans.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13N46.html (MPEC 2013-N46)

http://scully.cfa.harvard.edu/cgi-bin/returnprepeph.cgi?d=c&o=PJ98U030

http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=P%2F2013%20N1;orb=0;cov=0;log=0;cad=0#elem

Satisfaisant aux conditions requises, la comète P/1998 U3 = 2013 N1 (Jager) a reçu la dénomination définitive de 290P/Jager en tant que 290ème comète périodique numérotée.

P/2003 S1 = 2013 N2 (NEAT)

La comète P/2003 SI (NEAT), découverte initialement le 23 Septembre 2003 dans le cadre du projet NEAT et observée pour la dernière fois le 12 Mars 2005, a été retrouvée sur les images CCD obtenues les 11 et 12 Juillet 2013 par G. Hug (Sandlot Observatory, Scranton).

Les éléments orbitaux de la comète de la famille de Jupiter P/2003 S1 = 2013 N2 (NEAT) indiquent un passage au périhélie le 15 Décembre 2013 à une distance d'environ 2,6 UA du Soleil, et une période d'environ 9,7 ans.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13N48.html (MPEC 2013-N48)

http://scully.cfa.harvard.edu/cgi-bin/returnprepeph.cgi?d=c&o=PK03S010

http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=P%2F2013%20N2;orb=0;cov=0;log=0;cad=0#elem

Satisfaisant aux conditions requises, la comète P/2003 S1 = 2013 N2 (NEAT) a reçu la dénomination définitive de 291P/NEAT en tant que 291ème comète périodique numérotée.

P/2013 N3 (PANSTARRS)

Une nouvelle comète a été découverte par les membres de l'équipe de PANSTARRS sur les images CCD obtenues le 04 Juillet 2013 avec le télescope Pan-STARRS1 de 1,8-m de Haleakala. La nature cométaire de l'objet a été confirmée grâce aux observations de R. J. Wainscoat, M. Micheli, D. Woodworth, L. Wells, P. Forshay (Mauna Kea), H. Sato (via iTelescope Observatory, Siding Spring) et T. Lister (Sutherland-LCOGT A).

Les éléments orbitaux préliminaires de la comète P/2013 N3 (PANSTARRS) indiquent qu'il s'agit d'une comète de la famille de Jupiter avec un passage au périhélie le 09 Février 2014 à une distance d'environ 3 UA du Soleil, et une période d'environ 19,9 ans.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13N50.html (MPEC 2013-N50)

Les observations supplémentaires indiquent un passage au périhélie le 11 Février 2014 à une distance d'environ 3,0 UA du Soleil, et une période d'environ 20,2 ans.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13Q14.html (MPEC 2013-Q14)

http://scully.cfa.harvard.edu/cgi-bin/returnprepeph.cgi?d=c&o=PK13N030

http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=P%2F2013%20N3;orb=0;cov=0;log=0;cad=0#elem

C/2013 N4 (Borisov)

Une nouvelle comète a été découverte par l'astronome amateur Gennady Borisov (Crimea-Nauchnij) sur les images CCD obtenues les 08, 09 et 10 Juillets 2013 avec l'astrographe de 0.2-m f/1.5. La nature cométaire de l'objet a été confirmée par les observations de I. Ionov et O. Bryzgalov (Crimea-Nauchnij), E. Romas, V. Nevski, O. Zelyoniy, A. Porfir'ev (ISON-Kislovodsk Observatory), P. Birtwhistle (Great Shefford), A. Carbognani et G. Petrillo (OAVdA, Saint-Barthelemy), H. Sato (via iTelescope Observatory, Mayhill), P. Kyrylenko (Andrushivka Astronomical Observatory).

Les éléments orbitaux préliminaires de la comète C/2013 N4 (Borisov) indiquent un passage au périhélie le 20 Août 2013 à une distance d'environ 1,2 UA du Soleil.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13N51.html (MPEC 2013-N51)

Les observations supplémentaires indiquent un passage au périhélie le 21 Août 2013 à une distance d'environ 1,2 UA du Soleil.

http://www.minorplanetcenter.net/mpec/K13/K13P52.html (MPEC 2013-P52)

http://scully.cfa.harvard.edu/cgi-bin/returnprepeph.cgi?d=c&o=CK13N040

http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=C%2F2013%20N4;orb=0;cov=0;log=0;cad=0#elem

Date des PASSAGES au PERIHELIE des COMETES Date, Périodes de révolution, Distance au Soleil 

COMETES - Magnitudes prévues pour les prochains mois

Liste des comètes potentiellement observables - éléments orbitaux

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble ont déduit la réelle couleur en lumière visible d'une planète orbitant une autre étoile située à 63 années-lumière.

Si vue directement elle pourrait ressembler à un "point bleu profond", rapellant la couleur de la Terre vue depuis l'espace. Mais la comparaison s'arrête là. L'atmosphère de jour de la planète est proche de 2.000 degrés Fahrenheit, et il y pleut peut-être du verre - latéralement - dans des vents hurlants à 7.000 km/heure.

La couleur bleue cobalt ne vient pas de la réflection d'un océan tropical, mais plutôt d'une atmosphère brumeuse mouvementée et peut-être de nuages élevés mêlés à des particules de silicate. La température de condensation des silicates peut former de très petites gouttes de verre qui diffuseraient la lumière bleue plus que la lumière rouge.

Le monde étranger turbulent, catalogué HD 189733b, est l'une des exoplanètes les plus proches de la Terre qui peut être vues passant devant son étoile. Elle a été intensivement étudiée par Hubble et d'autres observatoires et son atmosphère est radicalement changeante et exotique.

Les observations fournissent de nouveaux aperçus sur la composition chimique et la structure des nuages d'une étrange planète de type "Jupiter chaud", qui orbite dangereusement près de son étoile parente.

Les nuages jouent souvent un rôle clé dans les atmosphères planétaires, et la détection de la présence et de l'importance des nuages dans les Jupiters chauds est essentiel, disent les chercheurs. «Évidemment, nous ne savons pas grand chose sur la physique et la climatologie des nuages de silicates, de sorte que nous explorons un nouveau domaine de la physique de l'atmosphère", a déclaré le membre d'équipe Frédéric Pont (Université d'Exeter, Royaume-Uni).

L'équipe a utilisé l'instrument STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) du télescope spatial Hubble pour mesurer les changements dans la couleur de la lumière de la planète avant, pendant et après le passage de la planète derrière l'étoile parente. Cette technique est possible parce que l'orbite de la planète est inclinée sur la tranche vue de la Terre; par conséquent, elle passe régulièrement devant puis derrière l'étoile.

Hubble a mesuré une légère baisse de lumière - environ une partie sur 10.000 - quand la planète est passée derrière l'étoile, et un léger changement dans la couleur de la lumière, également. «Nous avons vu la lumière devenir moins brillante dans le bleu, mais pas dans le vert ou le rouge. Cela signifie que l'objet qui a disparu est bleu parce que la lumière manquait dans le bleu, mais pas dans le rouge quand elle a été cachée», a déclaré Pont.

L'étude de l'équipe a été mise en ligne le 11 Juillet et apparaîtra dans l'édition du 01 Août de Astrophysical Journal Letters.

Des observations antérieures ont signalé des preuves de la diffusion de la lumière bleue sur la planète. Mais cette dernière observation de Hubble donne des éléments de confirmation, ont déclaré les chercheurs.

La planète HD 189733b a été découverte en 2005. À une distance de seulement 4,6 millions de kilomètres de son étoile parente, la planète est si proche qu'elle est gravitationnellement en "rotation synchrone" de sorte qu'un côté fait toujours face à l'étoile et l'autre côté est toujours sombre.

En 2007, le télescope spatial Spitzer a mesuré la lumière infrarouge, ou de la chaleur, de la planète. Cette observation a produit l'une des premières cartes de températures d'une exoplanète. La carte montre que les températures du côté jour et du côté nuit diffèrent d'environ 500 degrés Fahrenheit. Cette différence de température devrait provoquer des vents violents à rugir de la journée vers le côté nuit. Les observations complémentaires de Hubble en lumière visible réduisent la contamination de la lueur chaude de la planète, et se concentrent sur la composition atmosphérique.

Pont prévient qu'il est difficile de savoir exactement ce qui cause la couleur de l'atmosphère d'une planète, même pour les planètes du Système solaire. Par exemple, Jupiter est rougeâtre en raison de molécules inconnues de cette couleur. Vénus ne reflète pas la lumière ultraviolette (UV), en raison d'un absorbeur UV inconnu dans l'atmosphère.

La Terre apparaît bleue de l'espace parce que les océans absorbent les longueurs d'onde rouges et vertes plus fortement que la lumière bleue. En plus, les océans reflètent le ciel bleu de la Terre où les longueurs d'onde bleues plus courtes de la lumière solaire sont dispersées de manière sélective par l'oxygène atmosphérique et les molécules d'azote dans un processus appelé diffusion de Rayleigh.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/26/full/

http://sci.esa.int/hubble/52045-hubble-spots-azure-blue-planet-heic1312/

http://actu.voila.fr/actualites/sciences/2013/07/11/une-exoplanete-bleue-comme-la-terre-identifiee_13806948.html

http://fr.news.yahoo.com/hubble-d%C3%A9termine-premi%C3%A8re-fois-couleur-r%C3%A9elle-dune-exoplan%C3%A8te-171659399.htm

Le Meilleur du télescope spatial Hubble

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

De nouvelles observations effectuées au moyen du vaste réseau d'antennes (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA) ont permis aux astronomes d'acquérir la plus belle vue à ce jour d'une gigantesque étoile en cours de formation au sein d'un nuage sombre. Une matrice stellaire dotée d'une masse supérieure à 500 fois celle du Soleil a été découverte - la plus vaste jamais observée dans la Voie Lactée - et elle continue de croître. L'étoile embryonnaire dévore avec appétit la matière qui tombe dans le nuage. Ce dernier devrait donner naissance à une étoile très brillante d'une masse avoisinant les 100 masses solaires.

Crédit : ALMA (ESO/NRAJ/NRAO)/NASA/Spitzer/JPL-Caltech/GLIMPSE

Les étoiles les plus massives et les plus brillantes de la galaxie naissent au sein de nuages froids et sombres. Ce processus demeure non seulement enveloppé de poussière mais également de mystère [1]. Une équipe internationale d'astronomes a récemment utilisé ALMA pour effectuer l'analyse prénatale, dans le domaine des micro-ondes, d'un monstre stellaire en cours de formation à environ 11.000 années-lumière, dans un nuage baptisé le Nuage Sombre de Spitzer (SDC) 335.579-0.292.

Deux théories expliquent le processus de formation des étoiles les plus massives. L'une suggère que le nuage sombre parental se fragmente en plusieurs petits morceaux dont l'effondrement conduit finalement à la formation d'étoiles. L'autre scénario est beaucoup plus dramatique : l'intégralité du nuage s'effondre sur lui-même, la matière tombe vers le centre du nuage pour y former un ou plusieurs mastodontes. Une équipe dirigée par Nicolas Peretto du CEA/AIM Paris-Saclay, France, et de l'Université de Cardiff, Royaume-Uni, a compris qu'ALMA constituait le meilleur outil pour comprendre le processus en question.

Des observations effectuées au moyen du télescope spatial Spitzer de la NASA et de l'observatoire spatial Herschel avaient déjà révélé le caractère exceptionnel de SDC335.579-0.292 : un ensemble dense et obscur de filaments de gaz et de poussière. L'équipe a récemment utilisé ALMA, connu pour son extrême sensibilité, afin d'observer dans le détail, tant la quantité de poussière que le mouvement du gaz autour du nuage sombre – et elle a découvert un véritable monstre.

« Les étonnantes observations d'ALMA nous ont permis de sonder pour la toute première fois les profondeurs de ce nuage ,» nous dit Nicolas Peretto. « Nous voulions voir comment les gigantesques étoiles se forment et croissent, et nous avons très certainement atteint notre objectif ! L'une des sources que nous avons trouvées est un géant absolu – le plus vaste noyau protostellaire jamais découvert dans la Voie Lactée ».

Ce noyau – la matrice de l'étoile embryonnaire – est doté d'une masse supérieure à 500 fois celle de notre Soleil qui tourbillonne en son sein [2]. Les observations d'ALMA montrent que de la matière continue de tomber en son centre, accroissant encore sa masse. Cette matière s'effondrera peut-être pour former une jeune étoile de masse voisine de 100 masses solaires – un monstre d'une extrême rareté.

« Nous savions déjà que cette région devait abriter un nuage de formation d'étoiles massives, nous ne nous attendions toutefois pas à ce qu'une étoile embryonnaire si massive occupe son centre », nous confie Nicolas Peretto. « Cet objet devrait conduire à la formation d'une étoile 100 fois plus massive que le Soleil. Seule une étoile de la Voie Lactée sur 10 000 environ atteint une telle masse ! »

« Ces étoiles ne sont pas seulement rares, leur naissance est également extrêmement rapide et leur enfance très courte. Découvrir un objet si massif au premier stade de son évolution constitue donc un superbe résultat » ajoute un membre de l'équipe, Gary Fuller, de l'Université de Manchester, Royaume-Uni.

Un autre membre de l'équipe, Ana Duarte Cabral du Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux, France, souligne que « les observations d'ALMA révèlent les détails pour le moins spectaculaires des mouvements du réseau filamentaire de poussière et de gaz, et montrent qu'une importante quantité de gaz tombe sur la région centrale ». Cette observation plaide nettement en faveur de l'hypothèse selon laquelle la formation des étoiles massives résulterait d'un effondrement global, plutôt que de la fragmentation du nuage primordial.

Ces observations ont été effectuées durant la première phase d'exploitation scientifique d'ALMA, alors que le quart seulement du réseau d'antennes final était opérationnel. « Nous sommes parvenus à obtenir ces observations très détaillées en utilisant une fraction seulement du potentiel final d'ALMA » conclut Nicolas Peretto. « Il est certain qu'ALMA révolutionnera notre connaissance de la formation d'étoiles, contribuant à résoudre certaines des questions actuelles et en soulevant sans doute de nouvelles ».

Notes

[1] L'expression "étoiles massives" est employée par les astronomes pour désigner celles dont la masse est au moins dix fois supérieure à la masse du Soleil. Cette expression se réfère à la masse d'une étoile, non à sa taille.

[2] Cette région de formation d'étoiles donne naissance à de nombreuses étoiles. Le noyau de 500 masses solaires est le plus massif d'entre eux.

Plus d'informations

ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) est un équipement international pour l'astronomie. Il est le fruit d'un partenariat entre l'Europe, l'Amérique du Nord et l'Asie de l'Est en coopération avec la République du Chili. ALMA est financé en Europe par l'ESO (Observatoire Européen Austral), en Amérique du Nord par la NSF (Fondation Nationale de la Science) en coopération avec le NRC (Conseil National de la Recherche au Canada) et le NSC (Conseil National de la Science à Taïwan), en Asie de l'Est par les Instituts Nationaux des Sciences Naturelles (NINS) du Japon avec l'Academia Sinica (AS) à Taïwan. La construction et les opérations d'ALMA sont pilotées par l'ESO pour l'Europe, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dirigé par Associated Universities, Inc. (AUI) pour l'Amérique du Nord et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour l'Asie de l'Est. L'Observatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifiés pour la construction, la mise en service et l'exploitation d'ALMA.

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "Global collapse of molecular clouds as a formation mechanism for the most massive stars", à paraître dans la revue Astronomy & Astrophysics.

L'équipe est composée de N. Peretto (), A. Avison (Université de Manchester, Royaume-Uni ; Centre Régional d'ALMA au CEA/AIM Paris Saclay, France ; Université de Cardiff, Royaume-Uni), G. A. Fuller (Université de Manchester, Royaume-Uni ; Centre d'Astrophysique Jodrell Bank et Centre Régional d'ALMA au Royaume-Uni), A. Duarte-Cabral (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, FranceRoyaume-Uni), P. Hennebelle (CEA/AIM Paris Saclay, France), J. E. Pineda (Université de Manchester, Royaume-Uni; Centre Régional d'ALMA au Royaume-Uni ; ESO, Garching, Allemagne), Ph. André (CEA/AIM Paris Saclay, France), S. Bontemps (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, France), F. Motte (CEA/AIM Paris Saclay, France), N. Schneider (LAB, OASU, Université de Bordeaux, CNRS, France) et S. Molinari (INAF, Rome, Italie).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

- L'article scientifique

- Photos d'ALMA

Source : ESO http://www.eso.org/public/france/news/eso1331/

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Le VLT de l'ESO observe la croissance des galaxies

Des astronomes utilisant le Très Grand Télescope, le VLT, de l'ESO ont repéré une galaxie lointaine dévorant avec appétit le gaz environnant. Le gaz semble tomber en direction de la galaxie, créant un flux qui alimente la formation d'étoiles et entraîne la rotation de la galaxie. Il s'agit là de la meilleure preuve observationnelle de l'hypothèse selon laquelle les galaxies attirent puis absorbent la matière environnante afin de croître et de donner naissance à de nouvelles étoiles. Les résultats paraîtront dans l'édition du 5 juillet 2013 de la revue Science.

Vue d'artiste d'une galaxie accrétant la matière environnante  - Crédit : ESO/L. Calçada/ESA/AOES Medialab

Les astronomes ont toujours suspecté que la croissance des galaxies résultait de l'attraction de matière environnante, mais ce processus s'est avéré très difficile à observer directement. Le Très Grand Télescope – le VLT - de l'ESO a été récemment utilisé pour étudier le très rare alignement d'une galaxie lointaine [1] et d'un quasar – le centre extrêmement brillant d'une galaxie au sein duquel réside un trou noir supermassif – plus distant encore. Avant d'atteindre la Terre, la lumière en provenance du quasar traverse la matière qui environne la galaxie d'avant plan, ce qui permet d'étudier en détail les propriétés du gaz entourant la galaxie [2]. Ces nouveaux résultats apportent le meilleur aperçu à ce jour d'une galaxie en plein festin.

« Ce type d'alignement est extrêmement rare et il nous a permis d'effectuer des observations uniques », nous confie Nicolas Bouché de l'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), Toulouse, France, auteur principal du nouvel article. « Nous avons été en mesure d'utiliser le VLT de l'ESO pour sonder la galaxie elle-même ainsi que le gaz environnant. Ce qui nous a permis d'aborder une question essentielle relative à la formation des galaxies : comment les galaxies croissent-elles et comment alimentent-elles la formation d'étoiles ? »

Lorsqu'elles créent de nouvelles étoiles, les galaxies épuisent rapidement leurs réservoirs de gaz ; afin de poursuivre cette activité, elles doivent donc être continûment alimentées en gaz frais. Les astronomes suspectaient que l'attraction gravitationnelle du gaz froid environnant par la galaxie constituait la clé du problème. Dans ce scénario, une galaxie attire du gaz qui entoure ensuite la galaxie et tourne avec elle avant de tomber à l'intérieur. Bien que des preuves de l'existence de cette accrétion galactique aient déjà été collectées [3], le mouvement du gaz et ses autres propriétés n'avaient pas encore été totalement étudiés.

Les astronomes ont utilisé les instruments SINFONI et UVES [4] qui tous deux équipent le VLT de l'ESO situé à l'Observatoire de Paranal au nord du Chili. Les nouvelles observations ont livré de précieuses informations concernant la rotation de la galaxie ainsi que la composition et le mouvement du gaz environnant la galaxie.

« Les propriétés de ce vaste volume de gaz environnant étaient en accord parfait avec les propriétés attendues d'un gaz froid aspiré par la galaxie » nous révèle Michael Murphy (Université de Technologie de Swinburne, Melbourne, Australie), co-auteur de l'étude. « Le gaz se déplace comme prévu, en quantité prévue et sa composition est en accord total avec le modèle. C'est comme si l'heure du repas pour les lions d'un zoo avait sonné – cette galaxie est particulièrement vorace, et nous avons découvert de quoi elle se nourrit pour croître si rapidement. »

Les astronomes avaient déjà découvert l'existence de matière autour des galaxies de l'Univers jeune, mais c'est la toute première fois qu'ils ont été en mesure de prouver, sans la moindre ambigüité, que la matière se déplace vers l'intérieur et non vers l'extérieur de la galaxie, de déterminer également la composition de ce carburant frais nécessaire à la création des générations suivantes d'étoiles. Sans la lumière du quasar et l'effet de projecteur qu'il crée, ce gaz environnant serait demeuré indétectable.

« Dans ce cas précis, nous avons eu la chance que le quasar se situe dans l'alignement précis de la galaxie, de sorte que sa lumière traverse le gaz tombant sur la galaxie. La prochaine génération de télescopes géants permettra d'observer les galaxies sous de multiples angles et procurera donc une vision d'ensemble bien plus complète » conclut Crystal Martin (Université Santa Barbara de Californie, Etats-Unis), co-auteur de l'étude.

Notes

[1] Cette galaxie a été détectée à un redshift voisin de 2 lors d'un sondage effectué par l'instrument SINFONI en 2012 dans le cadre du Programme SINFONI Mg II dédié aux galaxies à raies d’émission (SIMPLE). Le quasar du fond a été baptisé HE 2243-60 ; la galaxie, elle, est située à un décalage spectral z=2.3285 – nous l'observons donc alors que l'Univers n'était âgé de deux milliards d'années.

[2] Lorsque la lumière en provenance du quasar traverse les nuages de gaz, quelques longueurs d'onde sont absorbées. Les caractéristiques de ces raies d'absorption fournissent aux astronomes de nombreuses informations relatives aux mouvements et à la composition chimique du gaz. En l'absence du quasar, beaucoup moins d'informations auraient été obtenues – les nuages de gaz ne brillent pas et sont invisibles sur les clichés.

[3] Des observations antérieures, tel le sondage SAURON (lien vers SAURON ANN du 3 juillet), ont fourni des indices plaidant en faveur de l'hypothèse selon laquelle les galaxies se nourrissent de la matière environnante.

[4] SINFONI est le spectrographe dédié aux observations de champ intégral dans l'infrarouge proche, tandis qu'UVES est le spectrographe à réseau échelle opérant dans l'ultraviolet et le visible. Tous deux équipent le Très Grand Télescope de l'ESO. SINFONI a révélé les mouvements de gaz au sein de la galaxie et UVES les effets du gaz environnant la galaxie sur la lumière en provenance du quasar distant.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "Signatures of Cool Gas Fueling a Star-Forming Galaxy at Redshift 2.3", à paraître dans l'édition du 5 juillet 2013 de la revue Science.

L'équipe est composée de N. Bouché (CNRS; IRAP, France), M. T. Murphy (Université de Technologie de Swinburne, Melbourne, Australie), G. G. Kacprzak (Université de Technologie de Swinburne, Australie; Membre du Conseil de la Recherche Scientifique Australien), C. Péroux (Université d'Aix Marseille, CNRS, France), T. Contini (CNRS; Université Paul Sabatier de Toulouse, France), C. L. Martin (Université de Californie à Santa Barbara, USA), M. Dessauges-Zavadsky (Observatoire de Genève, Suisse).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

- Photos du VLT

Source : ESO http://www.eso.org/public/france/news/eso1330/

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Des centaines de coulées de lave individuelles sont vues figées dans le temps sur les flancs d'Olympus Mons, le plus grand volcan du Système solaire.

Les images, prises le 21 Janvier 2013 par Mars Express de l'ESA, se concentrent sur le segment sud-est du volcan géant, lequel domine d'environ 22 km les plaines environnantes. C'est plus du double de la hauteur du Mauna Kea, le plus haut volcan sur Terre d'une hauteur de 10 km, lorsqu'il est mesuré de son socle océanique jusqu'au sommet.

Le flanc sud d'Olympus Mons - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Comme Mauna Kea, Olympus Mons est un volcan bouclier, avec des parois en pente douce qui s'étendent vers l'extérieur à de faibles angles. Mais contrairement à d'autres volcans boucliers, il possède une falaise abrupte, ou escarpement, qui la sépare des plaines environnantes.

Olympus Mons dans le contexte - Crédit : NASA MGS MOLA Science Team

L'escarpement entoure l'ensemble du volcan, par endroit atteignant 9 km de haut. Il a été probablement formé au cours d'un certain nombre de glissements de terrain catastrophiques sur les flancs du volcan, durant lesquels les débris résultants ont été transporté à plusieurs centaines de kilomètres au-delà de l'étendue de ces images.

Des coulées de lave couvrent la base du volcan, ponctuées par une poignée de blocs pointus et à sommet plat qui ont pivoté ou été soulevés lors de l'effondrement.

Topographie du flanc d'Olympus Mons - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

La transition entre les hauteurs vertigineuses du volcan descendant vers la plate plaine de lave à la base de l'escarpement peut être facilement vue dans l'image de la topographie en couleurs.

Dans l'image couleur de premier plan et les vues en perspective, de vastes réseaux d'étroites coulées de lave qui se chevauchent sont la preuve d'un passé volcanique très actif. La lave, solidifiée depuis longtemps, s'est déversée autrefois vers le bas des contours naturels du volcan, s'étalant en larges éventails lorsqu'elle a atteint l'escarpement et les plaines ci-dessous.

Les écoulements qui se sont terminés avant d'atteindre l'escarpement l'ont fait avec des langues arrondies, lorsque la lave a refroidi et cessa d'avancer.

Vue en perspective des flancs d'Olympus Mons - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Certaines coulées de lave sont délimitées par les parois abruptes du canal, tandis que d'autres étaient contenus dans des tubes de lave. Zoomer sur la partie supérieure gauche du flanc dans l'image principale révèle un exemple d'un ancien tube de lave, sa piste sinueuse partiellement exposée dans des segments de canaux où le plafond du tunnel s'est effondré depuis.

Vue en perspective des flancs d'Olympus Mons - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Les chaotiques coulées de lave sur les flancs offrent un contraste saisissant avec les plaines lisses vues entourant le volcan.

Ici, seules deux caractéristiques importantes sont visibles : une "crête de ride" en bas au centre de l'image principale, qui s'est formée lorsque la lave s'est refroidie et s'est contractée pour se gondoler et déformer la surface, et un système de canaux qui se ramifie en forme de fer à cheval. Ce canal a été vraisemblablement sculpté par la lave, mais l'eau peut avoir autrefois coulé ici, aussi.

Le flanc d'Olympus Mons en 3D - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)

La présence de seulement quelques petits cratères d'impact dans cette scène montre qu'elle est relativement jeune par rapport aux régions plus fortement cratérisées ailleurs sur Mars - plus la surface est âgée, plus grand est le temps d'exposition aux événements d'impact par les astéroïdes ou les comètes.

De plus, en examinant comment les coulées de lave se chevauchent, on peut déterminer leurs âges relatifs : celles qui se trouvent sur le dessus, coupant à travers et recouvrant les autres écoulements, sont les plus jeunes.

Par exemple, la vaste plaine de lave entourant le volcan tronque la majorité des coulées de lave s'étendant depuis les flancs, suggérant elle est encore plus jeune, et qu'elle provient d'un endroit à l'extérieur de cette scène.

On pense que la région volcanique hébergeant Olympus Mons et plusieurs autres grands volcans a été active jusqu'à il y a des dizaines de millions d'années, un temps relativement récent à l'échelle de temps géologique de la planète qui s'étend sur 4,6 milliards d'années.

http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Mars_Express/At_the_foot_of_the_Red_Planet_s_giant_volcano

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Les plus petites lunes de Pluton reçoivent des noms officiels.

Les noms de deux petites lunes connues de Pluton, précédemment dénommées "P4" et "P5", ont été formellement approuvés par l'Union Astronomique Internationale (UAI ). P4 a été nommée Kerberos, d'après le chien à trois têtes de la mythologie grecque. P5 a été nommée Styx, d'après la rivière mythologique qui sépare le monde des vivants du royaume des morts. Elles rejoignent les lunes de Pluton précédemment connues de Charon, Nix et Hydra. Selon les règles de l'UAI, les lunes de Pluton sont nommées d'après les personnages associés aux enfers des mythologies grecque et romaine.

Image du télescope spatial Hubble du système de Pluton, prise en Juillet 2012

Crédit : NASA, ESA, and M. Showalter (SETI Institute)

Mark Showalter , chercheur principal à l'Institut SETI de Mountain View, en Californie, a dirigé l'équipe d'astronomes qui a découvert Kerberos et Styx. Toutes deux ont d'abord été vues dans les expositions prolongées du système de Pluton obtenues par le télescope spatial Hubble. Kerberos a été découverte en 2011 et Styx en 2012. Les images ont été obtenues en soutien à la mission New Horizons de la NASA, qui va survoler Pluton en Juillet 2015.

Les noms ont été choisis sur la base des résultats d'un vote sans précédent sur Internet qui a eu lieu en Février 2012. Le scrutin sur plutorocks.seti.org a reçu près de 500.000 votes, incluant 30.000 suggestions. "J'ai été submergé par la réaction du public à la campagne de nomination », explique Showalter, ajoutant que le site Web a reçu une attention internationale et que la moitié des votes provenaient de l'extérieur des Etats-Unis.

Kerberos est la forme grecque du nom Cerberus, qui s'est classé deuxième lors du vote. Styx s'est classé troisième. Le top vote-getter était « Vulcan », basé sur une proposition de l'acteur William Shatner de la série TV "Star Trek". Vulcain est le nom de la planète d'origine du personnage de Star Trek Mr. Spock. L'UAI a réfléchi sérieusement à ce nom, qui se trouve être partagé par le dieu romain des volcans. Cependant, parce que le nom a déjà été utilisé en astronomie, et parce que le dieu romain n'est pas étroitement associé avec Pluton, cette proposition a été rejetée. « Je suis reconnaissant à l'UAI pour avoir mûrement réfléchi à nos suggestions, » dit Showalter.

New Horizons regardera de près Kerberos, Styx et leurs lunes compagnes en 2015 , lorsqu'il deviendra le premier vaisseau spatial à survoler le système de Pluton " Les découvertes de Kerberos et Styx s'ajoutent aux mystères qui entourent la formation du système de Pluton ", explique le chercheur principal de New Horizons Alan Stern, du Southwest Research Institute.

Pendant le survol, la sonde recherchera également des lunes supplémentaires, qui pourraient être trop petites à détecter pour le télescope Hubble. Par la suite, New Horizons ira à la découverte de la ceinture de Kuiper plus éloignée.

http://pluto.jhuapl.edu/news_center/news/20130702.php

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie

Ce 04 Juillet, le Système solaire exhibe son propre feu d'artifice. Ressemblant superficiellement à une fusée, la comète ISON se précipite vers le Soleil à la vitesse de 77.750 km par heure. Contrairement à un feu d'artifice, la comète n'est pas en combustion, mais est en fait assez froide. Sa queue à l'aspect de fusée est vraiment un ruisseau de gaz et de poussières s'écoulant du noyau de glace. La vidéo montre une séquence d'observations de Hubble prise sur une période de 43 minutes, compressée en seulement cinq secondes. La comète se déplace d'environ 55.000 km lors de la séquence d'exposition.

Crédit : NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/24/

Le Meilleur du télescope spatial Hubble

Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie