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Nouvelles du Ciel de Novembre 2018 |
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Nouvelles du Ciel de Novembre 2018 |
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Hubble découvre des milliers d'amas globulaires dispersés parmi les galaxies
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L'enquête permettra de cartographier la matière noire dans un énorme amas de galaxies
Les amas globulaires d'étoiles sont les cibles préférées des observateurs amateurs du ciel. À l'œil nu, ils apparaissent comme des étoiles à l'aspect flou. À travers un petit télescope, ils se séparent pour former des îles scintillantes en forme de boule de neige d'innombrables étoiles. Environ 150 groupes d'étoiles globulaires gravitent autour de notre Voie lactée, comme des abeilles bourdonnant autour d'une ruche. Ce sont les premiers colons de notre galaxie, contenant les plus anciennes étoiles connues de l'Univers.
Hubble est si puissant qu'il peut voir des amas globulaires d'étoiles à 300 millions d'années-lumière d'ici. Et, beaucoup d'entre eux. En regardant au cœur de l'amas géant de galaxies Coma, Hubble a capturé 22.426 amas globulaires. L'enquête a révélé des amas globulaires dispersés dans l'espace parmi les 1.000 galaxies de l'amas Coma. Ils sont orphelins de leur galaxie d'origine à cause de quasi-collisions de galaxies à l'intérieur de l'amas de galaxies bloqué par la circulation. Du fait qu’ils sont très nombreux dans le groupe Coma, ils constituent d’excellents traceurs de l’ensemble du champ gravitationnel qui empêche les galaxies de se lancer dans l’espace. La gravité est un traceur de la distribution de la matière noire.
Image: NASA, ESA, J. Mack (STScI), and J. Madrid (Australian Telescope National Facility) Science: NASA, ESA, and J. Madrid (Australian Telescope National Facility)
Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie |
Dans les coulisses de la récupération de Hubble
de la NASA : Grâce au travail acharné de l'équipe des
opérations, Hubble a retrouvé toutes ses capacités scientifiques
avec trois gyroscopes en fonctionnement. Au petit matin du 27 0ctobre 2018,
le télescope spatial Hubble visait un champ de galaxies non loin du Grand
Carré de la constellation de Pégase. Dans le champ se trouvaient
des galaxies d'étoiles en formation distantes de 11 milliards d'années-lumière.
Avec la cible en ligne de mire, l'instrument Wide Field Camera 3 de Hubble a
enregistré une image. C'était la première image capturée
par le télescope depuis qu'il avait fermé les yeux sur l'Univers
trois semaines plus tôt. C'était le résultat de toute une
équipe d'ingénieurs et d'experts travaillant sans relâche
pour que le télescope explore à nouveau le cosmos.
Façonner la surface de Mars avec de l'eau, du vent et de la glace
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Mars Express, de l'ESA, a photographié une partie fascinante de la surface de la planète rouge: un escarpement rocheux, fragmenté et sillonné, situé à la limite des hémisphères nord et sud.
Vue en perspective de Nili Fossae - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
Cette région est un exemple impressionnant d'activité passée sur la planète et montre les endroits où le vent, l'eau et la glace ont déplacé des matériaux d'un endroit à l'autre, créant ainsi des motifs et des reliefs distinctifs.
Mars est une planète en deux moitiés. À certains endroits, l'hémisphère nord de la planète se trouve à quelques kilomètres plus bas que le sud; cette division topographique claire est connue sous le nom de dichotomie martienne et constitue un élément particulièrement distinctif à la surface de la planète rouge.
Nili Fossae dans son contexte - Crédit : NASA MGS MOLA Science Team
La partie nord de la planète Mars présente également de grandes étendues de terres planes, alors que les régions situées au sud de la planète sont fortement marquées et recouvertes de cratères. On pense que ceci est le résultat de l'activité volcanique passée, qui a remodelé la surface de certaines parties de Mars pour créer des plaines lisses dans le nord - et laissé d'autres régions anciennes et intactes.
La vedette de cette image de Mars Express, un escarpement sillonné et rempli de roches connu sous le nom de Nili Fossae, se situe à la limite de cette ligne de partage nord-sud. Cette région est remplie de vallées rocheuses, de petites collines et d'amas de reliefs plats (appelés mesas en termes géologiques), avec quelques morceaux de roche de croûte semblant être enfoncés dans la surface, créant un certain nombre de caractéristiques semblables à des fossés connues comme grabens.
Mars Express vue de Nili Fossae - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
Comme dans la majeure partie de l'environnement, et malgré la réputation de Mars en tant que monde sec et aride, on pense que l'eau a joué un rôle clé dans la sculpture de Nili Fossae en raison de l'érosion continue. En plus des indices visuels, des marques d'interactions passées avec l'eau ont été repérées dans la partie occidentale (supérieure) de cette image - des instruments tels que le spectromètre OMEGA de Mars Express ont repéré des minéraux argileux ici, qui sont des indicateurs clés de la présence antérieure de l'eau.
Topographie de Nili Fossae - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
L'altitude de Nili Fossae et de ses environs, illustrée dans la vue topographique ci-dessus, est quelque peu variée; les régions situées à gauche et en bas à gauche (sud) sont plus hautes que celles situées de l'autre côté du cadre (nord), illustrant la dichotomie susmentionnée. Ce terrain en altitude semble se composer principalement de plateaux rocheux, tandis que le terrain plus bas comprend des roches plus petites, des mesas, des collines, etc., avec les deux sections grossièrement séparées par des canaux d'érosion et des vallées.
On pense que cette scission est le résultat de déplacements de matériaux sur Mars, il y a des centaines de millions d'années. Semblables aux glaciers de la Terre, des écoulements d'eau et de glace traversent le terrain martien et le sculptent et l'érodent lentement au fil du temps, emportant également des matériaux. Dans le cas de Nili Fossae, ceux-ci ont été transportés des zones les plus hautes vers les zones les plus basses, avec des morceaux de roche résistante et de matériaux robustes demeurant en grande partie intacts, mais se déplaçant vers le bas pour former les mésas et les reliefs vus aujourd'hui.
Nili Fossae en 3D - Crédit : ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO
On pense que les formes et les structures dispersées dans cette image ont été façonnées au fil du temps par des flux non seulement d'eau et de glace, mais aussi de vent. Des exemples peuvent être vus dans cette image dans des zones de la surface qui semblent être particulièrement sombres sur le fond ocre, comme si elles étaient maculées de charbon ou d'encre. Ce sont des zones de sable volcanique plus sombre, qui ont été transportées et déposées par les vents martiens actuels. Le vent déplace souvent le sable et la poussière sur la surface de Mars, créant des champs de dunes ondulants sur la planète et formant un terrain multicolore et fragmenté comme Nili Fossae.
Les données constituant cette image ont été recueillies par la caméra stéréoscopique à haute résolution (HRSC) de Mars Express le 26 Février 2018.
Mars Express de l'ESA a été lancé en 2003. En plus de produire des vues saisissantes de la surface martienne, la mission a permis de mieux comprendre nombre des plus grands mystères de la planète - et a contribué à créer l'image de Mars comme une planète autrefois plus chaude, plus humide et potentiellement habitable.
En savoir plus sur les 15 dernières années de Mars Express et sur ce que la mission a découvert jusqu'à présent : ici.
Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie
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Comètes P/2018 VN2 (Leonard), C/2018 U1 (Lemmon)
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P/2018 VN2 (Leonard) Greg J. Leonard a découvert une nouvelle comète sur les images CCD obtenues le 05 Novembre 2018 avec le télescope de 1.5-m du Mt. Lemmon Survey, notant une chevelure de 3"-5" et une large queue de 8", comme indiqué dans 4 expositions de 30s. En raison des travaux en cours de l'ADES au Minor Planet Center, l'objet n'a pas été déplacé vers la page PCCP (Possible Comet Confirmation Page) du MPC, et il a ensuite été désigné comme une planète mineure non-NEO.
Les éléments orbitaux elliptiques de la comète P/2018 VN2 (Leonard) indiquent un passage au périhélie le 07 Juin 2018 à une distance d'environ 2,1 UA du Soleil, et une période d'environ 8,1 ans pour cette comète de la famille de Jupiter.
Les observations supplémentaires indiquent un passage au périhélie le 05 Juin 2018 à une distance d'environ 2,1 UA du Soleil, et une période d'environ 8,2 ans.
C/2018 U1 (Lemmon) Une nouvelle comète a été découverte sur les images obtenues par R. A. Kowalski le 27 Octobre 2018 avec le télescope de 1.5-m du Mt. Lemmon Survey. Cet objet a été signalé comme un nouveau géocroiseur sur la page NEOCP (NEO Confirmation Page) et a été déplacé vers la page PCCP (Possible Comet Confirmation Page) du Minor Planet Center lorsque l'orbite a semblé cométaire. Les premiers rapports de certains observateurs utilisant de petits télescopes impliquaient que l'objet était, en fait, une comète, mais ces rapports n'ont pas été confirmés à l'époque par des observateurs utilisant de grands télescopes.
Les éléments orbitaux hyperboliques de la comète C/2018 U1 (Lemmon) indiquent un passage au périhélie le 01 Novembre 2021 à une distance d'environ 4,9 UA du Soleil.
Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie |
Un serpent cosmique
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Le VLT de l'ESO capture les détails d'un système de serpentins sculptés par des collisions de vents stellaires
L'instrument VISIR qui équipe le Very Large Telescope de l'ESO a capturé cette superbe image d'un système stellaire triple nouvellement découvert. Baptisé Apep en référence au dieu du panthéon égyptien, cette structure pourrait être le premier berceau de sursauts gamma détecté à ce jour.
Les tourbillons d'Apep - Crédit : ESO/Callingham et al.
Ce tourbillon capturé par l'instrument VISIR installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO s'achemine vers un futur explosif. Il s'agit d'un système stellaire de type Wolf-Rayet, et probablement d'une source de l'un des phénomènes les plus énergétiques de l'Univers – un sursaut gamma de longue durée (GRB).
“C'est le tout premier système de ce type découvert au sein de notre propre galaxie” déclare Joseph Callingham de l'Institut Néerlandais de Radioastronomie (ASTRON), auteur principal de l'étude sur ce système. “Nous ne nous attendions pas à découvrir un tel système dans notre propre galaxie” [1].
Le système, composé d'un cocon d'étoiles massives entouré de poussière, apparaît dans l'un des catalogues sous la référence 2XMM J160050.7-514245. Mais les astronomes l'ont baptisé “Apep”.
Apep tire son appellation de sa forme sinueuse, évoquant celle d'un serpent enroulé autour d'étoiles centrales. Son homonyme était une divinité du panthéon égyptien, représentée sous l'aspect d'un serpent incarnant le chaos – figuration digne d'un système particulièrement violent. Les anciens Egyptiens pensaient que Rê, le dieu Soleil, combattait chaque nuit Apep ; la prière et le culte permettaient à Rê d'emporter la victoire, et de réapparaître chaque matin dans les lueurs de l'aube.
Les sursauts gamma figurent parmi les explosions les plus puissantes de l'Univers. D'une durée variant de quelques millièmes de seconde à plusieurs heures, ils sont susceptibles de libérer autant d'énergie que le Soleil durant l'intégralité de son cycle de vie. Les sursauts gamma de longue durée – supérieure à 2 secondes – sont générés par les explosions en supernovae d'étoiles Wolf-Rayet dotées d'une rotation rapide.
Certaines des étoiles les plus massives évoluent, vers la fin de leur vie, en étoiles de type Wolf Rayet. Cette phase est de courte durée – quelques centaines de milliers d'années seulement, soit un court instant à l'échelle cosmologique. Au cours de cette phase, elles expulsent de vastes quantités de matière sous la forme de puissants vents stellaires, caractérisés par des vitesses atteignant les millions de kilomètres par heure. Les vents stellaires s'échappant d'Apep atteignent des vitesses incroyables de 12 millions de km/h.
Ces vents stellaires ont généré les panaches en forme de serpentins qui entourent le système d'étoiles triple – composé d'un système binaire et d'une étoile compagnon liés ensemble par la gravitation. Seules deux étoiles sont visibles sur cette image – la source qui occupe la position inférieure est en réalité une étoile binaire de type Wolf-Rayet non résolue. Cette binaire est responsable de la sculpture tourbillonnaire qui entoure Apep. Cette scupture résulte en effet des collisions des vents stellaires issus des deux étoiles de type Wolf-Rayet.
Comparée aux vents issus d'Apep, la poussière se déplace à des vitesses peu élevées, inférieures à 2 millions de km/h. L'énorme différence de vitesses qui caractérisent les vents stellaires issus d'Apep et la poussière périphérique résulte vraisemblablement de l'échappement, dans des directions différentes, d'un vent rapide et d'un vent lent d'une même étoile du système binaire.
Ainsi donc, l'étoile subirait une rotation quasi-critique – sa rotation trop rapide l'entraînerait vers une dislocation fatale. Une étoile de type Wolf-Rayet dotée d'une rotation si rapide est susceptible de produire un sursaut gamma de longue durée lorsqu'en fin de vie son noyau s'effondre.
Notes
Plus d'informations : Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé “Anisotropic winds in Wolf-Rayet binary identify potential gamma-ray burst progenitor” à paraître ce 19 novembre 2018 au sein de la revue Nature Astronomy.
L'équipe était composée de J. R. Callingham (ASTRON, Dwingeloo, Pays-Bas), P. G. Tuthill (Institut d'Astronomie de Sydney [SIfA], Université de Sydney, Australie), B. J. S. Pope (SIfA; Centre de Cosmologie et de Physique des Particules, Université de New York, Etats-Unis; Chaire Sagan de la NASA), P. M. Williams (Institut d'Astronomie, Université d'Edimbourg, Royaume-Uni), P. A. Crowther (Département de Physique et d'Astronomie, Université de Sheffield, Royaume-Uni), M. Edwards (SIfA), B. Norris (SIfA), et L. Kedziora-Chudczer (Ecole de Physique, Université de Nouvelles Galles du Sud, Australie).
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 Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, 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 géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».
Liens :
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Les astronomes trouvent une possible étoile insaisissable derrière une supernova
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La fin explosive de la vie d'une étoile massive est l'une des explosions les plus puissantes de l'Univers. Le matériel expulsé par la mort stellaire violente enrichit notre galaxie avec des éléments plus lourds, les éléments constitutifs de nouvelles étoiles et même de systèmes planétaires. Les astronomes ont diligemment cherché les étoiles progénitrices condamnées dans des images antérieures à l'explosion. L'étude de ces étoiles pourrait les aider dans leur quête pour mieux comprendre l'évolution stellaire.
Leur quête a révélé quelques étoiles pré-supernova. Mais les étoiles condamnées pour une classe de supernova ont échappé à la découverte : les étoiles lourdes qui explosent sous le nom de supernovae de type Ic. Ces étoiles, pesant plus de 30 fois la masse de notre Soleil, perdent leurs couches d'hydrogène et d'hélium avant leur mort cataclysmique. Les chercheurs ont pensé qu'elles devraient être faciles à trouver car elles sont grandes et brillantes. Cependant, ils n'ont rien trouvé. Enfin, en 2017, les astronomes ont eu de la chance. Une étoile proche a fini sa vie en supernova de type Ic. Deux équipes de chercheurs ont exploré les archives d'images de Hubble pour découvrir l'étoile précurseur présumée dans des photos de 2007 précédant l'explosion. La supernova, cataloguée SN 2017ein, est apparue près du centre de la galaxie spirale NGC 3938, située à environ 65 millions d'années-lumière d'ici.
Une analyse des couleurs de l'étoile candidate montre qu'elle est bleue et extrêmement chaude. Sur la base de cette évaluation, les deux équipes suggèrent deux possibilités pour l'identité de la source. Le progéniteur pourrait être une seule étoile entre 45 et 55 fois plus massive que notre Soleil. Une autre idée est qu'il pourrait s'agir d'un système d'étoiles binaires dans lequel l'une des étoiles pèse entre 60 et 80 fois la masse de notre Soleil et l'autre environ 48 masses solaires. Dans ce dernier scénario, les étoiles gravitent en orbite proche et interagissent l'une avec l'autre. L'étoile la plus massive est débarrassée de ses couches d'hydrogène et d'hélium par son proche compagnon et finit par exploser sous forme d'une supernova.
Artwork: NASA, ESA, and J. Olmsted (STScI) Science: NASA, ESA, S. Van Dyk (Caltech), and C. Kilpatrick (University of California, Santa Cruz)
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Une super-Terre en orbite autour de l'étoile de Barnard
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La campagne Red Dots révèle l'existence d'une exoplanète autour de l'étoile simple la plus proche de la Terre
L'étoile la plus proche du Soleil abrite une exoplanète dont la masse excède les 3,2 masses terrestres, soit une super-Terre. L'une des plus vastes campagnes d'observation destinée à recueillir les données issues d'un réseau de télescopes terrestres parmi lesquels figure l'instrument HARPS, le chasseur de planètes de l'ESO, a mis au jour l'existence de ce monde glacé et peu éclairé. Cette planète nouvellement découverte constitue la seconde exoplanète la plus proche de la Terre. Elle orbite autour de l'étoile de Barnard, qui se déplace rapidement dans le ciel nocturne.
Vue d'artiste de la surface d'une super-Terre en orbite autour de l'étoile de Barnard - Crédit : ESO/M. Kornmesser
Une planète a été découverte en orbite autour de l'étoile de Barnard, distante de quelque 6 années lumière de la Terre. Cette nouvelle, qui fait l'objet d'une publication ce jour au sein de la revue Nature, est le fruit des campagnes Red Dots et CARMENES axées sur la recherche de planètes rocheuses voisines, et qui récemment ont permis la découverte d'un nouveau monde autour de notre plus proche voisine, Proxima Centauri.
Notes
Plus d'informations : Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé A super-Earth planet candidate orbiting at the snow-line of Barnard's star, publié ce 15 novembre au sein de la revue Nature.
Liens : - La campagne Pale Red Dots découvre Proxima Centauri b
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Comète C/2018 V1 (Machholz-Fujikawa-Iwamoto)
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C/2018 V1 (Machholz-Fujikawa-Iwamoto) L'astronome amateur américain Donald Edward Machholz a découvert visuellement une comète de magnitude 10 le 07 Novembre 2018 à 12h44 UTC avec un réflecteur de 0,47 m depuis Colfax, en Californie, Etats-Unis. Il s'agit de sa 12ème découverte (9 comètes découvertes en tant qu'unique découvreur et 3 découvertes partagées), après 746 heures de recherches depuis la découverte de sa dernière, la comète C/2010 F4 (Machholz).
Deux imageurs CCD japonais ont également découvert indépendamment la comète, Shigehisa Fujikawa (Kan'onji, Kagawa, Japon) la trouvant dans des images prises le 07 Novembre 2018 à 19h44 UTC avec un objectif de 120-mm F3.5 et Masayuki Iwamoto (Awa, Tokushima, Japon) dans des images prises le 07 Novembre 2018 à 20h11 UTC avec un PENTAX SDUF II (D 100mm, F 400mm) + EOS6D.
Les éléments orbitaux paraboliques de la comète C/2018 V1 (Machholz-Fujikawa-Iwamoto) indiquent un passage au périhélie le 03 Décembre 2018 à une distance d'environ 0,03 UA du Soleil.
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Des astronomes découvrent des trous noirs grandissants dans des galaxies en collision
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Certaines des images les plus étonnantes du télescope spatial Hubble révèlent des galaxies en détresse. Beaucoup d'entre elles sont en proie à une rencontre gravitationnelle avec une autre galaxie. Les photos montrent des modèles de moulinets parfaits étirés et tirés dans des formes irrégulière. Des banderoles de gaz et de poussière s'écoulent des galaxies dans l'espace. Et dans ce chaos, des groupes de jeunes étoiles bleues brillent comme des lumières d'arbres, alimentées par la poussière et les gaz provoqués par la rencontre galactique. Pour certaines galaxies, la puissante rencontre avec une galaxie passagère se terminera finalement par une fusion.
Mais cachée au fond des cœurs poussiéreux de ces galaxies en fusion est la lente danse de leurs trous noirs supermassifs en vue d'une éventuelle union. La lumière visible ne peut pas pénétrer dans ces régions centrales enveloppées. Les données des rayons X ont toutefois détecté la parade nuptiale. Et maintenant, les astronomes analysant les images dans le proche infrarouge du télescope spatial Hubble et de l'observatoire W. M. Keck à Hawaii offrent la meilleure vue possible des paires de trous noirs proches se déplaçant lentement l'un vers l'autre.
L'étude est la plus grande enquête des noyaux des galaxies voisines dans la lumière proche infrarouge. Les observations de Hubble représentent plus de 20 ans de clichés tirés de ses vastes archives. L'enquête ciblait les galaxies résidant à une distance moyenne de 330 millions d'années-lumière de la Terre.
Le recensement aide les astronomes à confirmer des simulations informatiques montrant que les trous noirs se développent plus rapidement au cours des derniers 10 à 20 millions d'années de la fusion galactique. Les images de Hubble et de l'observatoire Keck ont capturé des vues rapprochées de cette étape finale, alors que les trous noirs encombrés ne sont séparés que d'environ 3.000 années-lumière - une quasi-étreinte en termes cosmiques. L'étude montre que les rencontres de galaxies sont importantes pour la compréhension des astronomes sur la façon dont les trous noirs sont devenus si énormes.
Ces trous noirs monstres libèrent également une puissante énergie sous la forme d'ondes gravitationnelles, le genre d'ondulations dans l'espace-temps qui ont été récemment détectées par des expériences inédites. Les images fournissent également un aperçu rapproché d'un phénomène qui devait être plus courant dans l'Univers primitif, lorsque les fusions de galaxies étaient plus fréquentes.
Crédit : NASA, ESA, and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.); Hubble image: NASA, ESA, and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.); Keck images: W. M. Keck Observatory and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.); Pan-STARRS images: Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.)
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ALMA et MUSE découvrent une fontaine galactique
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Des observations effectuées par ALMA et des données acquises par le spectrographe MUSE installé sur le VLT de l'ESO ont mis au jour l'existence d'une énorme fontaine de gaz moléculaire alimentée par un trou noir situé dans la galaxie la plus brillante de l'amas Abell 2597. Le cycle galactique complet des flux entrant et sortant de cette vaste fontaine cosmique n'avait encore jamais été observé dans aucun système.
Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tremblay et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/Chandra; ESO/VLT
A moins d'un milliard d'années lumière de la Terre, au sein de l'amas de galaxies Abell 2597, se trouve une gigantesque fontaine galactique. Un trou noir massif situé au cœur d'une lointaine galaxie a été surpris en pleine phase d'éjection de gaz moléculaire froid dans l'espace, dont la chute sur le trou noir s'apparente à un véritable déluge intergalactique. Les flux entrant et sortant de cette extraordinaire fontaine cosmique n'avaient encore jamais été simultanément observés. Cette fontaine prend sa source au cœur de la galaxie la plus brillante de l'amas Abell 2597, dans les 100 000 années lumière de la partie centrale de cette galaxie.
“Ce système est probablement le tout premier à nous offrir la confirmation d'un flux de gaz moléculaire froid s'écoulant en direction du trou noir et d'un flux sortant, expulsé par le trou noir”, précise Grant Tremblay du Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, ancien boursier de l'ESO, et auteur principal de cette étude. “Le trou noir supermassif situé au cœur de cette gigantesque galaxie se comporte à l'image d'une pompe mécanique alimentant une fontaine.”
Grant Tremblay et son équipe ont utilisé le réseau ALMA pour déterminer la position et le mouvement des molécules de monoxyde de carbone à l'intérieur de la nébuleuse. Ces molécules froides, caractérisées par une température inférieure à 250–260°C, ont été observées en phase de chute sur le trou noir. L'équipe a par ailleurs utilisé les données acquises par l'instrument MUSE qui équipe le Very Large Telescope de l'ESO pour suivre le gaz plus chaud – expulsé par le trou noir sous forme de jets.
“L'étude détaillée de la source au moyen des données d'ALMA et de MUSE lui confère un aspect unique”, ajoute Grant Tremblay. “Les deux installations offrent une combinaison incroyablement puissante”.
La combinaison de ces deux jeux de données permet de dresser une cartographie complète du processus. Le gaz froid s'écoule en direction du trou noir, l'enflammant et l'amenant à propulser des jets rapides de plasma incandescent dans le vide. Ces jets jaillissent ensuite du trou noir, formant une splendide fontaine galactique. Incapable d'échapper à l'attraction gravitationnelle de la galaxie, le plasma se refroidit, ralentit, puis finit par retomber sur le trou noir, alimentant un nouveau cycle.
Cette observation sans précédent pourrait permettre de mieux connaître le cycle de vie des galaxies. L'équipe considère que ce processus pourrait non seulement être la norme, mais également essentiel à la compréhension de la formation galactique. Les flux entrant et sortant de gaz moléculaire froid ont fait l'objet d'observations antérieures. Toutefois, c'est la première fois qu'ils sont simultanément détectés au sein d'un même système. Cette observation offre donc la toute première confirmation que l'un et l'autre flux s'inscrivent dans le cadre d'un même processus.
Abell 2597 se situe dans la constellation du Verseau. Son appellation dérive de son appartenance au catalogue Abell des riches amas de galaxies. Dans ce catalogue figurent également des amas tels l'amas du Fourneau, l'amas d'Hercule et l'amas de Pandora.
Plus d'informations : Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé “A Galaxy-Scale Fountain of Cold Molecular Gas Pumped by a Black Hole”, paru au sein de la revue The Astrophysical Journal.
L'équipe était composée de G. R. Tremblay (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis; Centre d'Astronomie et d'Astrophysique de Yale, Université de Yale, New Haven, Etats-Unis), F. Combes (LERMA, Observatoire de Paris, Sorbonne Université, Paris, France), J. B. R. Oonk (ASTRON, Dwingeloo, Pays-Bas; Observatoir de Leiden, Pays-Bas), H. R. Russell (Institut d'Astronomie, Université de Cambridge, Royaume-Uni), M. A. McDonald (Institut Kavli d'Astrophysique et de Recherche Spatiale, Institut de Technologie du Massachusetts, Cambridge, Etats-Unis), M. Gaspari (Département des Sciences Astrophysiques, Université de Princeton, Etats-Unis), B. Husemann (Institut Max Planck dédié à l'Astronomie, Heidelberg, Allemagne), P. E. J. Nulsen (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis; ICRAR, Université d'Australie Occidentale, Crawley, Australie), B. R. McNamara (Département de Physique & et d'Astronomie, Université de Waterloo, Canada), S. L. Hamer (CRAL, Observatoire de Lyon, Université de Lyon, France), C. P. O'Dea (Département de Physique & d'Astronomie, Université de Manitoba, Winnipeg, Canada; Ecole de Physique & d'Astronomie, Institut de Technologie de Rochester, Etats-Unis), S. A. Baum (Ecole de Physique & d'Astronomie, Institut de Technologie de Rochester, Etats-Unis; Faculté de Science, Université de Manitoba, Winnipeg, Canada), T. A. Davis (Ecole de Physique & d'Astronomie, Université de Cardiff, Royaume-Uni), M. Donahue (Département de Physique et d'Astronomie, Université d'Etat du Michigan, East Lansing, Etats-Unis), G. M. Voit (Département de Physique et d'Astronomie, Université d'Etat du Michigan, East Lansing, Etats-Unis), A. C. Edge (Département de Physique, Université de Durham, Royaume-Uni), E. L. Blanton (Département d'Astronomie et Institut de Recherche en Astrophysique, Université de Boston, Etats-Unis), M. N. Bremer (Laboratoire de Physique H. W. Wills, Université de Bristol, Royaume-Uni), E. Bulbul (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis), T. E. Clarke (Laboratoire de recherche navale, Division de la télédétection, Washington, DC, Etats-Unis), L. P. David (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-UNis), L. O. V. Edwards (Département de Physique, Université d'État polytechnique de Californie, San Luis Obispo, Etats-Unis), D. Eggerman (Centre d'Astronomie et d'Astrophysique de Yale, Université de Yale, New Haven, Etats-Unis), A. C. Fabian (Institut d'Astronomie, Université de Cambridge, Royaume-Uni), W. Forman (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis), C. Jones (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis), N. Kerman (Centre d'Astronomie et d'Astrophysique de Yale, Université de Yale, New Haven, Etats-Unis), R. P. Kraft (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis), Y. Li (Centre de Simulation Astrophysique, Institut Flatiron, New York, Etats-Unis; Département d'Astronomie, Université du Michigan, Ann Arbor, Etats-Unis), M. Powell (Centre d'Astronomie et d'Astrophysique de Yale, Université de Yale, New Haven, Etats-Unis), S. W. Randall (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis), P. Salomé (LERMA, Observatoire de Paris, Sorbonne Université, Paris, France), A. Simionescu (Institut des Sciences Spatiales et Astronautiques [ISAS], Kanagawa, Japon), Y. Su (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis), M. Sun (Département de Physique et d'Astronomie, Université d'Alabama à Huntsville, Etats-Unis), C. M. Urry (Centre d'Astronomie et d'Astrophysique, Université de Yale, New Haven, Etats-Unis), A. N. Vantyghem (Département de Physique & d'Astronomie, Université de Waterloo, Canada), B. J. Wilkes (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis) et J. A. ZuHone (Centre d'Astrophysique Harvard-Smithson, Cambridge, Etats-Unis).
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 Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, 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 géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».
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Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie
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Gaia découvre un événement majeur de l'histoire de la formation de la Voie lactée
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La mission spatiale Gaia de l'ESA a dévoilé un événement majeur de l'histoire de la formation de la Voie lactée [1]. Notre galaxie ne s'est pas formée isolée, elle a fusionné avec une autre grande galaxie dans sa jeunesse, il y a environ 10 milliards d'années. Cette galaxie a rempli d'étoiles le halo qui entoure la Voie lactée et a épaissi le disque galactique présent à cette époque. Les preuves sont dispersées dans le ciel tout autour de nous, mais il a fallu Gaia et son extraordinaire précision pour les mettre en évidence de façon éclatante.
Gaia mesure la position, le mouvement et la luminosité des étoiles avec une précision sans précédent. Sur la base des 22 premiers mois d'observation, l'étude de sept millions d'étoiles - celles pour lesquelles les positions et vitesses 3D complètes sont disponibles – a permis de découvrir que 30 000 d'entre elles faisaient partie d'un "groupe étrange" d'étoiles vieilles se déplaçant à travers la Voie lactée et que l'on peut observer dans le voisinage du soleil. Nous sommes si profondément ancrés dans ce groupe que ses étoiles nous entourent presque complètement et peuvent donc être vues à travers la plus grande partie du ciel. Les étoiles du groupe se distinguaient dans les données de Gaia car elles se déplaçaient toutes sur des trajectoires allongées dans la direction opposée à la majorité des autres étoiles de la galaxie, y com-pris le Soleil. Elles se distinguaient également dans le diagramme Hertzprung-Russell - qui relie luminosité et couleur des étoiles - indiquant qu'elles appartenaient à une population stellaire clairement distincte.
Dans le passé, Amina Helmi et son groupe de recherche avaient utilisé des simulations pour étudier ce qu'il advient des étoiles lorsque deux grandes galaxies fusionnent. Lorsqu'elle a comparé celles-ci aux données de Gaia, les résultats simulés correspondaient aux observations. En d'autres termes, le groupe correspond à ce qu'ils attendaient d'étoiles qui faisaient autrefois partie d'une autre galaxie et qui ont été absorbées par la Voie lactée. Ces étoiles forment à présent la plus grande partie du halo interne de notre galaxie - une composante diffuse d'étoiles vieilles qui entourent à présent la majeure partie de la Voie lactée, le bulbe central, le disque mince et le disque épais. Le disque épais est une composante de la Voie lactée dont la structure et l'origine sont encore débattues. Selon les simulations de l'équipe, en plus de fournir les étoiles de halo, la galaxie accrétée aurait également pu perturber les étoiles préexistantes de la Voie lactée afin de contribuer à la formation du disque épais.
Les étoiles qui se forment dans différentes galaxies ont des compositions chimiques uniques qui correspondent aux conditions de la galaxie d'origine. Si ce groupe d'étoiles est bien les restes d'une galaxie qui a fusionné avec la nôtre, les étoiles doivent en laisser une empreinte dans leur composition. Un premier indice était présent dans le diagramme Hertzprung-Russell et le relevé spectroscopique APOGEE a permis de confirmer que c'était le cas.
Les astronomes ont appelé cette galaxie Gaia-Enceladus du nom de l'un des géants de la mythologie grecque, qui était la progéniture de Gaia, la Terre, et d'Uranus, le Ciel. Selon la légende, Encelade aurait été enterré sous le mont Etna, en Sicile, et serait responsable des tremblements de terre locaux. De même, les étoiles de Gaia-Enceladus étaient profondément enfouies dans les données de Gaia et ont ébranlé la Voie lactée, ce qui a entraîné la formation de son disque épais.
L'équipe a également trouvé des centaines d'étoiles variables et 13 amas globulaires dans la Voie lactée qui suivent des trajectoires similaires à celles des étoiles de Gaia-Enceladus, indiquant qu'elles faisaient partie de ce système. Les amas globulaires sont des groupes pouvant aller jusqu'à des millions d'étoiles, maintenus ensemble par leur gravité mutuelle et gravitant autour du centre d'une galaxie. Le fait que tant de groupes puissent être liés à Gaia-Enceladus est une autre indication du fait que celle-ci a dû être autrefois une grande galaxie à part entière, avec son propre entourage d'amas globulaires.
L'étude a indiqué que cette galaxie avait à peu près la taille de l'un des nuages de Magellan - deux galaxies satellites environ dix fois plus petites que la taille actuelle de la Voie lactée. Cependant, il y a dix milliards d'années, lorsque la fusion avec Gaia-Enceladus a eu lieu, la Voie lactée elle-même étant beaucoup plus petite, le rapport entre les deux ressemblait davantage à quatre pour un. C'était donc clairement un événement majeur pour notre galaxie.
Note : [1] Les laboratoires français ayant contribué à cet article sont l'Institut de planétologie et d'astrophysique (IPAG/OSUG, CNRS/Université Grenoble Alpes) et le Laboratoire galaxies, étoiles, physique et instrumentation (GEPI/Observatoire de Paris, CNRS/Université Paris-Diderot).
Référence : Amina Helmi, Carine Babusiaux, Helmer H. Koppelman, Davide Massari, Jovan Veljanoski & Anthony G. A. Brown (2018) The merger that led to the formation of the Milky Way's inner stellar halo and thick disk, Nature, 563, pp85–88.
Gilbert Javaux - PGJ-Astronomie |
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