LAGUNE BLEUE

Vista scrute profondément au cœur de la Lagune bleue
5 janvier 2011

Cette nouvelle image infrarouge de la nébuleuse de la Lagune a été prise dans le cadre du programme d’étude de la Voie Lactée s’étalant sur cinq ans réalisé avec le télescope VISTA de l’ESO à l’Observatoire de Paranal au Chili. Il s’agit là d’une petite partie d’une image bien plus grande de la région entourant la nébuleuse, image qui constitue elle aussi une simple partie d’un très grand sondage.

Les astronomes utilisent actuellement le télescope VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) de l’ESO pour passer au peigne fin les régions centrales de la Voie Lactée afin de trouver des objets variables et de cartographier sa structure de manière extrêmement détaillée, comme jamais cela n’a encore été fait. Ce gigantesque sondage s’appelle « VISTA Variables in the Via Lactea » (VVV) [1]. La nouvelle image infrarouge présentée ici a été prise dans le cadre de ce sondage. Elle montre la nurserie d’étoiles appelée la Nébuleuse de la Lagune (aussi connue en tant que Messier 8, voir le communiqué eso0936), située à environ 4 000 à 5 000 années-lumière de la Terre dans la constellation du Sagittaire

Les observations dans l’infrarouge permettent aux astronomes de plonger leur regard au travers des voiles de poussière qui les empêchent de voir les objets célestes en lumière visible. C’est parce que la lumière visible, dont la longueur d’onde est à peu près de la même taille que celle des particules de poussière, est fortement dispersée, alors que la plus grande longueur d’onde de la lumière infrarouge peut passer à travers la poussière en restant pratiquement intacte. VISTA, avec son miroir de 4,1 mètres de diamètre – le plus grand télescope au monde pour les grands sondages – est dédié à l'observation de grandes zones du ciel en profondeur et rapidement, dans les longueurs d’onde du proche infrarouge. Il se prête par conséquent idéalement à l’étude de la naissance des étoiles.

Les étoiles se forment généralement dans de grands nuages moléculaires de gaz et de poussière qui s’effondrent sous leur propre poids. Toutefois, la nébuleuse de la Lagune héberge également un certain nombre de régions bien plus compactes de gaz et de poussière en train de s’effondrer appelées globules de Bok [2]. Ces nuages sombres sont si denses qu’ils peuvent bloquer la lumière des étoiles situées en arrière-plan, même dans l’infrarouge. Mais la structure la plus connue de la nébuleuse, d’où elle tient d’ailleurs son nom, est la bande de poussière en forme de lagon qui dessine sa trace sinueuse au travers du nuage de gaz rougeoyant.

Les jeunes étoiles chaudes, qui émettent un intense rayonnement dans l’ultraviolet, sont à l’origine de la forte luminosité de la nébuleuse. Mais la nébuleuse de la Lagune héberge également de bien plus jeunes étoiles venant à peine de naître. Ces étoiles récemment nées, détectées dans la nébuleuse, sont tellement jeunes qu’elles sont encore entourées par leur disque d’accrétion natal. De telles jeunes étoiles éjectent occasionnellement des jets de matière depuis leurs pôles. Quand cette matière éjectée se fraye un passage dans le gaz environnant, il se forme de brèves traînées lumineuses appelées objets de Herbig-Haro [3], rendant ces étoiles « nourrissons » faciles à repérer. Au cours des cinq dernières années, plusieurs objets de Herbig-Haro ont été détectés dans la nébuleuse de la Lagune, le baby-boom est donc clairement toujours en cours ici.

ORION

La nébuleuse d’Orion : encore pleine de surprises
19 janvier 2011

Cette image de la nébuleuse d’Orion à l’aspect éthéré a été obtenue avec la caméra WFI installée sur le télescope de 2,2 mètres MGP/ESO à l’Observatoire de La Silla au Chili. Cette nébuleuse est bien plus qu’un bel objet céleste. En offrant aux astronomes une vue en gros plan d’une région massive de formation stellaire, elle permet de faire progresser notre compréhension de la naissance et de l’évolution des étoiles. Les données utilisées pour cette image ont été sélectionnées par Igor Chekalin (Russie), qui a participé au concours d’astrophotographie « Les Trésors Cachés 2010 de l’ESO ». La composition de la nébuleuse d’Orion réalisée par Igor Chekalin a obtenu le septième plus haut score du concours alors qu’une autre de ses images remportait le premier prix.

La nébuleuse d’Orion, aussi connue sous le nom de Messier 42, est l’un des objets célestes les plus faciles à reconnaître et l’un des mieux étudiés. C’est un énorme complexe de gaz et de poussière où se forment des étoiles massives et c’est la région de ce genre la plus proche de la Terre. Le gaz lumineux y est si brillant qu’elle peut être vue à l’œil nu et c’est un paysage fascinant quand on l’observe au télescope. Malgré son caractère familier et sa proximité, il y a encore beaucoup à apprendre sur cette nurserie stellaire. Ce n’est par exemple qu’en 2007 que l’on a constaté qu’elle était plus proche de la Terre que ce que l’on pensait : 1350 années-lumière au lieu de 1500 années-lumière.

Les astronomes ont utilisé la caméra WFI (Wide Field Imager) avec le télescope de 2,2 mètres MGP/ESO à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili pour observer les étoiles dans Messier 42. Ils ont trouvé que les naines rouges peu lumineuses situées dans l’amas d’étoiles associées au gaz lumineux irradiaient au total bien plus de lumière que ce que l'on pensait auparavant, leur donnant ainsi une autre vision de l’intérieur de ce fameux objet et des étoiles qu’il héberge. Les données recueillies pour ce projet scientifique, sans aucune intention initiale d’en faire une image en couleurs, ont maintenant été réutilisées pour créer l’image très détaillée de Messier 42 présentée ici.

Cette image est composée de plusieurs clichés pris, au total, avec cinq filtres différents. La lumière passée à travers un filtre rouge ainsi que celle passée à travers un filtre montrant le rayonnement de l’hydrogène sont colorées en rouge. La lumière dans la partie jaune-vert du spectre est colorée en vert, la lumière bleue en bleue et la lumière passée à travers un filtre ultraviolet a été colorée en violet. Les temps de pose ont été d'environ 52 minutes à travers chaque filtre.

L’image a été traitée par l’ESO en utilisant les données observationnelles trouvées par Igor Chekalin (Russie) [1] qui a participé au concours d’astrophotographie « Les Trésors Cachés 2010 de l’ESO», organisé par l’ESO en octobre-novembre 2010 [2] pour tous ceux qui aiment faire de belles images du ciel nocturne en utilisant de véritables données astronomiques.

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GALAXIE A DISQUE PUR

Une image parfaite d’une galaxie à disque pur
2 février 2011

La galaxie lumineuse NGC 3621, ici prise en photo avec la caméra WFI (Wide Field Camera) au télescope de 2,2 mètres de l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili, semble être un parfait exemple de galaxie spirale. Mais en fait elle est plutôt peu commune : elle n’a pas de bulbe central et est par conséquent décrite comme une galaxie à disque pur.

NGC 3621 est une galaxie spirale située à 22 millions d’années-lumière de la Terre, dans la constellation de l’Hydre. Elle est relativement brillante et peut être bien observée avec des télescopes de taille moyenne. Cette image a été prise en utilisant la caméra WFI (Wide Field Camera) sur le télescope MGP/ESO de 2,2 mètres de l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili. Les données ont été sélectionnées dans les archives de l’ESO par Joe DePasquale dans le cadre du concours « Les Trésors cachés » [1]. L’image de NGC 3621 réalisée par Joe DePasquale a été classée cinquième du concours.

Cette galaxie a une forme de « pancake » plat ce qui indique qu’elle n'a pas encore rencontré d'autre galaxie, car une telle collision galactique aurait perturbé son fin disque d’étoiles, créant un petit bulbe en son centre. La majorité des astronomes pensent que les galaxies grossissent en fusionnant avec d’autres galaxies dans un processus appelé formation hiérarchique des galaxies. Au fil du temps, ce processus devrait créer un grand bulbe au centre des spirales. De récentes recherches ont cependant suggéré que les galaxies spirales sans bulbe ou à simple disque comme NGC 3621 sont en fait assez courantes.

Cette galaxie présente un intérêt supplémentaire pour les astronomes, car sa relative proximité leur permet d’y étudier une large gamme d’objets astronomiques, dont des nurseries d’étoiles, des nuages de poussière et des étoiles pulsantes  à l'éclat variable, appelées Céphéides, utilisées par les astronomes comme repères de distances dans l’Univers [2]. A la fin des années 90, NGC 3621 a été l’une des 18 galaxies sélectionnées pour un projet phare du télescope spatial Hubble : observer les étoiles variables de type Céphéide afin de mesurer le taux d’expansion de l’Univers avec une précision meilleure que tout ce qui avait été fait jusque-là . Au cours de ce projet, couronné de succès, 69 Céphéides ont été observées dans cette seule galaxie.

De multiples images monochromes prises avec quatre filtres différents ont été combinées pour réaliser cette image. Les clichés pris au travers d’un filtre bleu ont été colorés en bleu dans l’image finale, ceux pris avec un filtre jaune-vert sont montrés en vert et ceux pris avec un filtre rouge apparaissent orange foncé. En plus, les clichés pris avec un filtre sélectionnant le rayonnement de l’hydrogène ont été colorés en rouge. Le temps de pose total par filtre a été respectivement de 30, 40, 40 et 40 minutes.

MESSIER 78

Le reflet de la splendeur
16 février 2011

La nébuleuse Messier 78 occupe la scène centrale de cette image prise avec la caméra WFI installée sur le télescope MGP/ESO de 2,2 mètres à l’Observatoire de La Silla au Chili, alors que les étoiles illuminant ce spectacle lumineux se trouvent en arrière plan. Les ricochets de l’éclatante lumière des étoiles sur les particules de poussière de la nébuleuse l’illuminent d'une lumière bleue diffuse. Igor Chekalin a remporté le concours d’astrophotographie « les trésors cachés 2010 » de l’ESO avec son image de ce magnifique objet.

Messier 78 est le parfait exemple d’une nébuleuse par réflexion. Le rayonnement ultraviolet émanant des étoiles qui l’illuminent n’est pas suffisamment intense pour ioniser le gaz et le faire briller – ses particules de poussière reflètent simplement la lumière des étoiles qui les éclaire.  Malgré cela, Messier 78 étant une des nébuleuses par réflexion les plus lumineuses du ciel, elle peut facilement être observée avec un petit télescope. Elle se situe à environ 1600 années-lumière de la Terre, dans la constellation d’Orion, au nord-est de l’étoile la plus à l’est de la ceinture d’Orion.

Cette nouvelle image de Messier 78 a été réalisée à partir de données provenant du télescope MGP/ESO de 2,2 mètres de l’Observatoire de La Silla et sélectionnées par Igor Chekalin pour la réalisation de l’image qui lui a permis de gagner le concours « les trésors cachés » [1].

Sur cette image, la teinte bleu pâle de la nébuleuse est une représentation exacte de ses couleurs dominantes. Les tons bleus sont couramment observés dans les nébuleuses par réflexion, car les minuscules particules de poussière qu’elles contiennent dispersent la lumière des étoiles : la plus courte longueur d’onde de la lumière bleue est dispersée plus efficacement que la longueur d’onde plus longue de la lumière rouge.

Au-delà de cette éclatante nébuleuse, cette image contient de nombreuses autres structures remarquables. Une épaisse bande de poussière obscurcissante s’étend en travers de l’image de la partie supérieure gauche à la partie inférieure droite, stoppant la lumière des étoiles d’arrière-plan. Dans le coin inférieur droit, de nombreuses structures curieuses roses, créées par les jets de matière éjectés par des étoiles récemment formées et encore profondément enfouies dans des nuages de poussière, sont également visibles.

Deux étoiles brillantes, HD 38563A et HD 38563B sont les principales sources d’énergie de Messier 78. Toutefois, cette nébuleuse héberge bien plus d’étoiles, y compris un ensemble d’environ 45 étoiles de faible masse, de jeunes étoiles (âgées de moins de 10 millions d’années) connues sous le nom d’étoiles T Tauri dont le cœur est encore trop froid pour enclencher la fusion de l’hydrogène. Etudier les étoiles T Tauri est important pour comprendre les premières phases de la formation des étoiles et la manière dont se forment les systèmes planétaires.

Remarquablement, ce complexe de nébuleuses a également changé significativement au cours des dix dernières années. En février 2004, Jay McNeil, un amateur expérimenté a pris une image de cette région avec un télescope de 75mm et a été surpris de découvrir une nébuleuse lumineuse – la structure proéminente en forme d’éventail près du bas de cette image – là où rien n’était visible sur la plupart des images précédentes. Cet objet est maintenant connu sous le nom de nébuleuse de Mc Neil et semble être une nébuleuse par réflexion fortement variable autour d’une jeune étoile.

Cette image en couleurs a été créée à partir de nombreux clichés monochromes pris à travers des filtres bleu, jaune/vert et rouge, complétés par des clichés pris avec un filtre H-alpha qui montre la lumière provenant du rayonnement de l’hydrogène ionisé. Le temps de pose total est respectivement de 9, 9, 17.5 et 15.5 minutes par filtre.

FORMATION PLANETAIRE

La formation planétaire en action
Les astronomes ont probablement trouvé le premier objet traçant son chemin dans son disque natal entourant une jeune étoile.
24 février 2011

En utilisant le VLT (Very Large Telescope) de l’ESO, une équipe internationale d’astronomes a été capable d’étudier le disque de matière éphémère autour d’une jeune étoile se trouvant dans les premières phases de la formation d’un système planétaire. Pour la première fois un plus petit compagnon a pu être détecté. Il est probablement la cause de l’important sillon que l’on observe dans le disque. Les prochaines observations permettront de déterminer si ce compagnon est une planète ou une naine brune.

Les planètes se forment dans les disques de matière entourant les jeunes étoiles, mais la transition du disque de poussière à un système planétaire est rapide et peu d’objets sont observés pendant cette phase [1]. T Chamaeleontis (T Cha) est l’un de ces objets, une étoile peu lumineuse comparable au Soleil mais venant de commencer sa vie [2], située dans la petite constellation australe du Caméléon. T Cha se trouve à environ 330 années-lumière de la Terre et est âgée de seulement sept millions d’années. Jusqu’à présent aucune planète en formation n’a été trouvée dans ces disques en phase de transition, bien que des planètes aient été vues auparavant dans des disques plus évolués (eso0842, heic0821).

“De précédentes études ont montré que T Cha était une excellente cible pour étudier comment se forment les systèmes planétaires, » précise Johan Olofsson (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Allemagne), un des principaux auteurs de deux articles publiés dans le journal Astronomy & Astrophysics qui présentent cette nouvelle étude. « Mais cette étoile est relativement distante et toute la puissance du VLTI (le VLT en mode interférométrique) a été nécessaire pour obtenir des détails très précis et voir ainsi ce qui se passe dans ce disque de poussière. »

Les astronomes ont d’abord observé T Cha avec l’instrument AMBER et le VLTI [3]. Ils ont découvert qu’une partie de la matière du disque formait un anneau étroit de poussière à seulement 20 millions de kilomètres de l’étoile. Au-delà de ce disque intérieur, ils ont trouvé une région dépourvue de poussière, formant un sillon qui s’étend jusqu’à environ 1,1 milliard de kilomètres de l’étoile laissant ensuite la place au disque externe originel.

Nuria Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Espagne), principal auteur du second article reprend l’histoire : “Pour nous, le sillon dans le disque de poussière autour de T Cha était un indice révélateur et nous nous sommes demandés si nous n’étions pas en train d’observer un compagnon creusant un sillon à l’intérieur de son disque protoplanétaire ? »

Toutefois, observer un compagnon si proche d’une étoile brillante est un énorme challenge. Aussi, pour atteindre son objectif, l’équipe a dû utiliser l’instrument NACO du VLT, d’une nouvelle et subtile manière appelée « masquage de pupille» [4]. Après des analyses précises, ils ont trouvé la signature bien visible d’un objet situé dans le sillon du disque de poussière, à une distance d’environ 1 milliard de kilomètres de l’étoile – légèrement plus loin que Jupiter dans notre système solaire et proche du bord extérieur du sillon. C’est la première détection d’un objet bien plus petit qu’une étoile à l’intérieur d’un sillon dans un disque de poussière où se forment les planètes autour d’une jeune étoile. Les indices suggèrent que le compagnon ne peut pas être une étoile normale [5] mais pourrait être une naine brune [6] entourée de poussière où, ce qui est plus excitant, une planète récemment formée.

Nuria Huélamo conclut : « C’est une remarquable étude collaborative qui combine deux instruments de pointe à l’Observatoire de Paranal de l’ESO. De prochaines observations permettront d’obtenir plus d’informations sur le compagnon et sur le disque et aussi de comprendre ce qui alimente le disque de poussière intérieur. »

NGC 247

Le disque poussiéreux de NGC 247
2 mars 2011

Cette image de NGC 247, prise par la caméra à grand champ WFI (Wide Field Imager) sur le télescope MPG / ESO de 2,2 mètres à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili, révèle de très fins détails de cette galaxie spirale très inclinée, sur une magnifique toile de fond. Les astronomes considèrent que sa forte inclinaison explique pourquoi la distance de cette belle galaxie a été surestimée jusqu’à présent.

La galaxie spirale NGC 247 est l'une des galaxies spirales les plus proches du  ciel austral. Sur cette nouvelle image de la caméra WFI du télescope MPG / ESO de 2,2 mètres au Chili, un grand nombre d'étoiles composant la galaxie sont clairement résolues et de nombreux nuages d’hydrogène d’un rose éclatant indiquant des régions de formation stellaire active, se distinguent dans les bras spiraux vagues et irréguliers.

NGC 247 fait partie du groupe du Sculpteur, un ensemble de galaxies associées la galaxie du Sculpteur (NGC 253, également présentée dans eso0902 et eso1025). Il s'agit du groupe de galaxies le plus proche de notre Groupe Local, qui comprend la Voie Lactée, mais attribuer une valeur précise à de telles distances célestes est une tâche intrinsèquement difficile.

Pour mesurer la distance de la Terre à une galaxie proche, les astronomes doivent compter sur un type d'étoile variable appelée céphéide qui agit comme un étalon de distance. Les céphéides sont des étoiles très brillantes, dont la luminosité varie à intervalles réguliers. Le temps que prend l'étoile pour devenir plus brillante et s’atténuer peut être introduit dans une relation mathématique simple qui donne la luminosité propre de l’étoile. Une fois comparée avec la luminosité mesurée, cela donne la distance. Cependant, cette méthode n'est pas infaillible, car les astronomes pensent que cette relation période-luminosité dépend de la composition de la céphéide.

Un autre problème provient du fait qu’une partie de la lumière de la céphéide peut être absorbée par la poussière lors de son trajet vers la Terre, la faisant ainsi paraître plus faible et donc plus lointaine qu'elle ne l'est réellement. Il s'agit d'un problème notable pour NGC 247 dont l’orientation est fortement inclinée, car la ligne de visée des céphéides traverse le disque poussiéreux de la galaxie.

Cependant, une équipe d'astronomes est en train d'examiner les facteurs qui influent sur ces marqueurs de distance céleste dans une étude intitulée le Projet Araucaria [1]. L'équipe a déjà rapporté que NGC 247 est plus d'un million d'années-lumière plus proche de la Voie lactée qu’on ne le pensait auparavant, ce qui porte sa distance à un tout petit peu plus que11 millions d'années-lumière.

En dehors de la galaxie principale elle-même, cette image révèle également de nombreuses galaxies brillantes au-delà de NGC 247. En haut à droite de l'image, trois spirales de premier plan forment une ligne et encore plus loin, bien loin derrière elles, de nombreuses galaxies peuvent être vues, certaines d’entre elles brillant directement au travers du disque de NGC 247.

Cette image en couleurs a été réalisée à partir d'un grand nombre de clichés monochromes pris au cours de nombreuses années avec des filtres bleu, jaune /vert et rouge. De plus, des clichés pris avec un filtre sélectionnant le rayonnement de l’hydrogène ionisé ont été ajoutés et colorés en rouge. Le temps d'exposition total par filtre a respectivement été de 20 heures, 19 heures, 25 minutes et 35 minutes.

AMAS DE GALAXIES

L’amas de galaxies évolué le plus éloigné
Jeune, mais étonnamment adulte
9 mars 2011

Les astronomes ont utilisé une armada de télescopes au sol et dans l'espace, dont le Very Large Telescope de l’ESO à l’Observatoire Paranal au Chili afin de découvrir et de mesurer la distance par rapport à la Terre de l'amas de galaxies évolué le plus éloigné jamais trouvé. Bien que cet amas soit observé lorsque l'Univers avait moins d'un quart de son âge actuel, il ressemble étonnamment aux amas de galaxies que l’on observe actuellement dans l'Univers local.

«Nous avons mesuré la distance à l'amas de galaxies évolué le plus éloigné jamais trouvé», dit Raphael Gobat (CEA, Paris), l'auteur principal de l'étude pour laquelle les observations réalisées avec le VLT de l'ESO ont été utilisées, "La chose surprenante est que, lorsqu’on le regarde attentivement, cet amas de galaxies ne semble pas jeune – de nombreuses galaxies se sont « assagies » et ne ressemblent pas aux galaxies à formation d'étoiles que l’on observe habituellement dans l'Univers primitif. "

Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers maintenues ensemble par la gravité. Les astronomes s'attendent à ce que ces amas grandissent au fil du temps et donc que des amas massifs soient rares dans l'Univers primitif. Bien que des amas plus éloignés aient déjà été observés, ils sont toujours apparus comme de jeunes amas en plein processus de formation et non pas comme des systèmes assagis et évolués.

Cette équipe internationale d'astronomes a utilisé les instruments puissants que sont VIMOS et FORS2 installés sur le VLT de l’ESO pour mesurer les distances de certaines taches floues dans un curieux ensemble d’objets rouges très peu lumineux, observés auparavant avec le télescope spatial Spitzer. Ce groupement, baptisé J1449 CL 0856 [1], avait toutes les caractéristiques indiquant qu’il s’agissait d'un amas de galaxies très éloigné [2]. Les résultats montrent que nous sommes, en effet, en train de voir un amas de galaxies tel qu'il était lorsque l'Univers avait environ trois milliards d'années - moins d’un quart de son âge actuel [3].

Une fois mesurée la distance de cet objet très rare, ces astronomes ont observé attentivement les galaxies qui le composent en utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA et de l’ESA, ainsi que des télescopes au sol, dont le VLT. Ils ont trouvé des preuves suggérant que la plupart des galaxies de l'amas ne formaient pas d’étoiles, mais étaient composées d'étoiles déjà âgées d’environ un milliard d'années. Cela fait de cet amas un objet évolué d’une masse proche de la masse de l'Amas de la Vierge, l’amas riche en galaxies le plus proche de la Voie Lactée.

Une autre preuve indiquant qu'il s'agit bien d'un amas évolué provient d'observations, réalisées avec l'observatoire spatial XMM-Newton de l'ESA, de l'émission de rayons X provenant de J1449 CL 0856. L’amas présente une émission de rayons X qui doit venir d'un nuage très chaud de gaz ténu remplissant l'espace entre les galaxies et concentré vers le centre de l’amas. Ceci est un autre signe de maturité pour un amas dont les galaxies sont solidement maintenues ensemble par sa propre gravité, alors que des amas très jeunes n’auraient pas eu le temps de piéger du gaz chaud de cette manière.

Comme Raphael Gobat conclut : «Ces nouveaux résultats renforcent l'idée que des amas évolués existaient quand l'Univers avait moins d'un quart de son âge actuel. De tels amas sont supposés être très rares selon la théorie actuelle et nous avons eu beaucoup de chance d’en repérer un. Mais si de nouvelles observations en trouvaient beaucoup plus, alors cela pourrait signifier que notre compréhension de l'Univers primitif devrait être revue. "

NAISSANCE DES ETOILES

Le drame de la naissance des étoiles
Des étoiles « nouveaux nés » font des ravages dans leur nurserie
16 mars 2011

Une nouvelle image prise avec le Very Large Telescope de l’ESO nous offre une vue en gros plan des effets spectaculaires qu’ont des étoiles nouvellement nées sur le gaz et la poussière à partir desquels elles se sont formées. Bien que les étoiles elles-mêmes ne soient pas visibles, la matière qu’elles ont éjectée est en train d’entrer en collision avec les nuages de gaz et de poussière environnants, créant un paysage surréaliste d’arcs, de taches et de rayons lumineux.

La région de formation stellaire NGC 6729 fait partie d’une des nurseries d’étoiles les plus proches de la Terre et est de ce fait l’une des mieux étudiées. Cette nouvelle image prise avec le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO nous offre une vue en gros plan d’une partie de cette étrange et fascinante région (une image à grand champ est disponible ici : eso1027). Les données nécessaires à la réalisation de cette image ont été sélectionnées dans les archives de l’ESO par Sergey Stepanenko dans le cadre du concours « les Trésors Cachés » [1]. L’image de NGC 6729 réalisée par Sergey Stepanenko a été classée troisième du concours.

Les étoiles se forment en profondeur dans les nuages moléculaires. Les premières phases de leur développement ne peuvent pas être observées avec les télescopes optiques (observant en « lumière visible ») à cause de l’effet obscurcissant de la poussière. Dans la partie supérieure gauche de cette image on peut voir de très jeunes étoiles. Bien qu’elles ne puissent pas être observées directement, les ravages qu’elles ont causés dans leur entourage dominent l’image. Des jets de matière à grande vitesse, éjectés par ces « bébés étoiles » à des vitesses pouvant atteindre le million de kilomètres par heure, sont en train de s’écraser sur le gaz environnant, créant des ondes de choc. Ces chocs font briller le gaz et créent des arcs et des taches lumineux étrangement colorés connus sous le nom d’objets de Herbig-Haro [2].

Sur cette image, les objets de Herbig-Haro forment deux lignes qui marquent les directions probables de la matière éjectée. L’une d’elles s’étend de l’extrémité supérieure gauche à la partie inférieure du centre, se terminant dans le groupe circulaire de taches et d’arcs lumineux en bas au centre. L’autre commence à proximité du bord supérieur gauche de l’image et s’étire vers la droite du centre. La curieuse structure brillante en forme de cimeterre en haut à gauche est probablement due principalement à la lumière des étoiles réfléchie par la poussière et n’est pas un objet de Herbig-Haro.

Cette image aux couleurs accentuées [3] a été réalisée à partir d’images prises avec l’instrument FORS1 sur le VLT de l’ESO. Celles-ci ont été prises à travers deux filtres différents isolant la lumière provenant du rayonnement de l’hydrogène (montré en orange) et du rayonnement du soufre ionisé (montré en bleu). Les différentes couleurs dans les diverses parties de cette région de violente formation stellaire reflètent différentes conditions – par exemple, là où le soufre ionisé brille fortement (structures bleues), les vitesses  de la matière entrant en collision avec le gaz sont relativement faibles – et aident les astronomes à démêler ce qui se passe dans cette scène dramatique.

NAINES BRUNES

eso1110fr-ch — Communiqué de presse scientifique
Une paire de naines brunes très froides
23 mars 2011

Des observations réalisées avec le « Very Large Telescope » de l’Observatoire Européen austral et deux autres télescopes ont mis en évidence une nouvelle prétendante au statut d’étoile la plus froide connue : une naine brune appartenant à un système double et ayant une température correspondant à peu près à celle d’une tasse de thé tout juste servie – ce que nous considérons donc comme chaud en tant qu’humain, mais qui est extraordinairement froid pour la surface d’une étoile. Cet objet est tellement froid qu’il se trouve à la frontière, certes très floue, partageant les petites étoiles froides et les grosses planètes chaudes.

Les naines brunes sont essentiellement des étoiles ratées : elles n'ont pas une masse suffisante pour que leur force gravitationnelle déclenche les réactions nucléaires qui font briller les étoiles. La naine brune tout récemment découverte, identifiée en tant que CFBDSIR 1458+10B est l’objet le plus faible d’un système binaire de naines brunes situé à 75 années-lumière de la Terre [1].

Le puissant spectrographe X-shooter installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO a été utilisé pour révéler que cet objet composite était très froid par rapport aux standards des naines brunes. « Nous avons été très enthousiastes de découvrir que cet objet avait une température si basse, mais nous n’imaginions pas qu’il se révélerait être un système double et aurait une de ses composantes encore plus intéressante, car encore plus froide » déclare Philippe Delorme de l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fournier), un des co-auteurs de l’article scientifique. CFBDSIR 1458+10 est la naine brune binaire la plus froide découverte jusqu’à présent.

La température de la plus faible des deux naines brunes a maintenant été évaluée à environ 100 degrés Celsius – le point d’ébullition de l’eau et une température pas très différente de celle d’un sauna [2]. « A de telles températures nous supposons que cette naine brune a des propriétés différentes de celles des naines brunes connues jusqu’à présent et plus proches de celles des exoplanètes géantes – Il pourrait même y avoir des nuages d’eau dans son atmosphère », déclare Michael Liu de l'Institut d'Astronomie de l'Université d'Hawaii, premier auteur de l’article présentant cette recherche. « En fait, dans un futur proche, quand nous commencerons à faire des images des planètes gazeuses géantes en orbite autour d’étoiles semblables au Soleil, je m'attends à ce que beaucoup d’entre elles ressemblent à CFBDSIR 1458+10B. »

Percer les secrets de cet objet unique a nécessité d’avoir recours à la puissance de trois télescopes différents. On a tout d'abord trouvé que CFBDSIR 1458+10 était un système binaire en utilisant le système d’optique adaptative Laser Guide Star  (LGS) sur le télescope Keck II à Hawaï [3]. Michael Liu et ses collègues ont alors utilisé le Canada–France–Hawaii Telescope (CFHT), également situé à Hawaï, pour déterminer la distance de ce duo de naines brunes en utilisant une caméra infrarouge [4]. Enfin, ils ont utilisé le VLT de l’ESO pour étudier le spectre infrarouge de cet objet et mesurer sa température.

La chasse aux objets froids est un des sujets astronomiques « brulants » et très actifs. Le télescope spatial Spitzer a récemment identifié deux autres objets très faibles qui sont également des candidats pour être les naines brunes les plus froides, bien que leur température n’ait pas été mesurée aussi précisément. Des observations futures permettront de mieux déterminer comment sont ces objets comparé à CFBDSIR 1458+10B. Michael Liu et ses collègues prévoient d’observer encore CFBDSIR 1458+10B afin de mieux déterminer ses propriétés et de commencer à tracer l’orbite de ce système binaire, ce qui, après environ une décennie d’étude, devrait permettre aux astronomes de déterminer la masse de ce système binaire.

FORMATION STELLAIRE

eso1111fr-ch — Communiqué de presse photo
L’éclat rouge – rosé de la formation stellaire
30 mars 2011

Le nuage rouge vif sur cette nouvelle image du Very Large Telescope de l’ESO représente une région d’hydrogène ionisé lumineuse, entourant l’amas d’étoiles NGC 371. Cette nurserie stellaire se trouve dans la galaxie voisine de la nôtre, le Petit Nuage de Magellan.

’objet dominant sur cette image  pourrait ressembler à une flaque de sang, mais loin d’être associée à la mort, de telles régions d’hydrogène ionisé – connues sous le nom de région HII – sont des lieux de création avec de forts taux de naissances d’étoiles récentes. NGC371 est l’exemple type de ce genre de région ; c’est un amas ouvert entouré d’une nébuleuse. Les étoiles dans les amas ouverts sont toutes originaires de la même région HII diffuse et, au-delà d’un certain temps, la majorité de l’hydrogène est consommée par la formation stellaire, laissant derrière elle une coquille d’hydrogène semblable à celle que l’on voit sur cette image, avec un amas de jeunes étoiles chaudes.

La galaxie hébergeant NGC 371, le Petit Nuage de Magellan, est une galaxie naine située à seulement 200 000 années-lumière de la Terre, ce qui en fait une des galaxies les plus proches de la Voie Lactée. De plus, le Petit Nuage de Magellan contient des étoiles à tous les stades de leur évolution ; des jeunes étoiles extrêmement lumineuses que l’on trouve dans NGC 371 aux restes de supernovae des étoiles mortes. Ces jeunes étoiles « pleines d’énergie » émettent de grandes quantités de rayonnements ultraviolets, provoquant l’illumination du gaz environnant, comme l’hydrogène restant de la nébuleuse qui leur a donné naissance, dont le rayonnement aux  couleurs vives s’étend sur des centaines d’années-lumière dans toutes les directions. Ce phénomène est magnifiquement dépeint sur cette image, prise en utilisant l’instrument FORS1 sur le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO.

Les amas ouverts ne sont en aucun cas rares ; on en trouve de nombreux beaux exemples dans la Voie Lactée. Toutefois, NGC 371 présente un intérêt particulier à cause de l'incroyable quantité d’étoiles variables qu’elle contient. Ce sont des étoiles qui changent de luminosité au cours du temps. Un type particulièrement intéressant d’étoiles variables, appelées étoiles B à pulsations lentes peut aussi être utilisé pour étudier l’intérieur des étoiles en astérosismologie [1] et plusieurs étoiles de ce type ont été identifiées dans cet amas. Les étoiles variables jouent un rôle clef en astronomie : certains types sont indispensables pour déterminer les distances des galaxies lointaines et l’âge de l’Univers.

Les données utilisées pour réaliser cette image ont été sélectionnées dans les archives de l’ESO par Manu Mejias dans le cadre du concours Les Trésors Cachés [2]. Trois des images de Manu Mejias sont classées dans le top vingt et celle de NGC 371 a été classée sixième du concours.

FIN DE VIE

Des étoiles en fin de vie nous offrent des feux d’artifice célestes
13 avril 2011

Cette image de la nébuleuse NGC 3582, réalisée avec la caméra WFI sur le télescope MGP/ESO de 2,2 mètres à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili, révèle des boucles géantes de gaz ayant une ressemblance frappante avec les protubérances solaires. On pense que ces boucles ont été éjectées par des étoiles en train de mourir, mais de nouvelles étoiles sont également en train de naitre dans cette nurserie stellaire. Ces jeunes étoiles pleines d’énergie émettent d’intenses radiations ultraviolettes qui font briller le gaz de la nébuleuse, produisant le spectacle rougeoyant que nous découvrons sur cette image.

NGC 3582 fait partie d’une grande région de formation d’étoiles de la Voie Lactée appelée RCW 57. Elle se trouve à proximité du plan du disque de la Voie Lactée dans la constellation australe de la Carène. John Herschel fut le premier à voir cette région complexe de nuages de gaz rougeoyant et de poussière sombre, en 1834, pendant son séjour en Afrique du Sud.

Certaines étoiles formées dans des régions comme NGC 3582 sont bien plus massives que le Soleil. Ces étoiles monstres émettent de l’énergie à un rythme prodigieux et ont une vie très courte qui se termine en explosion de supernova. La matière éjectée lors de ces événements spectaculaires crée des bulles dans le gaz et la poussière environnants.

Cette image a été prise au travers de plusieurs filtres. Avec la caméra WFI (Wide Field Imager), les données obtenues avec un filtre rouge sont montrées en vert et rouge et celles obtenues avec un filtre sélectionnant le rayonnement rouge caractéristique de l’hydrogène sont également montrées en rouge. Des données infrarouges complémentaires provenant du sondage « Digital Sky Survey » sont montrées en bleu.

Cette image a été traitée par l’ESO à partir des données observationnelles identifiées par Joe DePasquale, des États-Unis [1], qui a participé au concours d’astrophotographie de l’ESO, les Trésors cachés 2010 [2]. Ce concours était organisé par l’ESO en octobre – novembre 2010, pour tous ceux qui aiment faire de belles images du ciel nocturne en utilisant des données obtenues avec des télescopes professionnels.

DUO GALACTIQUE

Un duo galactique perturbé
20 avril 2011

Les galaxies de cette association cosmique, photographiées avec la caméra WFI sur le télescope MGP/ESO de 2,2 mètres à l’Observatoire La Silla au Chili présentent de curieuses caractéristiques qui montrent que les membres de ce duo sont suffisamment proches l’un de l’autre pour que chacun subisse les déformations dues à l’influence gravitationnelle de l’autre. Cette lutte gravitationnelle acharnée a gauchi la forme spirale de la galaxie NGC 3169 et a divisé les bandes de poussière de son compagnon NGC 3166. Pendant ce temps, une troisième galaxie, plus petite, située en bas à droite, NGC 3165, est aux premières loges pour voir les effets de torsion et d’attraction gravitationnels de ses deux voisins plus imposants.

Ce groupement galactique, situé à environ 70 millions d’années- lumière de la Terre, dans la constellation du  Sextant, a été découvert par l’astronome anglais William Herschel en 1783. Les astronomes estiment aujourd'hui la distance entre NGC3169 (à gauche) et NGC 3166 (à droite) à 50 000 années-lumière, un intervalle correspondant à seulement la moitié du diamètre de la Voie Lactée. Dans un espace aussi étroit, la gravité peut commencer à déformer la structure galactique.

Les galaxies spirales comme NGC 3169 et NGC 3166 contiennent généralement des étoiles et de la poussière qui tournent comme des tourbillons ordonnés, autour de leur noyau central brillant. Des rencontres rapprochées avec d’autres objets massifs peuvent perturber cette configuration classique et constituent souvent des phases de métamorphose, préludes à la fusion des deux galaxies, laquelle donnera naissance à une plus grosse galaxie. Jusqu’à présent, les interactions de NGC 3169 et de NGC 3166 ont simplement ajouté un peu de cachet à ce système. Les bras spiraux de NGC 3169, rayonnant des mille feux de jeunes et massives étoiles bleues, ont été étirés et une grande quantité de gaz lumineux a été éjectée de son disque. Dans le cas de NGC 3166, les bandes de poussière qui entourent habituellement les bras spiraux sont en désordre. Contrairement à son compagnon plus bleuté, NGC 31 66 n’est pas en train de former beaucoup de nouvelles étoiles.

NGC 3169 se distingue également par le faible point jaune qui brille à travers un voile de poussière sombre juste à la gauche et proche du centre de la galaxie [1]. Ce flash est le reste d’une supernova détectée en 2003 et connue par conséquent comme SN 2003 CG. Une supernova de cette variété, dite de Type Ia, est supposée se produire lorsqu’une étoile dense et chaude appelée naine blanche – le reste d’une étoile de taille moyenne comme le Soleil- aspire gravitationnellement le gaz d’une étoile voisine. Cet apport de combustible provoque finalement l’explosion de l’étoile tout entière dans une réaction en chaîne de fusion nucléaire.

Cette nouvelle image d’un remarquable duo galactique dynamique a été réalisée à partir de données sélectionnées par Igor Chekalin dans le cadre du concours d’astrophotographie « Les Trésors cachés 2010» de l’ESO. Igor Chekalin a gagné le premier prix du concours et cette image a été classée seconde sur la centaine de propositions [2].

Notes
[1] D’autres points de lumière bien plus faciles à repérer, comme celui situé vers l’extrémité gauche du bras spiral sous le cœur de NGC 3169, sont des étoiles de la Voie Lactée qui se sont trouvées par chance sur la ligne de visée entre notre télescope et les deux galaxies.

[2] Le concours « Les Trésors cachés 2010 de l’ESO » a donné l’opportunité aux astronomes amateurs de chercher dans les volumineuses archives de données astronomiques de l’ESO, espérant y dénicher un joyau bien caché n’attendant qu’à être taillé par les concurrents. Pour en savoir plus sur les Trésors Cachés : http://www.eso.org/public/outreach/hiddentreasures/.

Plus d'informations
L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 14 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, 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 VISTA, le plus grand télescope pour les grands relevés. 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 – l’E-ELT- qui disposera d’un miroir primaire de 42 mètres de diamètre et observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil tourné vers le ciel » le plus grand au monde.

GALAXIE ASYMETRIQUE

Deux images d’une galaxie asymétrique
4 mai 2011

La galaxie de l’Hameçon, NGC 2442, a une forme fortement asymétrique. Un de ses bras spiraux est fortement replié sur lui-même et héberge une supernova récente, alors que l’autre, parsemé d’étoiles récemment formées, s’étend bien loin du noyau. Le télescope MGP-ESO de 2,2 mètres et le télescope spatial ESA/NASA Hubble ont pris deux images contrastées de cette galaxie spirale asymétrique.

La galaxie de l’Hameçon, NGC 2442, située dans la constellation australe du Poisson Volant, est facile à reconnaître avec ses bras spiraux asymétriques. Les astronomes supposent que cette apparence asymétrique est due aux interactions gravitationnelles avec une autre galaxie, à un moment de son histoire – Bien que jusqu’à présent les astronomes n’aient pu identifier le coupable de manière définitive.

Cette image à grand champ, prise par la caméra WFI (Wide Field Imager) avec le télescope MGP/ESO de 2,2 mètres à l’Observatoire de la Silla, au Chili, montre très clairement la forme de double crochet qui lui a donné son surnom. On voit également sur cette image d’autres galaxies proches de NGC 2442 ainsi que de nombreuses galaxies bien plus lointaines qui forment un arrière-plan très riche. Bien que la caméra WFI, située au sol, ne puisse atteindre la précision des images de Hubble, situé dans l’espace, elle peut couvrir un pan de ciel bien plus grand en une seule prise.

Une image en gros plan prise par le télescope spatial ESA/NASA Hubble (eso1115b) se concentre sur le noyau de la galaxie et sur le plus compact de ses deux bras. En 1999, une étoile massive en fin de vie a explosé en supernova dans ce bras. En comparant les anciennes observations au sol, les précédentes images prises par Hubble en 2001, et ces clichés pris fin 2006, les astronomes ont été capables d’étudier en détail ce qui est arrivé à l’étoile au cours des derniers instants de sa vie. Au moment où cette image a été prise, la supernova a perdu son éclat et n’est plus visible.

Les observations de l’ESO ont aussi apporté des informations sur l’autre extrémité du cycle de vie des étoiles d’Hubble, la naissance. Il s'agit de taches roses et rouges parsemées pratiquement dans toute la galaxie, et plus particulièrement dans le plus long des deux bras spiraux. Leur couleur vient de l’hydrogène situé dans les régions de formation stellaire : les puissantes radiations des étoiles nées récemment excitent le gaz dans les nuages à partir desquels elles se sont formées et  il brille alors avec ces nuances de rouge.

L’interaction avec une autre galaxie qui a donné à la galaxie de l’Hameçon sa forme asymétrique peu commune a probablement aussi été le déclencheur de cette récente vague de formation d’étoiles. Les mêmes forces de marée qui ont déformé la galaxie ont perturbé les nuages de gaz et déclenché leur effondrement gravitationnel.

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L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 14 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, 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 VISTA, le plus grand télescope pour les grands relevés. 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 – l’E-ELT- qui disposera d’un miroir primaire de 42 mètres de diamètre et observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil tourné vers le ciel » le plus grand au monde.

TEMPETE SUR SATURNE

Une gigantesque tempête observée en profondeur sur Saturne
19 mai 2011

Le très grand télescope de l’ESO (VLT) a fait équipe avec la sonde Cassini de la NASA pour étudier de manière bien plus détaillée que jamais une rare tempête située dans l’atmosphère de la planète Saturne. Cette nouvelle étude, réalisée par une équipe internationale, sera publiée cette semaine dans le journal Science.

L’atmosphère de Saturne apparait habituellement tranquille et calme. Toutefois, une fois par « année saturnienne » (trente années terrestres), alors que le printemps arrive sur l’hémisphère nord de la planète géante, quelque chose s’agite profondément en dessous des nuages et conduit à une spectaculaire et importante perturbation de la planète (eso9014).

La dernière tempête de ce type a tout d’abord été détectée en décembre 2010 par les instruments radio et plasma de la sonde Cassini de la NASA [1], en orbite autour de la planète, et a également été suivie par des astronomes amateurs. Elle a maintenant été étudiée en détail avec la caméra infrarouge VISIR [2] du VLT (Very Large Telescope) de l’ESO conjointement avec des observations de l’instrument CIRS [3] de la sonde Cassini.

C’est seulement la sixième de ces gigantesques tempêtes à avoir été repérée depuis 1876. C’est la toute première à avoir été étudiée dans l’infrarouge thermique – pour observer les variations de température dans cette tempête saturnienne- et la première à avoir été observée par une sonde en orbite.

« Cette perturbation située dans l’hémisphère nord de Saturne a engendré une gigantesque, violente et complexe éruption de nuages brillants, qui s’est propagée pour encercler la planète dans son ensemble, » explique Leigh Fletcher (Université d’Oxford, Royaume-Uni), premier auteur de cette nouvelle étude. « Avec le VLT et Cassini en train d’étudier cette tempête en même temps nous avons eu la chance exceptionnelle de pouvoir resituer les observations de Cassini dans leur contexte. Les précédentes études de ces tempêtes ont juste pu utiliser la réflexion de la lumière solaire, mais cette fois, en observant le rayonnement infrarouge thermique pour la première fois, nous avons pu dévoiler des régions cachées de l’atmosphère et mesurer les changements réellement substantiels de températures ainsi que des vents liés à cet événement. »

La tempête a dû se former en profondeur dans des nuages d’eau où un phénomène semblable à un orage a conduit à la création d’un panache de vapeur : exactement comme l’air chaud monte dans une pièce chauffée, cette masse de gaz s'est développée vers le haut et a transpercé la haute atmosphère de Saturne habituellement sereine. Ces énormes perturbations interagissent avec les vents qui se déplacent d’est en ouest et provoquent d’importants changements de température très haut dans l’atmosphère.

« Nos nouvelles observations montrent que la tempête a un effet important sur l’atmosphère, en transportant de l’énergie et de la matière sur de grandes distances. Elle modifie les vents atmosphériques – créant des courants sinueux et formant des tourbillons géants – et perturbe la lente évolution des saisons de Saturne, » ajoute Glenn Orton (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, USA), un autre membre de l’équipe.

Quelques unes de ces structures inattendues que l’on voit sur cette nouvelle image de VISIR ont été appelées balises stratosphériques. Ce sont de forts changements de température, hauts dans l’atmosphère de Saturne (250-300 km au dessus des nuages de la basse atmosphère) qui montrent à quel point les effets de la tempête s’étendent haut dans l’atmosphère. La température dans la stratosphère de Saturne se situe normalement autour de -130 degrés Celsius à cette saison, mais les mesures au niveau des balises sont de 15 à 20 degrés Celsius supérieures.

Les balises sont totalement invisibles dans la lumière réfléchie du Soleil, mais elles peuvent éclipser l’émission du reste de la planète dans l’infrarouge thermique détectée par VISIR. Elles n’ont jamais été détectées avant et de ce fait, les astronomes ne sont pas sûrs qu’il s’agisse de structures habituelles dans les tempêtes de ce type.

« Nous avons eu la chance d’avoir du temps d’observation programmé au début de l’année 2011, que l'ESO nous a permis d'avancer, de telle sorte que nous avons pu observer la tempête aussi tôt que possible. Nous avons également eu la chance que l’instrument CIRS de Cassini ait pu observer la tempête au même moment. Nous avons ainsi des images du VLT et de la spectroscopie de Cassini pour comparer, » conclut Leigh Fletcher. « Nous allons continuer à observer cet événement qui se produit une fois par génération. »

UNE ETOILE ELOIGNEE

Une super étoile brillante, mais isolée, découverte par le VLT de l’ESO
25 mai 2011

Une étoile isolée extraordinairement brillante a été découverte dans une galaxie voisine de la nôtre – l’étoile est trois millions de fois plus brillante que le Soleil. Toutes les précédentes super étoiles similaires ont été trouvées dans des amas, mais ce phare lumineux brille d’une splendeur solitaire. L’origine de cette étoile est mystérieuse : s’est-elle formée de manière isolée ou a-t-elle été éjectée d’un amas ? Ces deux hypothèses défient les connaissances des astronomes sur la formation des étoiles.

Une équipe internationale d’astronomes [1] a utilisé le très grand télescope (VLT – Very Large Telescope) de l’ESO pour étudier de manière précise l’étoile VFTS 682 [2] dans le Grand Nuage de Magellan, une petite galaxie voisine de la Voie Lactée. En analysant la lumière de cette étoile avec l’instrument FLAMES sur le VLT, ils ont trouvé que sa masse est égale à 150 fois celle du Soleil. Des étoiles de ce type ont jusqu’à présent été trouvées dans le centre surpeuplé des amas d’étoiles, mais VFTS 682 est isolée.

« Nous avons été très surpris de trouver une étoile aussi massive ainsi isolée au lieu de la trouver dans un, riche amas d’étoiles, » remarque Joachim Bestenlehner, premier auteur de cette nouvelle étude et étudiant à l’Armagh Observatory en Irlande du Nord. « Son origine est mystérieuse. »

Cette étoile avait été repérée dans un précédent relevé des étoiles les plus brillantes situées dans et autour de la Nébuleuse de la Tarentule dans le Grand Nuage de Magellan. Elle se trouve dans une nurserie d’étoiles : une gigantesque région de gaz, de poussière et de jeunes étoiles qui est la région de formation stellaire la plus active du Groupe Local de galaxies [3]. Au premier regard VFTS 682 a été prise pour une quelconque étoile jeune, chaude et brillante. Mais, la nouvelle étude effectuée avec le VLT a permis de trouver que la majeure partie de l’énergie de l’étoile était absorbée et dispersée par des nuages de poussière avant d’arriver jusqu’à la Terre. Elle est en fait plus lumineuse que les astronomes le pensaient précédemment et elle est même parmi les étoiles les plus brillantes connues.

La lumière rouge et infrarouge émise par l’étoile peut traverser la poussière, mais les plus courtes longueurs d’onde, bleues et vertes, sont plus dispersées et donc se perdent. Au final, l’étoile apparaît rougeâtre bien qu’elle rayonnerait d’un brillant « bleu blanc » si la vision n’était pas entravée par la poussière.

De même que VFTS 682 est très brillante, elle est aussi très chaude, avec une température de surface d’environ 50 000 degrés Celsius [4]. Les étoiles dotées de propriétés si peu communes doivent terminer leur courte vie, non pas en simples supernovae, ce qui est normal pour des étoiles très massives, mais probablement en sursaut gamma [5] de longue durée encore plus spectaculaire, correspondant aux explosions les plus brillantes dans l’Univers.

Bien que VFTS 682 semble maintenant isolée, elle ne se trouve pas si loin du très riche amas d’étoiles RMC 136 (souvent appelé simplement R 136), qui contient plusieurs « super étoiles » similaires (eso1030) [6].

«Les nouveaux résultats montrent que VTFS 682 est pratiquement la véritable sœur jumelle d’une des super étoiles les plus lumineuses située au cœur de l’amas d’étoiles R 136 » ajoute Paco Najarro, un autre membre de l’équipe venant du CAB (INTA-CSIC, Spain).

Est-il possible que VFTS 682 se soit formée dans cet amas puis ait été éjectée ? De telles « étoiles fugueuses » sont connues, mais elles sont toutes plus petites que VFTS 682. Il serait intéressant de voir comment une étoile aussi lourde pourrait avoir été éjectée de l’amas par des interactions gravitationnelles.

« Les étoiles les plus grosses et les plus brillantes semblent se former plus facilement dans de riches amas d’étoiles, » précise Jorick Vink, également membre de l’équipe. « Et, bien que ce soit possible, il est plus difficile de comprendre comment ces phares brillants pourraient se former « dans leur coin. » Ceci fait de VFTS 682 un objet véritablement fascinant. »

GALAXIE SPIRALE

Une carte postale de l’espace extragalactique ?
- Une galaxie spirale qui ressemble à notre Voie Lactée
1 juin 2011

Les astronomes de l’ESO ont utilisé la caméra WFI (Wide Field Imager) sur le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres pour réaliser une image de NGC 6744. Cette impressionnante galaxie spirale se situe à environ 30 millions d’années-lumière de la Terre, dans la constellation australe du Paon. Mais cette nouvelle vue pourrait presque être une image de carte postale de notre propre Voie Lactée, prise et envoyée par un ami extragalactique, tant cette galaxie ressemble à la nôtre.

Nous voyons NGC 6744 pratiquement de face, ce qui signifie que nous avons une vue d’ensemble spectaculaire de la structure de cette galaxie. Si nous disposions de la technologie nous permettant de sortir de la Voie Lactée et que nous pouvions ainsi la regarder depuis l’espace intergalactique, cette vue serait proche de celle que nous pourrions voir : – de magnifiques bras spiraux enveloppant un noyau allongé dense et un disque de poussière. Il y a même un compagnon galactique déformé – NGC 6744A, qui apparait sur cette image comme une tache en bas à droite de NGC 6744 et qui rappelle un des Nuages de Magellan, voisins de la Voie Lactée.

Toutefois, une différence de taille existe entre NGC 6744 et la Voie Lactée. Alors que la Voie Lactée s’étend sur environ 100 000 années-lumière, le diamètre de la galaxie que l’on voit sur ce visuel est pratiquement deux fois plus grand. Néanmoins, NGC 6744 nous permet d’appréhender le sentiment d’émerveillement que pourrait éprouver un observateur lointain en regardant notre Galaxie.

Cet objet spectaculaire est l’une des galaxies spirales les plus grandes et les plus proches de la Terre. Bien que brillant comme pratiquement 60 milliards de Soleils, sa lumière se répand sur une large zone du ciel – environ les deux tiers de la largeur de la pleine Lune - faisant apparaître cette galaxie comme une tache floue avec un centre brillant quand on l’observe avec un petit télescope. Malgré tout, c’est un des objets les plus beaux du ciel austral. Les astronomes amateurs peuvent l’identifier grâce à sa forme ovale se détachant  sur un riche arrière-plan d’étoiles.

Avec des télescopes professionnels tels que le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres à La Silla qui a permis de réaliser cette image, NGC 6744 peut être vue dans toute sa splendeur. Les bras spiraux poussiéreux hébergent de nombreuses régions riches en formation d’étoiles (en rouge sur cette image) et donnent à cette galaxie ressemblant à la Voie Lactée cette étonnante forme spirale.

Cette image a été prise avec la caméra WFI (Wide Field Imager) installée sur le télescope MPG/ESO de 2,2 mètres à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili. L’image a été réalisée à partir de clichés pris avec quatre filtres différents qui laissent passer les lumières bleue, jaune-verte, rouge ainsi que le rayonnement provenant de l’hydrogène ionisé. Ils sont respectivement colorés sur cette image en bleu, vert, orange et rouge.

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L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 14 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, 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 VISTA, le plus grand télescope pour les grands relevés. 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 – l’E-ELT- qui disposera d’un miroir primaire de 42 mètres de diamètre et observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil tourné vers le ciel » le plus grand au monde.

OMEGACAM

Premières images du télescope du VLT dédié aux grands sondages
- VST et la caméra OmegaCAM de 268 mégapixels ont commencé leur travail
8 juin 2011

Le télescope du VLT dédié aux grands sondages (VST pour VLT Survey Telescope), le dernier équipement installé à l’Observatoire de Paranal de l’ESO, a diffusé ses premières images impressionnantes du ciel austral. Le VST est un télescope de 2,6 mètres à la pointe de la technologie, équipé de l’énorme caméra OmegaCAM de 268-megapixels, conçu pour cartographier le ciel à la fois rapidement et avec des images de très grande précision. C’est un télescope optique qui complète parfaitement VISTA, le télescope pour les grands sondages en infrarouge de l’ESO. Les nouvelles images de la nébuleuse Oméga et de l’amas globulaire Omega du Centaure révèlent la puissance de VST.

Un nouveau Télescope et une nouvelle caméra

Le télescope du VLT dédié aux grands sondages (VST) est le dernier télescope installé à l’Observatoire de Paranal de l’ESO, dans le désert d’Atacama au nord du Chili. Il est situé dans une enceinte immédiatement adjacente aux quatre télescopes du VLT, au sommet du Cerro Paranal, sous le ciel pur d’un des meilleurs sites d’observation sur Terre. Le VST est un télescope de sondages à grand champ, champ deux fois plus large que la pleine Lune. C’est le plus grand télescope au monde dédié exclusivement à des sondages du ciel en lumière visible. Au cours des prochaines années, le VST et sa caméra OmegaCAM vont réaliser plusieurs sondages très détaillés du ciel austral. Toutes les données recueillies seront rendues publiques.

«Je suis très heureux de voir ces premières images impressionnantes du VST et d’OmegaCAM. L’exceptionnelle combinaison du VST et du télescope VISTA pour les sondages dans l’infrarouge va nous permettre d’identifier de nombreux objets intéressants pour des programmes d’observation complémentaires plus détaillés à mener avec les puissants télescopes du VLT, » déclare Tim de Zeeuw, le Directeur Général de l’ESO.

«Le projet VST a surmonté de nombreuses difficultés, mais avec l’excellente qualité de ses images, il récompense maintenant en retour les attentes de la communauté des astronomes et les efforts des nombreuses personnes de l’INAF impliquées dans sa construction. Je suis très heureux de voir VST en service » ajoute Tommaso Maccacaro, le Président de l’Institut National Italien d’Astrophysique (INAF - Italian National Institute for Astrophysics ).

Le programme VST résulte d'une alliance entre l’INAF–Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Naples, Italie [1] et l’ESO. L’INAF a conçu et fabriqué le télescope avec la collaboration d'industriels de pointe italiens et l’ESO est responsable de l’enceinte et des travaux de génie civil sur le site. OmegaCAM, la caméra du VST, a été conçue et fabriquée par un consortium comprenant des instituts des Pays-Bas, d’Allemagne et d’Italie [2] avec une contribution majeure de l’ESO. Ce nouvel équipement sera géré par l’ESO, qui sera également en charge de l’archivage et de la distribution des données obtenues avec le télescope.

Le VST est un télescope de 2,6 mètres de diamètre à la pointe de la technologie, doté d’un système d’optique active permettant de garder ses miroirs parfaitement positionnés à tout moment. C’est en son cœur, derrière une grande lentille qui garantit la meilleure qualité d’image possible [3], que se trouve la caméra de 770 kg OmegaCAM, construite autour de 32 détecteurs CCD [4], enfermés sous vide, créant au total des images de 268-megapixels [5].

Les premières images

Le télescope et la caméra ont tous les deux été conçus pour exploiter pleinement la grande qualité du ciel à Paranal.

«Les superbes images qui arrivent maintenant du VST et d’OmegaCAM constituent un hommage au dur travail de nombreux groupes de personnes de toute l’Europe pendant plusieurs années. Nous attendons maintenant avec impatience la riche moisson de science et les découvertes inattendues qui seront réalisées grâce aux sondages du VST, » ajoute Massimo Capaccioli, responsable du projet VST.

La première image diffusée montre la spectaculaire région de formation d’étoiles Messier 17, également connue sous les noms de Nébuleuse Oméga ou Nébuleuse du Cygne, comme jamais elle n’avait encore été observée. Cette splendide région de gaz, de poussière et de jeunes étoiles se situe au cœur de la Voie Lactée dans la constellation du Sagittaire. Le champ du VST est tellement large que toute la nébuleuse, incluant ses parties extérieures les moins brillantes, a été prise avec une netteté parfaite, conservée sur l’ensemble de l’image.

La seconde image diffusée est probablement le meilleur portrait jamais réalisé de l’amas globulaire stellaire Omega du Centaure. C’est le plus grand amas globulaire du ciel, mais le très large champ du VST et d’OmegaCAM peut même englober les plus faibles régions de cet objet spectaculaire. Cette image, qui comprend environ 300 000 étoiles, démontre l’excellente résolution du VST.

Les sondages

Le VST va effectuer trois sondages publics au cours des cinq prochaines années [6]. Le sondage KIDS va photographier plusieurs régions du ciel loin de la Voie Lactée. Il fera progresser l’étude de la matière noire, de l’énergie noire et de l’évolution des galaxies. Il mettra également à jour de nombreux nouveaux amas de galaxies et des quasars à grand redshift. Le sondage VST ATLAS couvrira une grande zone du ciel. Il sera dédié à la compréhension de l’énergie noire et viendra en appui à des études plus détaillées utilisant le VLT et d’autres télescopes. Le troisième sondage, VPHAS+, photographiera le plan central de la Voie Lactée afin de cartographier la structure du disque Galactique et l’histoire de sa formation d’étoiles. VPHAS+ produira un catalogue d’environ 500 millions d’objets et découvrira de nombreux nouveaux spécimens d’étoiles peu communes à tous les stades de leur évolution.

Le volume de données produit par OmegaCAM sera important. Environ 30 terabytes de données brutes seront produits par an et seront envoyés dans les centres de données en Europe pour y être traités [7]. Un logiciel nouveau et sophistiqué a été développé à Groningen et à Naples pour traiter l’important flux de données. Le produit final issu du traitement des données comprendra d’énormes listes avec les objets trouvés, mais aussi des images. Tout ceci sera rendu accessible aux astronomes à travers le monde pour des analyses scientifiques.

«La combinaison du grand champ, de l’excellente qualité d’image et du très efficace système de commande du VST produira une quantité énorme d’informations qui permettront de faire avancer de nombreux domaines de l’astrophysique, » conclut Konrad Kuijken, responsable du consortium d’OmegaCAM.

COLLISION COSMIQUE

Enquête sur une collision cosmique
22 juin 2011

Une équipe de scientifiques a étudié l’amas de galaxies Abell 2744, surnommé l’amas de Pandore. Ils ont reconstitué la violente et complexe histoire de cet amas en utilisant des télescopes au sol et dans l’espace, parmi lesquels le très grand télescope (VLT) de l’ESO et le télescope spatial Hubble. Abell 2744 semble être le résultat du carambolage simultané d’au moins quatre amas de galaxies distincts et cette collision complexe a produit des effets étranges jamais observés simultanément auparavant.

Quand d’énormes amas de galaxies entrent en collision, la pagaille qui en résulte est une mine abondante d’informations pour les astronomes. En observant l’un des amas issus de collisions, parmi les plus complexes et les moins communs du ciel, une équipe internationale d’astronomes a reconstitué l’histoire d’une collision cosmique qui s’est déroulée sur une période de 350 millions d’années.

Julian Merten, l’un des principaux scientifiques de cette nouvelle étude de l’amas Abell 2744, explique : « Comme un enquêteur reconstituant les causes d’un accident, nous pouvons utiliser les observations de ces carambolages cosmiques pour reconstituer les événements qui se sont déroulés sur une période de centaines de millions d’années. Ceci peut nous permettre de comprendre comment les structures se forment dans l’Univers et comment différents types de matière interagissent les uns avec les autres quand ils entrent en collision. »

« Nous l’avons surnommé l’amas de Pandore, car les collisions ont provoqué tellement de phénomènes étranges et différents. Certains de ces phénomènes n’ont jamais été vu auparavant, » ajoute Renato Dupke, un autre membre de l’équipe.

Abell 2744 a maintenant été étudié de manière bien plus détaillée que jamais en combinant les données du VLT, le très grand télescope de l’ESO, du Télescope japonais Subaru, du télescope spatial NASA/ESA Hubble et de l’Observatoire Chandra de la NASA qui observe dans les rayons X.

Les galaxies de l’amas sont clairement visibles sur les images du VLT et de Hubble. Bien que les galaxies soient lumineuses, elles représentent moins de 5% de la masse totale de l’amas. Le reste est constitué de gaz (environ 20%), qui est tellement chaud qu’il ne rayonne que dans les rayons X, et de matière noire (environ 75%), qui est totalement invisible. Afin de comprendre ce qui s’est passé au moment de la collision, l’équipe avait besoin de cartographier la répartition géographique des trois types de matière dans Abell 2744.

La matière noire est particulièrement difficile à trouver puisqu’elle n’émet, n’absorbe ou ne réfléchit aucune lumière (d’où son nom), mais se manifeste seulement par son attraction gravitationnelle. Afin de localiser cette mystérieuse substance, l’équipe a utilisé un phénomène connu sous le nom de lentille gravitationnelle. Il s’agit de la courbure des rayons lumineux émis par les galaxies lointaines quand ils traversent le champ gravitationnel présent dans l’amas. Le résultat est une série de distorsions révélatrices dans les images des galaxies d’arrières plan vues sur les observations du VLT et de Hubble. En déterminant précautionneusement la manière dont ces images sont déformées, il est possible de cartographier assez précisément où la masse cachée – et donc la matière noire – se trouve vraiment.  

En comparaison, trouver le gaz chaud dans l’amas est plus simple, car l’Observatoire en rayons X Chandra de la NASA peut l’observer directement. Ces observations ne sont pas seulement essentielles pour découvrir où se trouve le gaz, mais aussi pour montrer les angles et les vitesses avec lesquels les différents composants de l’amas se sont rencontrés.

Quand les astronomes ont regardé les résultats, ils ont trouvé beaucoup de structures curieuses. « Abell 2744 semble s’être formé à partir de quatre amas différents impliqués dans une série de collisions s’étendant sur une période de quelques 350 millions d’années. La distribution compliquée et irrégulière des différents types de matière est extrêmement inhabituelle et fascinante, » déclare Dan Coe, l’autre auteur principal de cette étude.

Il semble que la collision complexe ait séparé une partie du gaz chaud et de la matière noire de telle sorte qu’ils se trouvent maintenant séparés l’un de l’autre ainsi que des galaxies visibles. L’amas de Pandore combine plusieurs phénomènes qui ont seulement déjà été observés séparément dans d’autres systèmes.

A proximité du cœur de l’amas, il y a une « balle », là où le gaz d’un amas est entré en collision avec celui d’un autre amas créant une onde de choc. La collision n'a pas affecté la matière noire [1].

Dans une autre partie de l’amas il semble qu’il y ait des galaxies et de la matière noire, mais pas de gaz chaud. Le gaz a dû être expulsé pendant la collision, ne laissant rien de plus qu’une faible trainée.

Il y a même des structures plus bizarres encore dans les parties extérieures de l’amas. Une région contient une grande quantité de matière noire, mais pas de galaxies lumineuses ou de gaz chaud. Un paquet fantomatique de gaz à l’écart a été éjecté, précédant plutôt que suivant la matière noire associée. Cet agencement déconcertant donne peut-être aux astronomes des indications sur la manière dont se comporte la matière noire et sur la manière dont interagissent les uns avec les autres les divers ingrédients de l’Univers.

Les amas de galaxies sont les plus grosses structures du cosmos, contenant littéralement des milliers de milliards d’étoiles. La manière dont ils se forment et se développent au travers de collisions répétées a de profondes implications sur notre compréhension de l’Univers. D’autres études de l’amas de Pandore, la fusion la plus complexe et la plus fascinante observée jusqu’à présent, sont en cours.

NEBULEUSE

Une nouvelle image dévoile une vaste nébuleuse autour de la fameuse étoile supergéante
23 juin 2011

En utilisant l’instrument VISIR, installé sur le très grand télescope (VLT) de l’ESO, des astronomes ont réalisé une image détaillée comme jamais auparavant de la nébuleuse complexe et lumineuse autour de l’étoile supergéante Bételgeuse. Cette structure, qui ressemble à un feu émanant de l’étoile, est formée à partir de ce monstre stellaire qui répand sa matière dans l’espace.

Bételgeuse, supergéante rouge dans la constellation d’Orion, est une des étoiles les plus brillantes du ciel nocturne. C’est également l’une des plus grosses, ayant une taille correspondant pratiquement à l’orbite de Jupiter – environ quatre fois et demie le diamètre de l’orbite terrestre.  L’image du VLT montre la nébuleuse environnante, bien plus grande  que la supergéante elle-même, qui s’étend sur 60 milliards de kilomètres au-delà de la surface de l’étoile, soit environ 400 fois la distance Terre-Soleil.

Les supergéantes rouges comme Bételgeuse constituent l’une des dernières phases de la vie d’une étoile massive.  Pendant cette brève tranche de vie, l’étoile augmente en taille et expulse ses couches externes dans l’espace à un rythme incroyable – elle se débarrasse d’immenses quantités de matière (environ la masse du Soleil) en seulement 10 000 ans.

Le processus par lequel une étoile comme Bételgeuse expulse sa matière implique deux phénomènes. Le premier est la formation de gigantesques colonnes de gaz (cependant bien plus petite que la nébuleuse observée) s’étendant dans l’espace à partir de la surface de l’étoile, détectées précédemment en utilisant l’instrument NACO sur le VLT [1]. L’autre, qui fait suite à l’éjection de la colonne, est le vigoureux mouvement ascendant et descendant de bulles géantes dans l’atmosphère de Bételgeuse – comme de l’eau qui bout s’agite dans une casserole (eso0927).

Les nouveaux résultats montrent que les colonnes que l’on voit à côté de l’étoile sont probablement connectées à des structures dans la nébuleuse extérieure maintenant photographiée dans l’infrarouge avec VISIR. La nébuleuse ne peut pas être vue en lumière visible, car Bételgeuse la noie totalement dans son éclat. La forme irrégulière et asymétrique de la matière indique que l’étoile n’a pas éjecté ses couches externes de manière symétrique. Les bulles de matière stellaire et les colonnes géantes qu’elles engendrent sont probablement responsables de l’aspect fragmenté de la nébuleuse.

La matière visible dans les nouvelles images est probablement constituée de poussière d’oxyde d’aluminium et de silicate. C’est le même matériau qui forme la majeure partie de la croûte terrestre et des autres planètes rocheuses. A un certain moment il y a bien longtemps, les silicates de la Terre ont été formés par une étoile massive (et maintenant éteinte) semblable à Bételgeuse.

Dans cette image composée, les précédentes observations par NACO des colonnes sont représentées dans le disque central. Le petit cercle rouge au milieu a un diamètre d’environ quatre fois et demie celui de l’orbite terrestre et représente l’emplacement de la surface visible de Bételgeuse. Le disque noir correspond à une partie très lumineuse de l’image qui a été masquée afin de permettre à la nébuleuse, dont le rayonnement est bien moins fort, d’être visible. Les images de VISIR ont été prises à travers des filtres infrarouges sensibles aux rayonnements de différentes longueurs d’onde avec le bleu correspondant aux plus courtes d’entres elles et le rouge aux plus longues. Le champ est de 5.63x5.63 arcsecondes.

DECOUVERTE DU QUASAR

Découverte du Quasar le plus lointain
29 juin 2011

Une équipe d’astronomes européens a utilisé le VLT, le très grand télescope de l’ESO, et une foule d’autres télescopes, pour découvrir et étudier le quasar le plus lointain trouvé jusqu’à présent. Ce phare brillant, alimenté par un trou noir d’une masse atteignant deux milliards de fois celle du Soleil, est de loin l’objet le plus brillant découvert jusqu’à présent dans l’Univers jeune. Ces résultats seront publiés dans l’édition de la revue Nature du 30 juin 2011.

«Ce quasar est capital pour sonder l’Univers jeune. C’est un objet très rare qui devrait nous aider à comprendre comment les trous noirs supermassifs se sont formés quelques centaines de millions d’années après le Big Bang, » déclare Stephen Warren, le responsable de l’équipe qui a mené cette étude.

Les quasars sont de très brillantes et lointaines galaxies dont l’énergie est supposée provenir de trous noirs supermassifs situés en leurs centres. Leur éclat en fait de puissantes balises qui devraient aider les astronomes à sonder l’époque où les premières étoiles et galaxies étaient en train de se former. Le quasar récemment découvert est tellement loin de nous que sa lumière permet de sonder la dernière partie de la période dite de la réionisation [1].

Ce quasar, appelé ULAS J1120+0641 [2], est observé tel qu’il était seulement 770 millions d’années après le Big Bang (redshift 7.1 [3]). Il faut 12,9 milliards d’années à sa lumière pour nous atteindre.

Bien que des objets plus distants aient été confirmés (tel qu’un sursaut gamma avec un redshift de 8,2, eso0917, et une galaxie avec un redshift de 8,6, eso1041), le quasar tout juste découvert est des centaines de fois plus brillant qu’eux. Parmi les objets suffisamment brillants pour être étudiés en détail, c’est de loin le plus lointain.

Le second quasar le plus éloigné est observé tel qu’il était 870 millions d’années après le Big Bang (redshift 6,4). Des objets semblables plus lointains ne peuvent pas être trouvés avec des sondages en lumière visible, car leur lumière, dont la longueur d'onde est étirée par l’expansion de l’Univers, se trouve principalement dans la partie infrarouge du spectre lorsqu’elle arrive sur Terre. Le sondage européen du ciel profond dans l’infrarouge UKIRT (UKIDSS pour UKIRT Infrared Deep Sky Survey) qui utilise le télescope infrarouge du Royaume-Uni spécialisé dans ce domaine [4] à Hawaï a été conçu pour résoudre ce problème. L’équipe d’astronomes a cherché parmi les millions d’objets de la base de données UKIDSS pour trouver ceux qui pourraient être les quasars lointains si longtemps recherchés et éventuellement trouver le filon.

«Il nous a fallu cinq ans pour trouver cet objet, » explique Bram Venemans, un des auteurs de cette étude. « Nous cherchions un quasar avec un redshift supérieur à 6.5. En trouver un qui était aussi lointain, avec un redshift supérieur à 7, a été une merveilleuse surprise. En scrutant profondément dans la période de la réionisation, ce quasar nous offre une occasion unique d’explorer une fenêtre de 100 millions d’années dans l’histoire cosmique qui était auparavant hors d’atteinte ».

La distance du quasar par rapport à la Terre a été déterminée à partir d’observations effectuées avec l’instrument FORS2, sur le VLT de l’ESO et des instruments sur le Télescope Gemini North [5]. Etant donné que cet objet est relativement brillant, il a été possible d’en obtenir le spectre (ce qui implique de décomposer la lumière de l’objet dans ses différentes couleurs). Cette technique a permis aux astronomes d’en apprendre beaucoup sur ce quasar.

Ces observations ont montré que la masse du trou noir situé au centre de ULAS J1120+0641 est environ deux milliards de fois celle du Soleil. Cette masse très importante est difficile à expliquer si peu de temps après le Big Bang. Les théories en vigueur sur la croissance des trous noirs supermassifs prédisent une lente accumulation de masse alors que l’objet compact attire de la matière environnante.

« Nous pensons qu’il y a seulement une centaine de quasars brillants avec un redshift supérieur à 7 dans tout le ciel, » conclut Daniel Mortlock, le premier auteur de l’article scientifique. «  Une recherche minutieuse a été nécessaire pour trouver cet objet, mais être capable de dévoiler quelques mystères de l’Univers jeune valait bien un tel effort. »