Le plateau des Spite existe aussi dans les autres galaxies: l’exemple de omega Centauri

L’abondance de lithium dans les étoiles anciennes (le plateau des Spite) a été considéré comme un des indicateurs primaires de la densité baryonique de l’Univers, pendant plus de vingt ans. Il a été, en fait, considéré comme un des piliers qui soutient la cosmologie du Big Bang. La mesure précise de la densité baryonique, par l’étude des fluctuations du fond cosmologique à micro-ondes a fourni un valeur beaucoup plus élevée que prévu par le plateau des Spite. Plusieurs solutions de ce « problème du lithium cosmologique » ont été envisagées. Certaines postulent une physique nouvelle dans l’Univers primordial, d’autres une évolution spécifique de notre Galaxie, ou une déplétion du lithium dans les atmosphères des étoiles anciennes. Pour éclaircir ce problème, une équipe de chercheurs, incluant un membre de l’Observatoire de Paris, a utilisé le télescope de 8.2m de l’ESO, VLT-Kueyen, pour mesurer, pour la première fois, le lithium dans une galaxie externe: omega Centauri. Le résultat est surprenant, les étoiles de omega Centauri montrent un plateau des Spite, comme les étoiles de notre Galaxie. Toute solution du « problème du lithium cosmologique » doit forcément tenir compte de l’universalité du plateau des Spite.

La composition chimique du Soleil et du système Solaire est le résultat d’une évolution complexe, dans laquelle les différents éléments sont produits progressivement par les générations d’étoiles. Quand on observe des étoiles de plus en plus vieilles on observe des abondances décroissantes de tous les éléments, carbone, oxygène, fer, etc. Avec une importante exception: le lithium. Au début des années 1980 Monique et François Spite, de l’Observatoire de Paris, ont découvert que toutes les étoiles vieilles de notre Galaxie ont la même abondance de lithium. En fait si on fait un graphique des abondances de lithium en fonction de l’abondance d’un autre élément, par exemple le fer, on trouve un plateau, qui est appelé le plateau des Spite. L’explication, la plus simple, du plateau est que le lithium observé dans ces étoiles a été produit pendant le Big Bang, en même temps que la majorité de l’hélium présent dans l’Univers. Dans ce cas la quantité de lithium produit est une fonction du rapport entre baryons et photons, donc de la densité baryonique de l’Univers. Pendant plus de vingt années la concordance des abondances primordiales mesurées des isotopes produits dans le Big Bang, deuterium, les deux isotopes stables de l’helium 3He et 4He, et 7Li, avec une seule valeur de la densité baryonique a été considerée un des piliers de la cosmologie du Big Bang. Pourtant cette concordance était basée sur des erreurs plutôt grandes, des mesures des abondances primordiales. La mesure très précise de la densité baryonique obtenue par l’étude des fluctuations du fond cosmologique de micro-ondes, couplée avec la théorie standard de la nucleosynthèse dans le Big Bang implique une tension avec le plateau des Spite (Fig. 1)

Figure 1: L’abondance primordiale de lithium prédite par la nucleosynthèse dans le Big Bang, en fonction du rapport entre le nombre de baryons et le nombre de photons (fig de Bonifacio 2004). Les lignes bleues sont les erreurs à un sigma. La ligne horizontale épaisse est le niveau observé du plateau des Spite, les lignes fines indiquent l’erreur à un sigma, les lignes en tirets sont la somme des erreurs statistiques et systématiques. Les lignes verticales rouges sont les valeurs du rapport déduit à partir des fluctuations du fond cosmologique avec son erreur de un sigma (lignes verticales en tirets).
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Beaucoup de solutions ont été proposées pour ce « problème du lithium cosmologique » et parmi celles-ci quelques unes qui postulent la destruction d’une partie du lithium produit dans le Big Bang. Un scénario postule que 50% du matériel qui forme le halo de la Galaxie a été processé à l’intérieur d’une génération d’étoiles massives, qui ont détruit le lithium (Piau et al. 2006). D’autres introduisent un mécanisme physique, comme la diffusion, pour mélanger profondément la matiére des atmosphères stellaires, ce qui entraîne la dépletion du lithium (Richard et al. 2005).
Une nouvelle perspective s’ouvre quand on étudie une galaxie externe, avec une histoire évolutive différente de celle de la Voie Lactée. Dans chaqun des scénarios ci-dessus, on peut s’attendre à une situation différente pour les abondances de lithium, soit l’absence d’un plateau des Spite, soit un plateau, mais à un niveau différent.
Omega Centauri (Fig.2) est ce qui reste d’une galaxie satellite, capturée par la Voie Lactée. Elle a sûrement perdu une grande partie de sa masse par effet de marée, néanmoins elle a une masse qui est dix fois plus grande que les amas globulaires les plus massifs. Elle héberge un mélange compliqué de populations stellaires d’âges et métallicités différents. Les étoiles du « turn-off » et les sous-géantes sont observables à des magnitudes de 17.5 jusqu’à 18, très faibles, mais observables avec un télescope de 8 mètres.

Figure 2 Une image composée de omega Centauri obtenue avec le Wide Field Imager et le télescope 2.2m MPI/ESO à La Silla (Chili, copyrightESO).
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Pour mesurer l’abondance de lithium dans ces étoiles, 19 heures d’intégration ont été nécessaires sur le télescope ESO VLT-Kueyen et l’instrument Flames/Giraffe (construit au GEPI). Il en résulte des spectres de qualité excellente qui ont permis une mesure précise de l’abondance du lithium. Les chercheurs ont été plutôt surpris de découvrir un exemple typique du plateau des Spite, comme dans notre Galaxie.
Figure 3 Le plateau des Spite dans omega Centauri, tel qu’il est révélé par les observations Flames/Giraffe. Toutes les étoiles observées ont la même abondance de lithium, quelle que soit leur métallicité ou température. Ce résultat rend impossible n’importe quelle solution du « problème du lithium cosmologique » qui postule une évolution spéciale pour notre Galaxie, comme le modèle de Piau et al. En même temps il pose de fortes contraintes à tous les modèles qui postulent la déplétion du lithium dans les atmosphères stellaires, puisqu’il est nécessaire de trouver la même déplétion pour les étoiles d’âge, masse et métallicité différents. L’intervalle d’âges couvert par les étoiles observées est matière à débats, néanmoins, selon l’analyse de Villanova et al. (2007) cet intervalle est de 5 milliards d’années. Il est clair que des explications qui reposent sur des phénomènes lents et dépendant du temps, comme la diffusion, auront du mal à expliquer cette homogéneité. Si les explications « stellaires » du « problème du lithium cosmologique » ont des difficultés, peut être il serait intéressant de chercher du côté d’une nouvelle physique au moment de la nucléosynthèse. Toute le monde attend avec impatience les nouvelles découvertes attendues du Large Hadron Collider !

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Notre Galaxie et l’écho lumineux du Big Bang révélés par le satellite Planck

Le satellite Planck de l’ESA vient de délivrer une image exceptionnelle de l’intégralité du ciel provenant du premier relevé, qui est tout juste achevé. Celle-ci met en évidence les deux sources de rayonnement du ciel les plus importantes dans le domaine des micro-ondes : le rayonnement fossile et la Voie lactée. Le rayonnement fossile correspond à l’écho lumineux du Big Bang. Il témoigne des premiers instants de l’Univers, qu’il a traversé pendant près de 13,7 milliards d’années avant de parvenir jusqu’à nous. Dans certaines directions, on voit en superposition le rayonnement issu de divers objets astrophysiques, notamment notre Galaxie, la Voie lactée. Grâce aux observations de Planck à neuf fréquences différentes, et grâce à des techniques sophistiquées d’analyse d’images, il est possible de distinguer ces différents rayonnements. Ils deviendront des produits scientifiques distincts de grande importance, tant pour les astrophysiciens que pour les cosmologistes, et seront rendus publics fin 2012.

Le satellite Planck de l’ESA observe actuellement tout le ciel dans le domaine des micro-ondes. L’objectif principal de la mission Planck est d’observer le rayonnement fossile, c’est-à-dire la lumière issue des premiers instants de l’Univers. Les minuscules fluctuations de température de ce rayonnement portent la trace des germes des grandes structures cosmiques qui se sont formées plus tard, comme les galaxies ou les amas de galaxies. Néanmoins, à ce rayonnement fossile s’ajoute une brume de lumière d’avant-plan issue de notre propre Galaxie. Il s’agit de l’émission du milieu interstellaire, mélange de gaz et poussières qui remplit notre Voie lactée. Cette émission de notre Galaxie ne masque pas le rayonnement fossile, mais se superpose à celui-ci.

Cette première image de tout le ciel représente une synthèse particulière de toute l’information que Planck est en train de collecter. Elle a été spécifiquement traitée pour mettre en valeur l’émission de notre Galaxie. D’autres traitements peuvent en revanche mettre en exergue la partie cosmologique. Pour y arriver avec la précision requise, les équipes scientifiques de Planck ont développé un système dédié très sophistiqué d’analyse d’images, qui utilise toute la finesse et la sensibilité exceptionnelles des images de Planck dans ces neuf bandes de fréquence.


Le ciel micro-ondes vu par le satellite Planck. Cette image couleur a été créée à partir des données Planck obtenues dans neuf bandes de fréquence, comprises entre 30 et 857 GHz, c’est à dire dans le domaine des ondes submillimétriques, millimétriques, et centimétriques (aussi appelées micro-ondes). Notre Galaxie, la Voie lactée, est bien visible dans l’image comme une bande claire horizontale. Une grande région du ciel est illuminée par notre Galaxie, comme en témoignent ces structures claires et filamentaires qui s’étendent bien au delà du plan de notre Voie lactée. Ces émissions ont pour origine le gaz et les poussières du milieu interstellaire. Le rayonnement fossile est visible sur cette image sous la forme de structures granulaires rougeâtres, principalement visibles au haut et en bas de l’image, où l’émission de notre Galaxie est très faible. Cette image montre qu’il est possible de séparer ces deux émissions, dans de petites régions bien définies (en haut et en bas de l’image). Cependant, les scientifiques de Planck développent des méthodes sophistiquées de traitement d’image pour séparer ces deux composantes sur presque la quasi-totalité du ciel ! Cette image provient des données de Planck collectées pendant les neuf premiers mois de sa mise en service. Planck poursuit ses mesures et devrait fournir au moins 3 autres relevés complets du ciel. © ESA, HFI & LFI Consortia

La structure granulaire du rayonnement fossile est la plus manifeste dans les régions en haut et en bas de l’image, où l’émission de notre Galaxie est plus faible, » nous explique le responsable scientifique de l’instrument HFI, Jean-Michel Lamarre du Laboratoire d’étude du rayonnement et de la matière en astrophysique. « Par ailleurs, une partie importante du ciel montre différentes régions de la Voie lactée, très brillante le long du plan galactique (la large bande horizontale centrale claire), mais qui s’étend aussi au-dessus et au-dessous, même si elle y est moins intense. »

Jean-Loup Puget, directeur de recherche du CNRS à l’Institut d’astrophysique spatiale et responsable scientifique du consortium de laboratoire qui a construit l’instrument HFI, explique que « le milieu interstellaire de la Voie lactée est composé de nuages de gaz et de poussières de différente composition, température, et densité. Heureusement, les différentes phases du milieu interstellaire émettent dans des bandes de fréquences, des « couleurs » différentes ; ces signatures peuvent être utilisées pour séparer l’émission galactique, et donc pour les soustraire des images afin d’extraire le rayonnement fossile, de la même façon que le cerveau humain est capable d’isoler la voix d’une personne qui parle au milieu d’un groupe en pleine discussion. L’analyse de la composante interstellaire donnera des informations précieuses sur les mécanisme de formation des étoiles dans notre Galaxie

François Bouchet, directeur de recherche du CNRS à l’Institut d’astrophysique de Paris, coordinateur scientifique et responsable du traitement des données, souligne : « Après 17 ans de travaux préparatoires un peu arides, nous avons enfin sur nos écrans ces données qui recèlent des éléments de réponses à des questions cosmologiques dans la continuation des grandes interrogations sur l’Univers et l’origine qui agitent l’humanité depuis les temps les plus reculés ». Mais les principaux résultats cosmologiques demanderont près de deux années supplémentaires de collecte, de traitement et d’analyse des données. Pendant ce temps, l’analyse détaillée de l’émission galactique permettra une grande amélioration de not

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Les nouvelles images du satellite Planck révèlent la structure à grande échelle de la Voie lactée et la distribution de la poussière froide

La mission Planck, observatoire de l’ESA des fréquences micro-ondes, et première mission européenne conçue pour étudier le Rayonnement Cosmologique Fossile (RCF), vient de commencer le second de quatre relevés successifs du ciel. Des relevés qui vont à terme fournir l’image la plus détaillée jamais obtenue de l’Univers primordial. Sur de nouvelles images publiées ce jour, on peut découvrir des nuages filamentaires connectant les plus grandes échelles de la Voie Lactée aux plus petites.

Bien que la mission première de Planck soit de cartographier le RCF (les vestiges de la toute première lumière émise il y a 13,7 milliards d’années), en imageant l’intégralité du ciel, l’instrument va aussi fournir des données précieuses pour nombre d’études astrophysiques. Pour preuve les nouvelles images publiées ce jour, qui révèlent la distribution de la poussière froide de notre Galaxie et la structure du milieu interstellaire qui l’emplit.

Révéler le milieu interstellaire à grande échelle

L’espace entre les étoiles n’est pas vide, il contient des nuages de poussière et de gaz intimement mêlés qui forment le « milieu interstellaire ». La richesse des structures filamentaires observées, et la façon dont les petites et les grandes échelles sont interconnectées, fournissent des indices importants sur les mécanismes physiques à la base de la formation des étoiles et des galaxies.

Situer où se forment les étoiles

Une des caractéristiques essentielles de Planck est son aptitude à révéler la température des particules de poussière les plus froides, cette même température qui reflète l’équilibre des énergies en présence dans le milieu interstellaire. En révélant ces amas froids (près de -260 °C), Planck permet d’isoler les lieux où la formation des étoiles est sur le point de commencer. Ainsi, en combinant les données de Planck avec celles d’autres satellites, comme Herschel de l’ESA, Spitzer de la NASA, ou encore IRAS, les astronomes vont pouvoir étudier la formation des étoiles de la Voie Lactée dans son ensemble.

Les dernières images obtenues, visibles en pièce jointe et légendées, montrent par leur existence et leur qualité que l’Instrument HFI fonctionne de manière très satisfaisante et que tout le segment sol, qui recueille les données, vérifie journellement leur qualité et les transforme en produits utilisables par les scientifiques, est pleinement opérationnel. Il est composé du centre d’opération de HFI basé à l’Institut d’Astrophysique Spatiale à Orsay (CNRS/Université Paris-sud 11, OSU/INSU) et du Centre de Traitement des données situé à l’Institut d’Astrophysique de Paris (CNRS, Université Pierre et Marie Curie, OSU/INSU), tout deux financièrement soutenus par le CNES. Le centre de mission de l’ESA est quant à lui situé à l’ESAC en Espagne.

Image Planck d’un écheveau Galactique de poussière froide. La capacité de Planck de mesurer la température des particules de poussière les plus froides permet de fournir un indicateur important des processus physiques à l’œuvre dans le milieu interstellaire, et dans les régions de formation des étoiles. L’image couvre une portion de ciel d’environ 50 degrés. Cette image composite en trois couleurs a été obtenue à partir des deux fréquences les plus élevées de Planck (les canaux à 557 et 857 GHz de l’instrument HFI, qui correspondent à des longueurs d’onde de 540 et 350 micromètres), et d’une image à plus courte longueur d’onde (100 micromètres), obtenue grâce au satellite IRAS (InfraRed Astronomical Satellite). Cette composition permet de situer efficacement la poussière: les tons rougeoyants correspondent à des températures qui peuvent atteindre près de 12 degrés au-dessous du zéro absolu (soit environ -260 degrés Celsius), tandis que les tons à base de blanc correspondent à des régions nettement plus chaudes (des dizaines de degrés au dessus du zéro absolu) où des étoiles massives sont en cours de formation. L’image dans son ensemble révèle l’état de la poussière dans un voisinage d’environ 500 années lumière du Soleil. Cette image Planck a été obtenue au cours du premier relevé intégral du ciel qui a débuté en août 2009 et qui est aujourd’hui, à la mi-mars 2010, complet à 98 %. A ce rythme, Planck aura terminé d’effectuer son premier relevé intégral du ciel à la fin mai 2010. Cette image montre aussi l’intérêt que représente la combinaison des informations de Planck à celles obtenues par un autre instrument, IRAS, permettant dans le cas présent de mieux définir la température de la poussière. © ESA et le Consortium HFI, IRAS.

Ces structures filamentaires de la Voie Lactée sont clairement visibles aux grandes échelles, comme le montre l’image Planck à droite, tout comme aux petites échelles, comme le montre l’image agrandie de gauche, unepetite région obtenue par le satellite Herschel dans la constellation de l’Aigle (même région que dans la première image). L’image Planck, à droite, qui couvre une portion du ciel d’environ 55 degrés, a été obtenue par l’instrument HFI à une fréquence de 857 GHz (soit une longueur d’onde de 350 micromètres). La bande horizontale rouge profond au bas de l’image correspond au disque de notre Galaxie spirale vu de l’intérieur. Les couleurs de cette image ont été choisies pour traduire l’intensité de l’émission du rayonnement thermique de la poussière à cette fréquence. L’image de gauche montre une « pouponnière stellaire » typique (d’environ 3 degrés de large) dans la constellation de l’Aquila (aigle), dont l’image vient d’être prise par l’Observatoire Spatial Herschel. Un des constats les plus intéressants étant que la structure filamentaire vue aux toutes petites échelles par Herschel a une ressemblance frappante avec celle vue par Planck aux plus grandes échelles, soulignant la synergie entre les deux instruments. © ESA et le Consortium HFI ; pour l’insert : ESA et Consortia SPIRE & PACS, P. André (CEA Saclay) pour le programme clé de la ceinture de Gould.

La région du ciel couverte par l’image Planck est mise en situation grâce à sa superposition à l’image optique du ciel obtenue par Axel Mellinger. Cette image montre la capacité de l’instrument à balayer une large région pour en donner un aperçu panoramique. © ESA et le Consortium HFI ; Axel Mellinger.

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Le LHC bientôt à la moitié de sa puissance maximum

L’accélérateur de particules le plus puissant du monde, le LHC, remis en marche fin février, sera poussé à la moitié de sa puissance maximale fin mars-début avril, a indiqué mercredi le Centre européen de recherches nucléaires (Cern).

«On espère faire les collisions à 7 TeV (téraélectronvolt) fin mars ou début avril», a expliqué à l’AFP un porte-parole du Cern, James Gillies.

Ces collisions de protons lancés en sens inverse doivent faire jaillir des particules élémentaires encore jamais observées, créant pendant un instant les conditions qui prévalaient dans l’univers juste après le Big Bang.

Le Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider, LHC), qui a connu deux pannes successives quelques jours après son lancement en septembre 2008 conduisant à 14 mois de paralysie, a été relancé le 28 février après une pause hivernale.

Auparavant, au mois de décembre, l’instrument physique avait déjà été poussé à une puissance jamais atteinte avec une accélération des faisceaux de protons à 2,36 TeV, permettant plus d’un million de collisions de particules.

Désormais, l’objectif du Cern est d’atteindre 7 TeV (3,5 par faisceau dans chaque sens), soit trois fois et demi la puissance maximale de son concurrent du Fermilab de Chicago (USA).

Cette puissance «donne un accès à beaucoup de possibilités de recherche», a souligné M. Gillies.

«L’objectif est d’accumuler une certaine quantité de données», pendant une période de 18 à 24 mois, a-t-il ajouté.

Ensuite, le LHC subira un «arrêt technique» prévu de 8 à 10 mois avant d’être poussé à son niveau maximum de 14 TeV, a-t-il poursuivi.

Le précédent accélérateur du Cern était traditionnellement stoppé tous les hivers pour quatre mois de maintenance, a encore expliqué le porte-parole. Avec le LHC, le Cern «a décidé de changer de cycle» en raison des deux mois nécessaires pour le refroidissement et le réchauffement de la machine qui fonctionne à une température proche du degré absolu (-273,15°).

Grâce au LHC, les chercheurs du Cern ambitionnent notamment de trouver la preuve de l’existence des particules éphémères comme le boson de Higgs, à l’origine de la notion de masse en physique théorique.

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LHC, accélérateur de particules

Le LHC, accélérateur de particules du CERN, propulse des protons dans un tube à vide, à la vitesse de la lumière: 11.000 tours de 27 km en une seconde! Objectif: lever le voile sur d’insondables mystères (le boson de Higgs, l’antimatière, la masse cachée de l’univers…). Explications de Nathalie Besson, physicienne au CEA.

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Herschel débusque des galaxies de 12 Milliards d’années

Herschel observe des galaxies jusqu’à 12 milliards d’années-lumière L’équipe HerMES du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (INSU-CNRS/Université de Provence) vient de révéler de nouvelles images enregistrées avec l’Observatoire Spatial Herschel, de l’Agence Spatiale Européenne, qui montrent les vues les plus détaillées en infrarouge del’Univers lointain, il y a 12 milliards d’années. Ces images, officiellement rendues publiques lors de la première conférence internationale Herschel qui s’est tenue à Madrid (jeudi 17 décembre), montrent des dizaines de milliers de galaxies nouvellement découvertes dans des phases initiales de leur formation. Les images seront étudiées par l’équipe du plus gros projet scientifique de la mission spatiale Herschel : HerMES (Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey).

Les chercheurs du LAM (Véronique Buat, Denis Burgarella, Elodie Giovannoli, Alessandro Boselli, Annie Zavagno et Jean-Paul Baluteau) avec plus de 100 astronomes dans 6 pays et Sebastian Oliver (GB), responsable du projet, s’attendent à découvrir des centaines de milliers de nouvelles galaxies observées dans des phases initiales de leur formation, il y a plus de 10 milliards d’années. Les premiers résultats sont exceptionnels et dépassent les attentes des membres de l’équipe HerMES. Véronique Buat, chercheuse au LAM commente ces images: “Ces images sont une étape majeure dans la compréhension de l’univers lointain: elles nous montrent plusieurs milliers de galaxies en infrarouge jusqu’à des distances supérieures à 10 milliards d’années-lumière. Aucun télescope infrarouge n’avait pu atteindre cette sensibilité auparavant.” L’observatoire spatial Herschel est le plus grand télescope spatial jamais construit. Il est équipé de trois instruments : SPIRE (dont le dessin optique a été initialement réalisé au LAM), PACS et HIFI. Herschel a été lancé avec succès le 14 mai 2009 à bord de la fusée Ariane 5 à partir de la base Européenne de Kourou en Guyane Française. Après un voyage de deux mois et quelques 1,5 millions de kilomètres, Herschel a atteint sa base d’observation et est entré en phase de routine pour les observations. Le projet HerMES produira une carte de l’univers tel qu’il était il y a 8 milliards d’années grâce à des observations réalisées avec la camera infrarouge SPIRE.

Cette camera permet à Herschel de détecter des radiations provenant d’objets très froids et très distants : des étoiles et des galaxies en formation. “Il est fascinant de voir de telles images après seulement 14 heures d’observation et nous n’avons qu’une envie: pouvoir travailler sur l’ensemble des images du projet qui nous offriront une vision encore plus large de l’univers. Nous pourrons ainsi avoir une vision plus claire de l’histoire de la formation stellaire dans l’univers” déclare Denis Burgarella, astronome au LAM. Cette image, d’un champ équivalent à la surface de la pleine Lune, prise dans la constellation de la Grande Ourse, comprend plusieurs milliers de galaxies, jusqu’à des distances de 12 milliards d’années-lumière. Crédit : ESA La première des zones étudiées (et encore en phase d’investigation) a révélé des milliers de galaxies. A 12 milliards d’années-lumière de nous, les galaxies photographiées par Herschel apparaissent comme des points dans le cosmos. 12 milliards d’années-lumière, c’est un peu plus de 1 milliard d’années après le Big Bang, lorsque les galaxies sont encore en pleine phase de formation de leurs étoiles. Un objectif majeur de la mission Herschel sera de découvrir comment les galaxies se sont formées et comment elles ont évolué au cours des quelques 13,7 milliards d’années pour former les galaxies telles qu’on les observe aujourd’hui dans notre univers local.

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Première lumière du télescope Europeen VISTA

Un nouveau Télescope – VISTA (the Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) – vient juste d’entrer en service à l’Observatoire Paranal de l’ESO et a produit ses premières images. VISTA est un télescope pour les

grands relevés observant dans le domaine de longueurs d’onde infrarouge. C’est le plus grand télescope au monde dédié à la cartographie de l’Univers. Son grand miroir, son large champ et ses détecteurs très sensibles lui permettront de dévoiler un « visage » totalement nouveau du ciel austral. De nouvelles images spectaculaires de la nébuleuse de la Flamme, du centre de notre Galaxie, la Voie Lactée et de l’amas de galaxies du Fourneau témoignent de l’excellent fonctionnement de VISTA.

VISTA est le dernier télescope installé à l’Observatoire Paranal de l’ESO dans le désert d’Atacama au nord du Chili. Il est situé sur le sommet voisin de celui du très grand télescope de l’ESO (le VLT) et bénéficie des mêmes conditions exceptionnelles d’observation. Le miroir principal de VISTA a un diamètre de 4,1 mètres et est le miroir le plus fortement courbé de cette taille et de cette qualité jamais réalisé – ses écarts par rapport à une surface parfaite sont inférieurs à quelques millièmes de l’épaisseur d’un cheveu humain. Sa construction et son polissage ont représenté de formidables défis.

VISTA a été conçu et réalisé par un consortium de 18 universités du Royaume Uni [1] dirigé  par la Queen Mary University of London et est devenu une partie de la contribution du Royaume Uni dans le cadre de son accession à l’ESO. Le design et la construction du télescope ont été pilotés par le Conseil des équipements scientifiques et technologiques du Centre de la technologie pour l’astronomie du Royaume Uni (Science and Technology Facilities Council’s UK Astronomy Technology Centre (STFC, UK ATC)). L’acceptation provisoire de VISTA a été officiellement accordée par l’ESO au cours d’une cérémonie organisée au siège social de l’ESO à Garching, en Allemagne, en présence de représentants de la Queen Mary University of London et du STFC, le 10 décembre 2009 et le télescope sera à présent exploité par l’ESO.

« VISTA est un nouvel instrument exceptionnel de l’Observatoire du Cerro Paranal de l’ESO. Il aura un rôle de pionnier dans l’observation en infrarouge du ciel austral et trouvera de nombreuses cibles intéressantes pour de futures études avec le très grand télescope (le VLT) et ALMA ainsi qu’avec le futur télescope géant européen, » déclare Tim de Zeeuw, Directeur général de l’ESO.

VISTA est le dernier télescope installé à l’Observatoire Paranal de l’ESO dans le désert d’Atacama au nord du Chili. Il est situé sur le sommet voisin de celui du très grand télescope de l’ESO (le VLT) et bénéficie des mêmes conditions exceptionnelles d’observation. Le miroir principal de VISTA a un diamètre de 4,1 mètres et est le miroir le plus fortement courbé de cette taille et de cette qualité jamais réalisé – ses écarts par rapport à une surface parfaite sont inférieurs à quelques millièmes de l’épaisseur d’un cheveu humain. Sa construction et son polissage ont représenté de formidables défis.

VISTA a été conçu et réalisé par un consortium de 18 universités du Royaume Uni [1] dirigé  par la Queen Mary University of London et est devenu une partie de la contribution du Royaume Uni dans le cadre de son accession à l’ESO. Le design et la construction du télescope ont été pilotés par le Conseil des équipements scientifiques et technologiques du Centre de la technologie pour l’astronomie du Royaume Uni (Science and Technology Facilities Council’s UK Astronomy Technology Centre (STFC, UK ATC)). L’acceptation provisoire de VISTA a été officiellement accordée par l’ESO au cours d’une cérémonie organisée au siège social de l’ESO à Garching, en Allemagne, en présence de représentants de la Queen Mary University of London et du STFC, le 10 décembre 2009 et le télescope sera à présent exploité par l’ESO.

« VISTA est un nouvel instrument exceptionnel de l’Observatoire du Cerro Paranal de l’ESO. Il aura un rôle de pionnier dans l’observation en infrarouge du ciel austral et trouvera de nombreuses cibles intéressantes pour de futures études avec le très grand télescope (le VLT) et ALMA ainsi qu’avec le futur télescope géant européen, » déclare Tim de Zeeuw, Directeur général de l’ESO.

Au cœur de VISTA se trouve une caméra de 3 tonnes contenant 16 détecteurs spéciaux, sensibles au rayonnement infrarouge et représentant au total 67 millions de pixels. Le fait de pouvoir observer à des longueurs d’onde plus grandes que celles visibles par l’œil humain permet à VISTA d’étudier des objets qui sont autrement impossible à voir en lumière visible car trop froids, dissimulés derrière des nuages de poussière ou tellement éloignés que leur lumière a été décalée au-delà du visible du fait de l’expansion de l’Univers. Pour éviter d’être submergée par le faible rayonnement infrarouge venant de l’espace, la caméra doit être refroidie à – 200 degrés Celsius et est dotée de la plus grande fenêtre d’observation dans l’infrarouge jamais réalisée. La caméra de VISTA a été conçue et réalisée par un consortium composé du Rutherford Appleton Laboratory, du UK ATC et de l’University of Durham au Royaume Uni.

VISTA étant un grand télescope disposant également d’un grand champ, il peut à la fois détecter les faibles sources de lumière et couvrir rapidement de larges pans de ciel. Chaque image de VISTA capture une zone du ciel couvrant environ dix fois la surface de la pleine Lune et VISTA sera capable de détecter et de cataloguer des objets sur l’ensemble du ciel austral avec une sensibilité quarante fois supérieure à celle obtenue avec les plus récents sondages du ciel en infrarouge, tel que le très performant Two Micron All-Sky Survey.  Ce bond en avant de la puissance d’observation – comparable à l’écart de sensibilité entre l’œil nu et la première lunette de Galilée – révélera un grand nombre d’objets et permettra la création d’inventaires bien plus complets d’objets rares et exotiques du ciel austral.

« Nous sommes très heureux d’avoir été capables de fournir le télescope VISTA à la communauté astronomique. La qualité exceptionnelle des données scientifiques est un hommage à tous les scientifiques et les ingénieurs impliqués dans ce projet passionnant et stimulant, » ajoute Ian Robson, Directeur de l’ATC du Royaume Uni.

La première image présentée montre la nébuleuse de la Flamme (NGC 2024), un nuage de gaz et de poussière spectaculaire où se forment des étoiles, dans la constellation bien connue d’Orion et dans ses environs. En lumière visible, le cœur de cet objet est caché derrière un épais nuage de poussière mais l’image prise par VISTA dans l’infrarouge a pu pénétrer l’obscurité et révéler l’amas de jeunes étoiles chaudes qui s’y cachait. Le grand champ de la caméra de VISTA a également pu capturer le rayonnement de NGC2023 et la forme fantomatique de la fameuse nébuleuse de la Tête de Cheval.

La seconde image est une mosaïque de deux prises de vue de VISTA en direction du centre de la Voie Lactée, dans la constellation du Sagittaire. De très nombreuses étoiles apparaissent – cette seule photo montre environ un million d’étoiles.- dont la majorité est normalement cachée derrière d’épais nuages de poussière et ne peut être visible que dans l’infrarouge.

Pour la dernière image, VISTA a fixé son regard bien au-delà de notre Galaxie pour prendre une photo de famille d’un amas de galaxies dans la constellation du Fourneau. Le grand champ de VISTA a permis de photographier sur une seule image de nombreuses galaxies parmi lesquelles la saisissante galaxie spirale barrée NGC 1365 et la grosse galaxie elliptique NGC 1399.

The Fornax Cluster of Galaxies

 

VISTA va consacrer quasiment tout son temps à cartographier le ciel austral de manière méthodique. Durant ses cinq premières années, le télescope est engagé sur six grands relevés du ciel de première importance, avec des objectifs scientifiques différents. Un de ces grands sondages va couvrir l’ensemble du ciel austral et les autres seront dédiés à l’étude très détaillée de plus petites régions. Les grands relevés de VISTA vont nous aider à comprendre la nature, la distribution et l’origine de catégories d’étoiles et de galaxies connues, à cartographier en trois dimensions la structure de notre Galaxie et des Nuages de Magellan voisins et nous aidera également à déterminer la relation entre la structure de l’Univers et les mystérieuses énergie noire et matière noire.
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LHC la première collision

Genève, le 23 novembre 2009. Pour la première fois, deux faisceaux ont circulé simultanément dans le LHC, ce qui a permis aux opérateurs de tester la synchronisation

des faisceaux et de donner aux expériences la première  chance de détecter des collisions proton-proton. Avec un paquet de particules seulement circulant dans chaque sens, il est possible de faire se croiser les faisceaux en deux points de l’anneau au maximum. À partir du début de l’après-midi, les faisceaux ont été conduits à se croiser aux points 1 et 5, où sont situés les détecteurs ATLAS et CMS, lesquels étaient à l’affût des collisions. Plus tard, les faisceaux se sont croisés aux points 2 et 8, à ALICE et à LHCb.

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Le LHC est de retour

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Genève, le 20 novembre 2009. Les faisceaux de particules circulent à nouveau dans l’accélérateur de particules le plus puissant du monde, le Grand collisionneur de hadrons du CERN (LHC). Cette nouvelle arrive après un passage de relais confiant la machine aux équipes d’exploitation mercredi matin. Un faisceau circulant dans le sens des aiguilles d’une montre a été établi à 22 h 00 cette nuit. C’est là une étape importante dans la perspective des premiers résultats de physique au LHC, attendus en 2010.

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