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Une étoile en fin de vie projette une bulle…

eso1730fr — Communiqué de presse photo

20 septembre 2017

Les astronomes ont capturé, au moyen d’ALMA, une magnifique image d’une fine enveloppe de matière entourant une naine rouge exotique baptisée U Antliae. Ces observations permettront aux astronomes d’affiner leur compréhension de l’évolution des étoiles en toute fin de vie.

Dans la peu lumineuse constellation méridionale d’Antlia (la Pompe à Air), l’observateur attentif détectera, au moyen de simples jumelles, une étoile d’un rouge prononcé dont la luminosité varie légèrement d’une semaine à l’autre. Cette singulière étoile se nomme U Antliae, et de nouvelles observations effectuées grâce au Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l’Atacama (ALMA) viennent de révéler la présence d’une enveloppe sphérique d’une remarquable finesse à sa périphérie.

U Antliae [1] est une étoile carbonée, évoluée, froide et lumineuse située dans la branche asymptotique des géantes. Il y a 2700 ans environ, U Antliae a traversé une brève période de rapide perte de masse. Durant cette phase dont la durée n’excéda pas les quelques centaines d’années, la matière qui compose l’enveloppe observée par ALMA fut éjectée à grande vitesse. L’analyse détaillée de cette enveloppe a également révélé la présence de nuages de gaz ténus formant des sous-structures filamentaires.

L’acquisition de cette vue spectaculaire a été possible grâce à la capacité unique du radiotélescope ALMA installé sur le Plateau de Chajnantor dans le Désert de l’Atacama au Chili, à générer des images nettes à de multiples longueurs d’onde. ALMA est seul capable de déceler la présence d’aussi fines structures au sein de l’enveloppe d’U Antliae.

Les données nouvellement acquises par ALMA ne se résument pas à une simple image. ALMA produit un ensemble de données tridimensionnelles, ou cube de données, dont chaque tranche se réfère à une observation effectuée à une longueur d’onde légèrement différente. En raison de l’Effet Doppler, diverses tranches du cube de données renseignent sur le mouvement qu’effectue le gaz à différentes vitesses, en direction ou à l’opposé de l’observateur. Cette enveloppe se distingue également par sa parfaite symétrie sphérique ainsi que par son extrême finesse. L’affichage des différentes vitesses permet de découper cette bulle cosmique en tranches virtuelles, tout comme la tomographie par ordinateur permet de découper en tranches le corps humain.

Déterminer la composition chimique des enveloppes et des atmosphères de ces étoiles, comprendre la formation de ces enveloppes consécutivement à une perte de masse, constituent le préalable à une meilleure connaissance des processus d’évolution des étoiles au sein de l’Univers jeune et des galaxies. Les enveloppes semblables à celle qui entoure U Antliae affichent une grande diversité de composants chimiques à base de carbone et d’autres éléments. Elles permettent également de recycler la matière et contribuent à hauteur de 70% à la poussière interstellaire.

Notes

[1] L’appellation U Antliae s’explique par le fait qu’elle est la quatrième étoile de luminosité variable de la constellation d’Antlia (la Pompe à air). La dénomination attribuée à ces étoiles variables suit une logique compliquée par la découverte d’un nombre toujours croissant d’objets de ce type.

Plus d’informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “Rings and filaments. The remarkable detached CO shell of U Antliae”, par F. Kerschbaum et al., à paraître au sein de la revue Astronomy & Astrophysics.

L’équipe est composée de F. Kerschbaum (Université de Vienne, Autriche), M. Maercker (Université de Technologie Chalmers, Observatoire Spatial Onsala, Suède), M. Brunner (Université de Vienne, Autriche), M. Lindqvist (Université de Technologie Chalmers, Observatoire Spatial Onsala, Suède), H. Olofsson (Université de Technologie Chalmers, Observatoire Spatial Onsala, Suède), M. Mecina (Université de Vienne, Autriche), E. De Beck (Université de Technologie Chalmers, Observatoire Spatial Onsala, Suède), M. A. T. Groenewegen (Observatoire Royal de Belgique, Belgique), E. Lagadec (Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, France), S. Mohamed (Université de Cape Town, Afrique du Sud), C. Paladini (Université Libre de Bruxelles, Belgique), S. Ramstedt (Université Uppsala, Suède), W. H. T. Vlemmings (Université de Technologie Chalmers, Observatoire Spatial Onsala, Suède), et M. Wittkowski (ESO).

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1730.

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L’enfer sous un ciel de titane

eso1729fr — Communiqué de presse scientifique

Le VLT de l’ESO détecte la présence d’oxyde de titane sur une exoplanète pour la première fois

13 septembre 2017

Grâce au Very Large Telescope de l’ESO, des astronomes ont pour la première fois détecté la présence d’oxyde de titane dans l’atmosphère d’une exoplanète. Cette découverte concernant la planète de type Jupiter chaud baptisée WASP-19b a été permise par l’instrument FORS2. Ce dernier a délivré des informations concernant la composition chimique, la température ainsi que la pression de l’atmosphère de ce monde insolite et très chaud. Les résultats de cette étude paraissent ce jour au sein de la revue Nature.

Une équipe d’astronomes dirigée par Elyar Sedaghati, un boursier de l’ESO récemment diplômé de l’Université Technique de Berlin, a étudié l’atmosphère de l’exoplanète WASP-19b à un niveau de détail encore inégalé. Cette planète remarquable est dotée d’une masse semblable à celle de Jupiter. Toutefois, elle est en orbite à une si grande proximité de son étoile hôte que sa période de révolution est de 19 heures seulement et que la température de son atmosphère avoisine les 2000 degrés Celsius.

Lorsque WASP-19b passe devant son étoile hôte, une fraction de la lumière stellaire traverse l’atmosphère planétaire, se teintant d’une subtile signature parvenant finalement à la Terre. Grâce à l’instrument FORS2 qui équipe le Very Large Telescope, l’équipe a été en mesure d’analyser avec soin cette lumière et de déduire la présence, au sein de l’atmosphère, de faibles quantités d’oxyde de titane, d’eau et de traces de sodium, ainsi que d’une brume particulièrement diffusante.

“La détection de telles molécules n’est pas une mince affaire” précise Elyar Sedaghati, qui contribua durant 2 ans à ce projet en qualité d’étudiant. “Nous avions non seulement besoin de données d’une exceptionnelle qualité, mais devions également procéder à une analyse sophistiquée. Pour ce faire, nous avons utilisé un algorithme capable d’explorer plusieurs millions de spectres couvrant une large gamme de compositions chimiques, de températures, ainsi que les propriétés des nuages et de la brume afin d’établir nos conclusions.”

L’oxyde de titane est rare sur Terre. Il est présent en revanche dans l’atmosphère d’étoiles froides. Dans les atmosphères de planètes chaudes telle WASP-19b, il se comporte tel un absorbeur de chaleur. En quantité suffisante, ces molécules empêchent la chaleur de pénétrer ou de s’échapper de l’atmosphère, produisant ainsi une inversion thermique – la température de la haute atmosphère est supérieure à celle de la basse atmosphère, ce qui constitue une situation inverse de la normale. L’ozone joue un rôle similaire au sein de l’atmosphère de la Terre, l’inversion se produisant au niveau de la stratosphère.

“La présence d’oxyde de titane dans l’atmosphère de WASP-19b peut avoir des effets considérables sur le gradient de température ainsi que la circulation atmosphérques”, ajoute Ryan Mac Donald, un autre membre de l’équipe, par ailleurs astronome à l’Université de Cambridge au Royaume-Uni. “Etre capable d’étudier les exoplanètes à un tel niveau de détail est à la fois prometteur et enthousiasmant”, ajoute également Nikku Madhusudhan de l’Université de Cambridge et qui a supervisé les interprétations théoriques des observations.

Les astronomes ont collecté des données d’observation de WASP-19b sur plus d’un an. La mesure des variations relatives du rayon planétaire à différentes longueurs d’onde de la lumière traversant l’atmosphère de l’exoplanète, puis la comparaison des observations aux modèles atmosphériques, leur ont permis de déduire diverses propriétés de l’atmosphère exoplanétaire, parmi lesquelles figure la composition chimique.

La découverte de la présence d’oxydes métalliques tel que l’oxyde de titane et d’autres substances, permettra de mieux modéliser les atmosphères exoplanétaires. A l’avenir, lorsque les astronomes seront capables d’observer les atmosphères de planètes potentiellement habitables, les modèles auront suffisamment gagné en précision pour leur permettre de correctement interpréter ces observations.

“Cette importante découverte est le fruit de la modernisation de l’instrument FORS2, précisément effectuée à ce titre” ajoute Henri Boffin de l’ESO, un membre de l’équipe qui dirigea ce projet de rénovation. “Depuis lors, FORS2 s’est imposé comme l’instrument le plus apte à procéder à ce type d’étude depuis le sol.”

Plus d’informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter” par Elyar Sedaghati et. al., à paraître au sein de la revue Nature.

L’équipe se compose de Elyar Sedaghati (ESO; Centre Aérospatial Allemand, Allemagne; et TU Berlin, Allemagne), Henri M.J. Boffin (ESO), Ryan J. MacDonald (Université de Cambridge, Royaume-Uni), Siddharth Gandhi (Université de Cambridge, Royaume-Uni), Nikku Madhusudhan (Université de Cambridge, Royaume-Uni), Neale P. Gibson (Université de la Reine à Belfast, Royaume-Uni), Mahmoudreza Oshagh (Université Georg-August de Göttingen, Allemagne), Antonio Claret (Institut d’Astrophysique d’Andalousie – CSIC, Espagne) et Heike Rauer (Centre Aérospatial Allemand, Allemagne; et TU Berlin, Allemagne).

ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope, l’ELT,de la classe des 39 mètres, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1729.

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Xavier Barcons, nouveau Directeur Général de l’ESO

eso1728fr — Communiqué de presse institutionnel

1 septembre 2017

Ce 1er septembre 2017, Xavier Barcons est devenu le huitième Directeur Général de l’ESO, succédant à Tim de Zeeuw, en poste depuis 2007. Le mandat de Xavier Barcons débute sous les meilleures auspices : la construction de l’Extremely Large Telescope progresse rapidement, sa première lumière est prévue pour 2024.

Le nouveau Directeur Général de l’ESO, Xavier Barcons, dispose d’une riche expérience, tant dans le milieu académique qu’au sein des organisations internationales. Durant plus de 10 ans, il a occupé différents postes à l’ESO, dont celui de Président du Conseil de l’ESO sur la période 2012-2014. Il a contribué de manière significative à plusieurs projets majeurs de l’ESO, parmi lesquels figurent l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) et l’Extremely Large Telescope (ELT), qui fut approuvé alors qu’il occupait la fonction de Président du Conseil de l’ESO.

Durant son mandat, Xavier Barcons a l’intention de poursuivre ses efforts en vue d’atteindre le but ultime : permettre aux astronomes des Etats Membres de l’ESO d’effectuer d’importantes découvertes scientifiques, persuadé que l’ESO est prêt à relever les défis technologiques et observationnels à venir.

“L’astronomie est l’une des sciences les plus animées qui soit, ses objectifs variant chaque jour”, précise Xavier Barcons. “L’ESO est une organisation unique dans le monde astronomique, suffisamment équipée pour répondre à ces évolutions.”

A l’heure actuelle, l’ESO fait fonctionner ou maintient avec succès des douzaines de télescopes dotés de nombreux instruments. Le nouveau Directeur Général prévoit de maintenir La Silla, Paranal, APEX et ALMA en activité, tout en se projetant dans l’avenir avec l’ELT .

“Je tiens à remercier Tim de Zeeuw ainsi que l’ensemble du personnel de l’ESO pour avoir contribué à hisser l’ESO au rang d’observatoire sol le plus productif au monde”, ajoute Xavier Barcons. “C’est un honneur pour moi d’occuper cette fonction. Cette prise de fonction marque une étape importante de ma vie. J’ai hâte d’assumer la responsabilité de Directeur Général et d’en relever les défis inhérents.”

Xavier Barcons poursuit : “Nous allons concentrer nos efforts sur la construction et la livraison de l’ELT, qui s’imposera comme le plus grand télescope optique au monde, nous maintiendrons les observatoires de La Silla – Paranal et d’ALMA opérationnels et à jour. Ces deux infrastructures constituent les fers de lance actuels de l’astronomie observationnelle mondiale. Ici à l’ESO, nous espérons effectuer des observations multi-longueurs d’onde toujours plus spectaculaires, à mesure que nous repousserons les limites technologiques au moyen de nos télescopes actuels et futurs.”

Le Nouveau Directeur Général de l’ESO précise sa vision de l’ESO ainsi que les détails de sa nouvelle fonction au sein du dernier ESOcast. Il décrit le rôle de l’ESO en sa qualité d’observatoire multi-longueurs d’onde au sein de l’ESOblog.

Plus d’informations

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1728.

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ALMA détecte la présence de vastes réservoirs cachés de…

eso1727fr — Communiqué de presse scientifique

La toute première détection de molécules de CH+ au sein de lointaines galaxies à formation d’étoiles offre un aperçu de l’histoire de la formation stellaire de l’Univers

30 août 2017

ALMA a permis de détecter la présence de réservoirs turbulents de gaz froid autour de lointaines galaxies à formation d’étoiles. La découverte inédite de la molécule CH+ autorise l’étude, sous un angle nouveau, d’une époque critique de la formation stellaire au sein de l’Univers. La présence de cette molécule éclaire la façon dont les galaxies parviennent à prolonger leur phase d’intense formation stellaire. Les résultats de cette étude sont publiés dans la revue Nature.

Une équipe pilotée par Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure et Observatoire de Paris, France) a utilisé le Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l’Atacama (ALMA) pour détecter les signatures de la molécule d’hydrure de carbone CH+ [1] au sein de lointaines galaxies à formation d’étoiles[2]. L’équipe a identifié les signaux forts de la présence de CH+ dans cinq des six galaxies étudiées, parmi lesquelles figure le Cil Cosmique[3]. Cette nouvelle étude livre des informations permettant de mieux comprendre le processus de croissance des galaxies ainsi que l’influence de l’environnement galactique sur la formation stellaire.

“Le CH+ est une molécule particulière. Sa formation requiert une grande quantité d’énergie et son importante réactivité se traduit par une courte durée de vie et donc l’impossibilité d’être transportée sur de longues distances. La molécule de CH+ révèle les flux d’énergie au sein des galaxies et de leur environnement” explique Martin Zwaan, astronome à l’ESO, qui contribua à l’étude.

Afin de comprendre le rôle de révélateur que joue la molécule de CH+ vis à vis des flux d’énergie, considérons l’analogie suivante : un bâteau navigue sur l’océan tropical par nuit noire, sans Lune. Dans de bonnes conditions, le plancton fluorescent peut s’illuminer au passage du bateau. La turbulence générée par le bateau sillonnant l’eau excite le plancton – en d’autres termes, leur lumière révèle l’existence d’une eau sombre plus profonde ainsi que la présence de zones turbulentes. Parce que la molécule de CH+ ne se forme qu’en de petites zones de dissipation des mouvements turbulents de gaz, sa détection permet de tracer les flux d’énergie à l’échelle galactique.

Les observations de CH+ révèlent l’existence d’ondes de choc de densité élevée alimentées par des vents galactiques chauds et rapides issus des régions galactiques de formation stellaire. Ces vents parcourent la galaxie et en expulsent la matière. Toutefois leurs mouvements turbulents permettent à une partie de cette matière de se retrouver piégée par l’attraction gravitationnelle de la galaxie. La matière s’assemble alors pour former de vastes réservoirs turbulents de gaz froid de faible densité, qui s’étendent à plus de 30 000 années lumière de la région de formation stellaire de la galaxie [4].

“Le traçage de la molécule de CH+ nous apprend que l’énergie est stockée au sein de vents puissants à l’échelle galactique et donne lieu à des mouvements turbulents au sein de réservoirs jusqu’alors inconnus de gaz froid situés en périphérie de la galaxie” précise Edith Falgarone, l’auteur principal de cette nouvelle étude. “Nos résultats questionnent la théorie de l’évolution galactique. En acheminant la turbulence dans les réservoirs, ces vents galactiques étendent la durée de la phase de formation stellaire au lieu de l’interrompre.”

L’équipe a établi que les seuls vents galactiques ne suffisaient pas à reconstituer les réservoirs de gaz nouvellement découverts et suggère que l’apport de masse résulte de processus de fusion ou d’accrétion galactiques de flux de gaz cachés, conformément aux prédictions théoriques actuelles.

“Cette découverte offre une importante clé de compréhension du processus de régulation des flux de matière qui s’écoulent au sein des galaxies de l’Univers jeune caractérisées par une intense formation stellaire”, conclut Rob Ivison, Directeur de la Science à l’ESO et co-auteur de l’étude. “Elle témoigne des formidables résultats auxquels peut parvenir une équipe pluridisciplinaire de chercheurs au moyen de l’un des télescopes les plus puissants au monde.”

Notes

[1] Le CH+ est un ion de la molécule CH que les chimistes nomment methylidyne. Elle est l’une des trois premières molécules découvertes dans le milieu interstellaire. C’était au début des années 1940. Depuis lors, la présence de CH+ dans l’espace interstellaire est demeurée un mystère : cet ion est extrêmement réactif en effet et disparaît donc beaucoup plus rapidement que tout autre.

[2] Ces galaxies sont caractérisées par des taux de formation stellaire bien plus élevés que ceux des galaxies calmes telle que la Voie Lactée. Ces structures sont donc idéales pour comprendre le processus de croissance galactique ainsi que l’interaction entre le gaz, la poussière, les étoiles et les trous noirs qui occupent les centres galactiques.

[3] ALMA a permis d’obtenir le spectre de chaque galaxie. Un spectre est un enregistrement de la lumière issue d’un objet astronomique par exemple, décomposée en différentes couleurs (ou longueurs d’onde), tout comme les gouttes de pluie dispersent la lumière pour former un arc en ciel. Parce que chaque élément est doté d’une “signature” unique, les spectres peuvent être utilisés pour établir la compositon chimique des objets observés.

[4] Ces réservoirs turbulents de gaz diffus semblent être de même nature que les halos géants lumineux qui entourent les quasars distants.

Plus d’informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “Large turbulent reservoirs of cold molecular gas around high redshift starburst galaxies” par E. Falgarone et al., à paraître au sein de l’édition du 30 août 2017 de la revue Nature.

L’équipe est composée de E. Falgarone (Ecole Normale Supérieure et Observatoire de Paris, France), M.A. Zwaan (ESO, Allemagne), B. Godard (Ecole Normale Supérieure et Observatoire de Paris, France), E. Bergin (Université du Michigan, Etats-Unis), R.J. Ivison (ESO, Allemagne; Université d’Edimbourg, Royaume-Uni), P. M. Andreani (ESO, Allemagne), F. Bournaud (CEA/AIM, France), R. S. Bussmann (Université Cornell, Etats-Unis), D. Elbaz (CEA/AIM, France), A. Omont (IAP, CNRS, Sorbonne Universités, France), I. Oteo (Université d’Edimbourg, Royaume-Uni; ESO, Allemagne) et F. Walter (Institut Max Planck dédié à l’Astronomie, Allemagne).

ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope, l’ELT,de la classe des 39 mètres, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1727.

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Meilleure image acquise à ce jour de la surface…

eso1726fr — Communiqué de presse scientifique

Première cartographie des mouvements de matière à la surface d’une étoile autre que le Soleil

23 août 2017

Grâce à l’interféromètre du Very Large Telescope de l’ESO, des astronomes sont parvenus à réaliser l’image la plus détaillée à ce jour d’une étoile – la supergéante rouge Antarès. Ils ont également effectué la toute première cartographie des mouvements de matière au sein de l’atmosphère d’une étoile autre que le Soleil, révélant par là-même l’existence inattendue de turbulence au sein de la vaste atmosphère d’Antarès. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Nature.

A l’œil nu, la célèbre étoile Antares située au cœur de la constellation du Scorpion brille avec intensité et affiche une coloration rougeâtre. En termes astronomiques, cette étoile est une supergéante rouge relativement froide en fin de vie, sur le point de se changer en supernova [1].

Une équipe d’astronomes pilotée par Keiichi Ohnaka de l’Université Catholique du Nord du Chili, a utilisé l’Interféromètre du Very Large Telescope de l’ESO (VLTI) à l’Observatoire de Paranal au Chili pour cartographier la surface d’Antarès et déterminer les mouvements de matière à sa surface. L’image obtenue est la plus détaillée à ce jour de la surface et de l’atmosphère d’une étoile autre que le Soleil.

Le VLTI est un instrument unique capable de combiner la lumière en provenance de quatre télescopes – les Télescopes de 8,2 mètres de diamètre ou les Télescopes Auxiliaires de taille intermédiaire – en vue de constituer un télescope virtuel doté d’un miroir unique de 200 mètres de diamètre. La résolution des détails fins excède celle obtenue au moyen d’un seul et unique télescope.

“Le processus responsable de la perte de masse si rapide d’étoiles en fin de vie telle Antarès est demeuré incompris durant plus d’un demi siècle”, précise Keiichi Ohnaka, l’auteur principal de cette étude. “Le VLTI est le seul instrument nous permettant de mesurer directement les mouvements de gaz au sein de l’atmosphère étendue d’Antarès – une étape clé dans la résolution de ce problème. Le prochain défi consiste à identifier la source de ces mouvements turbulents.”

Les nouveaux résultats obtenus ont permis à l’équipe de générer la première carte bidimensionnelle des mouvements animant l’atmosphère d’une étoile autre que le Soleil. La combinaison, dans le cadre du VLTI, de trois des Télescopes Auxiliaires et d’un instrument baptisé AMBER, a donné lieu à l’acquisition d’images distinctes de la surface d’Antarès sur une petite portion du spectre infrarouge.

L’équipe a ensuite déduit de ces données les différences de vitesses du gaz atmosphérique en diverses régions de l’étoile ainsi que la vitesse moyenne sur la globalité de sa surface [2]. Ils ont ainsi pu réaliser une carte de la vitesse relative du gaz atmosphérique sur la totalité du disque d’Antarès – la toute première carte de ce type établie pour une étoile autre que le Soleil.

Les astronomes ont découvert l’existence de gaz turbulent, de faible densité, à plus grande distance du centre de l’étoile qu’estimé, et conclu que le mouvement ne pouvait résulter du processus de convection[3] qui transfère le rayonnement issu du noyau vers l’enveloppe extérieure de nombreuses étoiles. Leur étude les a conduits à envisager l’existence d’un processus encore inconnu, responsable de ces mouvements au sein des atmosphères étendues de supergéantes rouges semblables à Antarès.

“A l’avenir, cette technique d’observation, jusqu’alors limitée à la seule étude du Soleil, pourrait être appliquée à différents types d’étoiles afin d’analyser leurs surfaces et de leurs atmosphères de manière plus détaillée que jamais” conclut Keiichi Ohnaka. “Notre travail offre une nouvelle dimension à l’astrophysique stellaire et ouvre une nouvelle fenêtre d’étude des étoiles”.

Notes

[1] Aux yeux des astronomes, Antarès est une supergéante rouge typique. Ces énormes étoiles en fin de vie sont à l’origine dotées d’une masse comprise entre neuf et quarante masses solaires. Lorsque ce type d’étoile devient une supergéante rouge, son enveloppe externe s’étend, de sorte que sa taille et sa luminosité croissent, mais sa densité diminue. A l’heure actuelle, la masse d’Antarès avoisine les 12 masses solaires et son diamètre excède les 700 diamètres solaires. A l’origine, sa masse devait être quinze fois supérieure à celle du Soleil. Au cours de son existence, elle aurait donc perdu trois masses solaires.

[2] La vitesse de la matière cheminant en direction ou à l’opposé de la Terre peut être mesurée grâce à l’effet Doppler, qui décale les raies spectrales vers l’extrémité rouge ou bleue du spectre, selon que la matière émettant ou absorbant la lumière s’éloigne ou s’approche de l’observateur.

[3] Le processus de convection entraîne la matière froide vers les régions internes de l’étoile et la matière chaude vers l’enveloppe externe, le long de boucles circulaires. Ce processus survient au sein de l’atmosphère terrestre, rend compte des courants océaniques, et déplace le gaz environnant les étoiles.

Plus d’informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “Vigorous atmospheric motion in the red supergiant star Antares”, par K. Ohnaka et al., à paraître dans la revue Nature.

L’équipe est composée de K. Ohnaka (Université Catholique du Nord, Antofagasta, Chili), G. Weigelt (Institut Max Planck dédié à la Radioastronomie, Bonn, Allemagne) et K. -H. Hofmann (Institut Max Planck dédié à la Radioastronomie, Bonn, Allemagne).

ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope, l’ELT,de la classe des 39 mètres, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1726.

News

Des trous noirs supermassifs se nourrissent de méduses cosmiques

eso1725fr — Communiqué de presse scientifique

L’instrument MUSE installé sur le VLT de l’ESO découvre un nouveau mode d’alimentation des trous noirs

16 août 2017

Des observations de “galaxies méduses” effectuées au moyen du Very Large Telescope de l’ESO ont révélé l’existence d’un nouveau mode d’alimentation des trous noirs supermassifs. Il semble en effet que le processus conduisant à la formation des tentacules de gaz et des toutes jeunes étoiles, un processus à l’origine du surnom donné à ces galaxies, permette également au gaz d’atteindre les régions centrales des galaxies, alimentant par là même le trou noir qui y siège et lui conférant cette brillance élevée. Les résultats de cette étude paraîtront ce jour dans la revue Nature.

Une équipe dirigée par des astronomes italiens a utilisé l’instrument MUSE (Explorateur Spectroscopique Multi-Unités) qui équipe le Very Large Telescope (VLT) à l’Observatoire de Paranal de l’ESO au Chili pour étudier le processus responsable de l’échappement du gaz des galaxies. Ils se sont intéressés aux cas extrêmes que constituent les galaxies méduses situées au cœur d’amas de galaxies proches, soit à ces galaxies dont l’appellation résulte de longs “tentacules” de matière qui s’étendent sur plusieurs dizaines de milliers d’années-lumière au-delà du disque de ces galaxies [1][2].

Les tentacules des galaxies méduses résultent du processus de balayage par pression dynamique qui survient dans les amas de galaxies. Leur attraction gravitationnelle mutuelle se traduit par la chute, à vitesse élevée, des galaxies sur les amas de galaxies, où elles rencontrent un gaz de température et de densité élevées qui se comporte à l’image d’un vent puissant qui éjecte les queues du gaz à l’extérieur du disque des galaxies et déclenche la formation d’étoiles en leur sein.

Six des sept galaxies méduses de l’échantillon considéré abritent un trou noir supermassif en leur cœur, qui se nourrit du gaz environnant [3]. Cette proportion est étonnamment élevée – en moyenne, seules dix pour cent des galaxies sont concernées.

“L’existence de ce lien étroit entre le balayage par pression dynamique et les trous noirs actifs n’a pas été envisagée et n’a jamais été rapportée auparavant”, explique Bianca Poggianti de l’INAF – Observatoire Astronomique de Padoue en Italie, qui dirige l’équipe. “Il semble que le trou noir central se nourrisse du gaz qui atteint les régions centrales de la galaxie au lieu de s’en éloigner.”

La raison pour laquelle seule une infime proportion des trous noirs supermassifs qui occupent les centres galactiques sont actifs est longtemps demeurée inconnue. En effet, les trous noirs supermassifs occupent la plupart des centres de galaxies. Pourtant, seule une fraction d’entre eux accrète de la matière et brille intensément. Les résultats de cette étude révèlent l’existence d’un mode d’alimentation encore inconnu des trous noirs.

Yara Jaffé, post-doctorante de l’ESO ayant contribué à cette étude, d’ajouter : “Ces observations de MUSE suggèrent l’existence d’un nouveau mode d’écoulement du gaz dans les environs du trou noir. Ce résultat est important : il offre une nouvelle clé de compréhension des liens unissant les trous noirs supermassifs à leurs galaxies hôtes”.

Ces observations s’insèrent dans le cadre d’une étude approfondie d’un plus grand nombre de galaxies méduses actuellement en cours.

“Lorsqu’il sera finalisé, ce sondage révèlera le nombre ainsi que l’identité des galaxies riches en gaz qui, lorsqu’elles pénètrent à l’intérieur d’amas, connaissent une phase d’intensification d’activité de leur noyau central” conclut Bianca Poggianti. “Les processus de formation et d’évolution des galaxies au sein de notre Univers en constante expansion figurent parmi les plus grands mystères de l’astronomie. Parce qu’elles sont observées en pleine phase de transformation spectaculaire, les galaxies méduses offrent des clés de compréhension de l’évolution des galaxies.”

Notes

[1] A ce jour, seules 400 galaxies de type méduse ont été découvertes.

[2] Ces résultats ont été obtenus dans le cadre du programme d’observation GASP (Phénomènes d’échappement de GAs galactique observés avec MUSE), un Vaste Programme ESO dont l’objectif est d’étudier la source, le processus ainsi que la cause de l’échappement du gaz des galaxies. GASP acquiert des données MUSE détaillées relatives à 114 galaxies plongées dans des environnements différents, en particulier des galaxies méduses. Les observations sont actuellement en cours.

[3] Il est bien établi que la plupart, si ce n’est la totalité des galaxies abrite un trou noir supermassif en leur centre, dont la masse est comprise entre quelques millions et plusieurs milliards de masses solaires. Lorsqu’un trou noir accrète la matière environnante, sa température augmente et elle émet un rayonnement électromagnétique, ce qui donne lieu à certains des phénomènes astrophysiques les plus énergétiques : les noyaux actifs de galaxies (AGN).

[4] L’équipe a également envisagé l’hypothèse concurrente selon laquelle l’activité centrale de type AGN contribuerait à l’échappement du gaz d’une galaxie. Elle l’a toutefois jugée moins probable. Les galaxies méduses occupent une région de l’amas emplie d’un gaz chaud et dense du milieu interstellaire particulièrement apte à générer de longs tentacules galactiques, diminuant ainsi la probabilité qu’ils résultent d’une activité de type AGN. La probabilité que la pression dynamique déclenche l’AGN est donc supérieure à celle que l’effet inverse se produise, ce qui conduit à envisager l’existence d’un nouveau mode d’alimentation du trou noir.

Plus d’informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “Ram Pressure Feeding Supermassive Black Holes” par B. Poggianti et al., à paraître dans l’édition du 17 août 2017 de la revue Nature.

L’équipe est composée de B. Poggianti (INAF-Observatoire Astronomique de Padoue, Italie), Y. Jaffé (ESO, Chili), A. Moretti (INAF-Observatoire Astronomique de Padoue, Italie), M. Gullieuszik (INAF-Observatoire Astronomique de Padoue, Italie), M. Radovich (INAF-Observatoire Astronomique de Padoue, Italie), S. Tonnesen (Observatoire Carnegie, ETats-Unis), J. Fritz (Institut de Radioastronomíe et d’Astrophysique, Mexique), D. Bettoni (INAF-Observatoire Astronomique de Padoue, Italie), B. Vulcani (Université de Melbourne, Australie; INAF-Observatoire Astronomique de Padoue, Italie), G. Fasano (INAF-Observatoire Astronomique de Padoue, Italie), C. Bellhouse (Université de Birmingham, Royaume-Uni; ESO, Chili), G. Hau (ESO, Chili) et A. Omizzolo (Observatoire du Vatican, Cité-Etat du Vatican).

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1725.

News

MASCARA ouvre grand ses yeux pour la première fois…

eso1722fr — Communiqué de presse institutionnel

Première lumière pour le chasseur d’exoplanètes installé à l’Observatoire de La Silla de l’ESO

19 juillet 2017

La station MASCARA (Caméra Plein-Ciel et Multi-Site) installée à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili vient de capter sa toute première lumière. Ce nouvel instrument dédié à la recherche d’exoplanètes en transit devant leur étoile de brillance élevée contribuera à la création d’un catalogue de cibles destinées à faire l’objet d’observations ultérieures.

En juin 2016, l’ESO a conclu un accord avec l’Université de Leiden visant à installer une station MASCARA à l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili, où les conditions d’observation du ciel de l’hémisphère sud sont excellentes. Cette station effectue dès à présent – et avec succès – ses premiers tests.

La station MASCARA au Chili est la seconde à entrer en opération ; la première station est implantée dans l’hémisphère nord, à l’Observatoire Roque de los Muchachos, sur l’île de La Palma dans l’archipel des Canaries. Chaque station se compose d’une batterie de caméras confinées dans une enceinte à température contrôlée. Leur objectif est de scruter la quasi-totalité du ciel visible depuis leur site d’observation [1].

“Afin de couvrir la totalité du ciel, les stations doivent être implantées dans les hémisphères nord et sud” précise Ignas Snellen de l’Université de Leiden et porteur du projet MASCARA. “Grâce à la mise en place de la seconde station à La Silla, nous sommes désormais en mesure d’observer toutes les étoiles (ou presque) qui constellent le ciel”.

Conçu par l’Université de Leiden aux Pays-Bas, MASCARA est un chercheur d’exoplanètes. Sa forme compacte et sa conception à moindre coût masquent son caractère novateur, sa flexibilité et sa grande fiabilité. Doté de cinq caméras numériques dont les composants sont de série, le petit chasseur d’exoplanètes effectue des mesures répétées de la luminosité de milliers d’étoiles et détecte, au moyen d’un logiciel, la faible diminution de brillance stellaire consécutive à un transit planétaire.

Cette méthode de détection des exoplanètes a été baptisée photométrie des transits. Elle permet de déterminer, de manière directe, la taille ainsi que l’orbite de la planète. Dans le cas des systèmes de luminosité élevée, l’atmosphère planétaire peut également être caractérisée grâce à des observations plus poussées effectuées au moyen de grands télescopes tel le VLT (Very Large Telescope) de l’ESO.

Le principal objectif de MASCARA est de détecter la présence d’exoplanètes autour d’étoiles parmi les plus brillantes du ciel, ne faisant l’objet d’aucune étude depuis le sol ou l’espace. Les “Jupiters chauds” figurent parmi les cibles privilégiées de MASCARA – il s’agit de planètes de dimensions voisines de celle de Jupiter mais qui orbitent à très grande proximité de leur étoile hôte, ce qui leur confère une température de surface élevée et une période orbitale de quelques heures seulement. Parce qu’ils exercent une influence gravitationnelle non négligeable sur leurs étoiles hôtes, des dizaines de Jupiters chauds ont été découverts au moyen de la méthode basée sur la vitesse radiale.

“Peu d’informations peuvent encore être extraites des exoplanètes découvertes grâce à la méthode des vitesses radiales. L’adoption de techniques d’imagerie directe nettement plus élaborées constitue un pré-requis indispensable en effet pour séparer la lueur émanant de ces vieilles planètes froides de l’intense lumière émise par leurs étoiles hôtes”, précise Ignas Snellen. “Au contraire, les planètes qui transitent devant leurs étoiles hôtes peuvent être facilement caractérisées.”

MASCARA dispose également de la capacité à détecter des super-Terres et des planètes de la taille de celle de Neptune. Le projet vise à constituer un catalogue de cibles parmi les étoiles proches les plus brillantes. Les exoplanètes détectées – leurs atmosphères notamment – feront l’objet d’observations ultérieures.

Notes

[1] MASCARA est en mesure de détecter des étoiles de magnitude inférieure ou égale à 8,4 – dont la luminosité est quelque dix fois inférieure à celle des étoiles visibles à l’oeil nu par temps clair et par nuit noire. MASCARA est moins sensible aux conditions météo que les autres instruments d’observation, ce qui permet d’effectuer des observations lorsque le ciel est partiellement couvert, et donc d’étendre les temps d’observation.

Plus d’informations

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1722.

News

Un dispositif d’optique adaptative de pointe capte sa première…

eso1724fr — Communiqué de presse institutionnel

Amélioration spectaculaire de la netteté des images de MUSE

2 août 2017

Le quatrième télescope (Yepun) du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO vient d’être changé en un télescope totalement adaptatif. Après plus d’une décennie de planification, de construction et de test, le nouveau dispositif d’optique adaptative (AOF) a capturé sa première lumière grâce à l’instrument MUSE, offrant des images incroyablement résolues de nébuleuses planétaires et de galaxies. Le couplage de l’AOF et de MUSE forme un système parmi les plus avancés et les plus puissants, technologiquement parlant, jamais construits pour les besoins de l’astronomie sol.

L’installation d’optique adaptative (AOF) est un projet à long-terme destiné à doter d’un système d’optique adaptative les instruments du quatrième télescope (UT4) du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO – le premier d’entre eux à en bénéficier est MUSE, l’explorateur spectroscopique à unités multiples [1]. L’optique adaptative vise à compenser le brouillage des images généré par l’atmosphère de la Terre, et donc à permettre à MUSE d’acquérir des images bien plus nettes et contrastées qu’auparavant. A présent, MUSE peut étudier les objets les plus faibles de l’Univers.

“Désormais, même lorsque les conditions météorologiques ne sont pas parfaites, les astronomes peuvent acquérir des images de qualité exceptionnelle grâce à l’AOF”, explique Harald Kuntschner, scientifique du projet AOF à l’ESO.

Après avoir effectué quantité de tests sur le nouveau système, l’équipe d’astronomes et d’ingénieurs s’est vue récompensée par l’obtention d’une série d’images spectaculaires. Les astronomes ont pu observer les nébuleuses planétaires IC 4406 dans la constellation du Loup et NGC 6369 dans la constellation d’Ophiuchus. Grâce à l’AOF, les images acquises par MUSE se sont révélées bien plus nettes que celles obtenues par le passé. Des structures en forme de coquille sont ainsi apparues sur les clichés de IC 4406 [2].

L’AOF, qui a permis ces observations, est composé de nombreux éléments travaillant de concert. Parmi ceux-ci figurent l’ensemble de quatre étoiles guides laser (4LGSF) et le miroir secondaire déformable très mince de l’UT4 [3][4]. L’ensemble 4LGSF émet quatre faisceaux laser de 22 watts destinés à exciter les atomes de sodium présents dans la haute atmosphère, et donc à générer des étoiles artificielles dans le ciel. Les capteurs du module d’optique adaptative GALACSI (Correcteur Adaptatif de Basse Couche Atmosphérique pour l’Imagerie Spectroscopique) utilisent ces étoiles guides artificielles pour déterminer les conditions atmosphériques au moment de l’observation.

Chaque millième de seconde, le système AOF calcule la distorsion à appliquer au miroir secondaire déformable du télescope pour compenser les perturbations atmosphériques locales. GALACSI corrige notamment des effets de la turbulence régnant au sein de la couche atmosphérique de mille mètres d’épaisseur surplombant le télescope. Selon les conditions, la turbulence atmosphérique peut varier avec l’altitude. Toutefois, les études ont montré que la majorité des perturbations atmosphériques se produisent dans cette basse couche de l’atmosphère.

“Adopter le système AOF revient à élever le VLT de quelque 900 mètres – et donc à le maintenir au-dessus de la couche atmosphérique la plus turbulente” précise Robin Arsenault, chef du projet AOF. “Par le passé, acquérir des images d’une plus grande netteté supposait de trouver un site plus approprié ou d’utiliser un télescope spatial. Aujourd’hui, grâce à l’AOF, nous sommes en mesure de créer de meilleures conditions d’observation à l’emplacement même où nous nous trouvons, et ce, à un coût nettement plus abordable !”

Les corrections apportées par l’AOF rapidement et de manière continue améliorent la qualité de l’image en concentrant la lumière pour former des images plus fines permettant ainsi à MUSE d’acquérir des détails mieux résolus et de détecter des étoiles plus faibles qu’auparavant. La correction qu’apporte GALACSI s’applique actuellement à un champ de vision étendu. Elle ne constitue qu’une première étape. Une évolution de GALACSI est prévue pour 2018. Ce second mode, doté d’un champ de vision étroit, permettra de corriger des effets de la turbulence à toute altitude, et donc d’observer de plus petites régions du ciel avec une résolution encore accrue.

“Voici seize ans, lorsque nous avons proposé de construire l’instrument révolutionnaire MUSE, nous avions l’intention de le coupler à un autre système très avancé, l’AOF”, explique Roland Bacon, responsable du projet MUSE. “Le potentiel de découverte de MUSE, déjà important, se trouve désormais augmenté. Notre rêve devient réalité.”

L’un des principaux objectifs scientifiques du système est d’observer des objets peu lumineux de l’Univers lointain avec la meilleure qualité d’image possible, ce qui nécessitera de nombreuses heures d’exposition. Joël Vernet, responsable scientifique des projets MUSE et GALACSI à l’ESO, précise : “Nous souhaitons tout particulièrement observer les galaxies les plus petites et les moins brillantes situées aux distances les plus lointaines. Ces galaxies en cours de formation – encore au stade de l’adolescence – offrent les clés de compréhension de la formation des galaxies.”

MUSE n’est pas le seul instrument à bénéficier de l’AOF. Dans un futur proche, un autre système d’optique adaptative baptisé GRAAL sera connecté à l’instrument HAWK-I opérant dans l’infrarouge, dans le but d’affiner sa vision de l’Univers. S’ensuivra la mise en service d’ERIS, un nouvel instrument doté d’une grande puissance.

“L’ESO pilote le développement de ces systèmes d’optique adaptative, tel l’AOF qui ouvre la voie à l’Extremely Large Telescope de l’ESO” ajoute Robin Arsenault. “Travailler sur l’AOF a permis aux scientifiques, ingénieurs et industriels que nous sommes d’acquérir une expérience et une expertise inestimables, qui nous seront fort utiles pour relever les défis de la construction de l’ELT”.

Notes

[1] MUSE est un spectrographe intégral de champ, un instrument puissant qui génère des cubes de données de l’objet ciblé. Chaque pixel de l’image correspond à un spectre de lumière en provenance de l’objet. Cela présuppose que l’instrument acquière, à chaque instant, des milliers d’images de l‘objet à des longueurs d’onde toutes différentes, ce qui constitue une mine d’informations.

[2] IC 4406 a déjà été observée avec le VLT (eso9827a).

[3] Doté d’un diamètre légèrement supérieur au mètre, ce miroir d’optique adaptative est le plus grand jamais construit, ce qui a exigé l’utilisation de technologies de pointe. Il fut installé sur l’UT4 en 2016 (ann16078), se substituant ainsi au miroir secondaire originel et conventionnel du télescope.

[4] Afin d’optimiser le fonctionnement de l’AOF, d’autres outils ont été développés et sont d’ores et déjà opérationnels. Parmi ces outils figure une extension du logiciel de monitoring du site astronomique qui surveille l’atmosphère puis détermine l’altitude à laquelle la turbulence se produit, et le système de contrôle des faisceaux laser (LTCS) qui empêche les autres télescopes de suivre les faisceaux laser ou de pointer en direction des étoiles laser, ce qui pourrait affecter leurs observations.

Plus d’informations

ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope de la classe des 39 mètres, l’ELT, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1724.

News

Le conte des trois cités étoilées

eso1723fr — Communiqué de presse scientifique

27 juillet 2017

De nouvelles observations effectuées au moyen du Télescope de Sondage du VLT de l’ESO ont révélé aux astronomes l’existence de trois populations distinctes de jeunes étoiles au sein de l’amas de la Nébuleuse d’Orion. Cette découverte impromptue offre de nouveaux éléments de compréhension de la formation de tels amas. Elle suggère que la naissance d’étoiles s’effectue par étapes, chaque étape requérant un temps bien plus court qu’imaginé jusqu’à présent.

OmegaCAM — la caméra optique à grand champ installée sur le Télescope de Sondage du VLT (VST) de l’ESO – a capturé cette magnifique et spectaculaire image de la Nébuleuse d’Orion et de l’amas associé de jeunes étoiles. Cet objet constitue l’un des cocons stellaires les plus proches de nous : il abrite des étoiles de petites et grandes masses distantes de quelques 1350 années-lumière [1].

Toutefois, cette image est bien plus qu’un simple cliché. Une équipe pilotée par Giacomo Beccari, astronome à l’ESO, a utilisé ces données d’une qualité inégalée dans le but de déterminer, avec précision, la luminosité ainsi que les couleurs de l’ensemble des étoiles de l’amas de la Nébuleuse d’Orion. Ces mesures de couleur ont permis aux astronomes d’évaluer la masse et l’âge des étoiles. A leur grande surprise, ces données ont mis en évidence l’existence de trois populations stellaires d’âges potentiellement différents.

“A la première vue de ces données, l’effet de surprise fut total ! Nous avons vécu l’un de ces moments qui ne se produit qu’une ou deux fois dans la carrière d’un astronome” précise Giacomo Beccari, l’auteur principal de cette nouvelle publication. “La formidable qualité des images acquises par OmegaCAM a révélé, sans l’ombre d’un doute, l’existence de trois populations stellaires distinctes au sein des régions centrales de la constellation d’Orion.”

Monika Petr-Gotzens, co-auteur de l’article également basée au siège de l’ESO à Garching, ajoute : “Ce résultat est d’une importance capitale. Il atteste que les jeunes étoiles d’un amas ne se sont pas tout à fait formées simultanément. En d’autres termes, notre connaissance du processus de formation des étoiles au sein des amas doit être révisée.”

Les astronomes ont soigneusement écarté la possibilité que la différence de couleurs entre certaines étoiles résulte de l’existence de compagnons cachés, ce qui aurait eu pour effet d’augmenter leur luminosité et leur rougeoiment apparents. En outre, cette hypothèse aurait conféré aux paires stellaires des propriétés jamais observées à ce jour. D’autres mesures effectuées sur les étoiles, celles de leurs vitesses de rotation et de leurs spectres, ont également plaidé en faveur d’âges distincts [2].

“Bien que nous ne puissions totalement écarter la possibilité que ces étoiles soient binaires, il paraît bien plus naturel d’accepter que nous observons là trois générations d’étoiles qui se sont formées successivement, en l’espace de trois années seulement”, conclut Giacomo Beccari.

Ce nouveau résultat suggère que la formation d’étoiles au sein de l’amas de la Nébuleuse d’Orion s’effectue par étapes, et bien plus rapidement qu’imaginé auparavant.

Notes

[1] La Nébuleuse d’Orion a fait l’objet d’observations répétées de la part de nombreux télescopes de l’ESO, qu’il s’agisse du télescope optique MPG/ESO de 2,2 mètres (eso1103), du télescope infrarouge VISTA (eso1701) ou bien encore de l’instrument HAWK-I installé sur le Very Large Telescope (eso1625) et opérant dans l’infrarouge.

[2] L’équipe a également mis en évidence la rotation différentielle des trois générations d’étoiles – ainsi, les plus jeunes sont dotées de vitesses de rotation nettement plus élevées que les autres étoiles. Ce scénario implique que les étoiles se seraient formées successivement et rapidement, en l’espace de trois millions d’années seulement.

Plus d’informations

Ce travail de recherche a fait l’objet d’un article intitulé “A Tale of Three Cities: OmegaCAM discovers multiple sequences in the color­ magnitude diagram of the Orion Nebula Cluster,” par G. Beccari et ses collègues, à paraître au sein de la revue Astronomy & Astrophysics.

L’équipe est composée de G. Beccari, M.G. Petr-Gotzens et H.M.J. Boffin (ESO, Garching près de Munich, Allemagne), M. Romaniello (ESO; Cluster d’Excellence dédié à l’Univers, Garching près de Munich, Allemagne), D. Fedele (INAF-Observatoire d’Astrophysique d’Arcetri, Florence, Italie), G. Carraro (Département de Physique et d’Astronomie Galileo Galilei, Padoue, Italie), G. De Marchi (Centre de Soutien Scientifique, Centre Européen dédié à la Recherche et à la Technologie Spatiales (ESA/ESTEC), Pays-Bas), W.J. de Wit (ESO, Santiago, Chili), J.E. Drew (Ecole de Physique, Université de Hertfordshire, Royaume-Uni), V.M. Kalari (Département d’Astronomíe, Université du Chili, Santiago, Chili), C.F. Manara (ESA/ESTEC), E.L. Martin (Centre d’Astrobiologie (CSIC-INTA), Madrid, Espagne), S. Mieske (ESO, Chili), N. Panagia (Institut Scientifique du Télescope Spatial, Etats-Unis); L. Testi (ESO, Garching); J.S. Vink (Observatoire Armagh, Royaume-Uni); J.R. Walsh (ESO, Garching); et N.J. Wright (Ecole de Physique, Université de Hertfordshire; Groupe d’Astrophysique, Université de Keele, Royaume-Uni).

ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope de la classe des 39 mètres, l’ELT, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1723.

News

L’Australie signe un partenariat stratégique avec l’ESO

eso1721fr — Communiqué de presse institutionnel

11 juillet 2017

Lors d’une cérémonie organisée ce jour à Canberra en Australie, un accord de partenariat stratégique d’une durée de dix ans a été conclu entre l’ESO et l’Australie. Ce partenariat consolidera le programme de l’ESO, tant au plan scientifique qu’au plan technique, et offrira aux astronomes australiens ainsi qu’à l’industrie locale un accès à l’Observatoire de Paranal – La Silla. Il marquera sans doute également la première étape du processus d’adhésion de l’Australie à l’ESO, en qualité d’Etat Membre.

Au mois de mai 2017, le gouvernement australien a annoncé son intention de négocier un partenariat stratégique avec l’ESO, dans le but d’offrir aux astronomes australiens l’accès aux infrastructures de recherche ultramodernes de l’ESO. Ce partenariat est désormais formalisé et son entrée en vigueur immédiate. Il implique la contribution financière de l’Australie à l’ESO durant les dix prochaines années et lui offre la perspective, à terme, d’en devenir membre à part entière. Le projet de partenariat a été approuvé à l’unanimité des membres du Conseil de l’ESO.

La cérémonie de signature s’est tenue à l’Université Nationale Australienne (ANU) à Canberra, lors de la réunion annuelle de la Société Astronomique d’Australie. Des présentations ont été faites par Brian Schmidt, lauréat d’un prix Nobel et vice-chancelier de l’ANU. Elles se sont ensuivies des discours de Tim de Zeeuw, Directeur Général de l’ESO et Arthur Sinodinos, Ministre Australien de l’Industrie, de l’Innovation et de la Science, qui tous deux signèrent l’accord. A cette cérémonie assistaient de hauts représentants de l’ESO, des membres du Département de l’Industrie, de l’Innovation et de la Science, ainsi que des invités de marque.

Aux dires du sénateur Arthur Sinodinos, “cet important partenariat conclu avec une organisation de classe mondiale tel l’Observatoire Européen Austral permettra à l’Australie de maintenir le niveau d’excellence de sa recherche à l’ère de l’astronomie mondiale, et lui offrira l’opportunité de rayonner au travers de diverses contributions techniques et scientifiques, stimulant la recherche internationale et les collaborations industrielles.”

Tim de Zeeuw, le Directeur Général de l’ESO, d’ajouter : “L’accord stratégique conclu ce jour offrira aux astronomes australiens – ainsi qu’aux instituts techniques et aux industries – l’accès à l’Observatoire Paranal – La Silla”. “La conclusion de ce partenariat entre l’Australie et l’ESO a constitué l’un de mes objectifs pendant plus de 20 ans. Je suis ravi qu’il devienne à présent réalité.”

Ce partenariat permettra aux astronomes australiens de se joindre à l’ensemble des activités impliquant les installations de l’Observatoire de Paranal- La Silla de l’ESO – en particulier le VLT (Very Large Telescope), le VLTI (Very Large Telescope Interferometer), VISTA, le VST, le télescope de 3,6 mètres de l’ESO, et le NTT (New Technology Telescope). En outre, cet accord offrira aux scientifiques australiens ainsi qu’à l’industrie des perspectives de collaboration avec les institutions des Etats Membres de l’ESO sur les instruments de prochaine génération destinés à équiper ces observatoires.

L’expertise de l’Australie dans le domaine de l’instrumentation, notamment en optique adaptative avancée et dans la technologie des fibres optiques, s’inscrit idéalement dans le cadre du programme instrumental de l’ESO. A son tour, l’Australie bénéficiera d’un accès aux opportunités industrielles, -instrumentales et scientifiques qu’offre l’Observatoire de Paranal – La Silla. A ce titre, et pour toutes les questions relatives à ces installations, elle sera considérée à l’égal d’un Etat Membre. Les fruits de ces collaborations sont attendus avec enthousiasme par la communauté ESO.

Tim de Zeeuw de compléter : “Les contributions de l’Australie à ce partenariat renforceront l’ESO, et les installations de l’ESO permettront aux astronomes australiens d’effectuer de nombreuses nouvelles découvertes ainsi que de développer la prochaine génération d’instruments de haute technologie au profit de la science et de la technologie mondiales. A mes yeux, cet accord constitue un pas important vers l’adhésion, à terme, de l’Australie à l’ESO.”

L’Australie dispose d’une longue et riche tradition astronomique internationalement reconnue. Déjà particulièrement active et féconde, sa communauté astronomique prospérera sans aucun doute grâce à l’accès, sur le long terme, aux installations de pointe de l’ESO. Cette collaboration Européano-Australienne conduira à de nouvelles avancées fondamentales aux plans scientifiques et technologiques, inconcevables séparément.

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1721.

News

Une magnifique spirale dotée d’un cœur actif

eso1720fr — Communiqué de presse photo

5 juillet 2017

Le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO a capturé une magnifique vue de face de la galaxie spirale barrée Messier 77. Cette image rend fidèlement compte de la beauté de cette galaxie : elle montre en effet ses bras spiraux soulignés de filaments de poussière. Toutefois, elle échoue à mettre en évidence le caractère turbulent de Messier 77.

En apparence, cette magnifique galaxie spirale semble tranquille. En réalité, Messier 77 (par ailleurs cataloguée NGC 1068) est l’une des galaxies actives les plus proches de la Voie Lactée – en d’autres termes, elle appartient à cette catégorie d’objets parmi les plus énergétiques et les plus spectaculaires de l’Univers. Leurs noyaux sont bien souvent suffisamment brillants pour masquer le reste de la galaxie. Les galaxies actives figurent parmi les objets les plus lumineux de l’Univers. En outre, ils émettent des rayonnements à la plupart, si ce n’est la totalité, des longueurs d’onde comprises entre les rayons gamma et les ondes radio en passant par les rayons X et les micro-ondes. Messier 77 est également référencée parmi les galaxies de Seyfert de Type II, qui présentent la particularité d’émettre un rayonnement particulièrement intense dans le domaine infrarouge.

Cette remarquable brillance résulte d’un intense rayonnement en provenance des régions centrales – plus précisément, du disque d’accrétion qui encercle un trou noir supermassif. En chutant sur le trou noir, la matière se densifie et s’échauffe à des températures incroyablement élevées, au point de libérer d’énormes quantités d’énergie lumineuse. Le disque d’accrétion s’inscrit dans une volumineuse structure en forme de donut, un tore composé de gaz et de poussière. Des observations de Messier 77 réalisées en 2003 furent les toutes premières à détecter l’existence de cette structure, au moyen du puissant interféromètre du VLT (eso0319).

Cette image de Messier 77 a été acquise dans quatre domaines de longueurs d’onde différents correspondant aux couleurs bleue, rouge, violette et rose (raie alpha de l’hydrogène). Chaque longueur d’onde est porteuse d’une information distincte : ainsi, la raie alpha de l’hydrogène (en rose) met en évidence le processus de formation de jeunes étoiles chaudes au sein des bras spiraux ; une autre raie (en rouge) révèle la présence de fines structures filamentaires au sein du gaz qui entoure Messier 77 [1]. A l’avant-plan de cette image, non loin du centre galactique, figure en outre une étoile de la Voie Lactée dont la brillance élevée crée des aigrettes de diffraction. De nombreuses galaxies distantes sont par ailleurs visibles en périphérie des bras spiraux : comparées à la gigantesque galaxie active, elles paraissent bien petites et insignifiantes.

Située à 47 millions d’années lumière de la Terre dans la constellation de la Baleine (le Monstre de la Mer), Messier 77 est l’une des galaxies les plus lointaines du catalogue de Messier. Messier pensa tout d’abord que cet objet de luminosité élevée qu’il observait au travers de sa lunette était un amas d’étoiles. Toutefois, la technologie progressant, on le rangea parmi les galaxies. Etendu sur près de 100 000 années lumière, Messier 77 est également l’une des plus grandes galaxies du catalogue de Messier – une galaxie si massive que ses proches congénères tournent et se déforment sous l’effet de sa gravité (eso1707) [2].

Cette image a été acquise au moyen de l’instrument FORS2 (Réducteur de FOcale et Spectrographe à faible dispersion 2) installé sur la première unité (Antu) du VLT,, à l’Observatoire de Paranal de l’ESO au Chili. Elle est issue du programme Joyaux Cosmiques de l’ESO, dont l’objectif est de produire des images intéressantes, intrigantes ou visuellement attrayantes d’objets célestes au moyen des télescopes de l’ESO à des fins d’enseignement et de diffusion.

Notes

[1] De semblables filaments de couleur rouge parsèment également NGC 1275. Leur température est faible, bien qu’ils soient entourés d’un gaz très chaud porté à quelque 50 millions de degrés Celsius. Les filaments sont plongés dans un champ magnétique qui protège leur structure et témoigne du transfert d’énergie du trou noir central vers le gaz situé en périphérie.

[2] NGC 1055 se situe à quelque 60 millions d’années lumière de la Terre. Contrairement à Messier 77, elle nous apparaît de profil. Sur cette Image Astronomique du Jour (APOD) dont le champ de vue avoisine la taille de la Lune, elles figurent non loin l’une de l’autre.

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1720.

News

Le VST capture un magnifique 3 en 1

eso1719fr — Communiqué de presse photo

14 juin 2017

Sur cette gigantesque nouvelle image de trois gigapixels acquise par le Télescope de Sondage (VST) du VLT de l’ESO figure, aux côtés de deux célèbres objets célestes, une troisième structure de renommée moindre – soit, de droite à gauche : le nuage de gaz rougeoyant de faible luminosité baptisé Sharpless 2-54, l’emblématique Nébuleuse de l’Aigle et la Nébuleuse Omega. Ce trio cosmique fait partie d’un vaste complexe de gaz et de poussière au sein duquel naissent des étoiles dont le rayonnement emplit leur environnement.

Sharpless 2-54, la Nébuleuse de l’Aigle et la Nébuleuse Omega se situent à quelque 7 000 années lumière de la Terre – les deux premières appartiennent à la constellation du Serpent, la troisième au Sagittaire (L’Archer). Cette région de la Voie Lactée abrite un vaste nuage de matière propice à la formation d’étoiles. Ainsi, chacune des trois nébuleuses – en particulier les étoiles qui les composent – est née de la condensation suivie de l’’effondrement de la matière composant ce nuage. L’intense rayonnement issu des jeunes étoiles a chauffé le gaz environnant, lui conférant cette teinte rose caractéristique des atomes d’hydrogène qui le constituent.

Deux des objets figurant sur cette image ont été découverts de manière semblable. Les astronomes ont tout d’abord repéré les amas d’étoiles brillantes au sein de Sharpless 2-54 et de la Nébuleuse de l’Aigle. Puis, ils ont identifié les vastes nuages de gaz de luminosité beaucoup plus faible délimitant chacun de ces amas. Ainsi, l’astronome britannique William Herschel a-t-il dans un premier temps – en 1784 – repéré l’amas d’étoiles brillantes composant Sharpless 2-54. Cet amas, référencé NGC 6604 (eso1218), figure sur la gauche de l’image. Le nuage de gaz associé, de luminosité nettement moindre, demeura inconnu jusque dans les années 1950, époque à laquelle l’astronome américain Stewart Sharpless le repéra sur des photographies composant l’Atlas du Ciel du Mont Palomar publié par le National Geographic.

La Nébuleuse de l’Aigle connut une renommée plus rapide. L’astronome suisse Philippe Loys de Chéseaux a découvert son amas d’étoiles brillantes référencé NGC 6611 en 1745 ou 1746 (eso0142). Quelques décennies plus tard, cette région du ciel a fait l’objet d’observations répétées de la part de l’astronome français Charles Messier. Ce dernier offrit une description de la nébulosité en question et la classa à la seizième place de son célèbre catalogue (eso0926).

Concernant la Nébuleuse Omega à présent : de Chéseaux parvint à détecter sa lueur – d’intensité supérieure à celle des deux autres nébuleuses – et la catalogua parmi les nébuleuses dès 1745. Toutefois, le catalogue de l‘astronome suisse souffrait d’une relative confidentialité. Il fallut donc attendre 1764, époque à laquelle Messier l’observa, pour que la Nébuleuse Omega figure parmi les nébuleuses, à la dix-septième place de son célèbre catalogue (eso0925).

Cette image résulte d’observations effectuées au moyen du Télescope de Sondage (VST) du VLT à l’Observatoire Paranal de l’ESO au Chili. Sa coloration est le fruit de la superposition de douzaines d’images de 256 megapixels chacune, acquises par la caméra OmegaCAM installée sur le télescope. Avec ses 3.3 gigapixels, elle constitue l’une des images les plus vastes jamais publiées par l’ESO.

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L’ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope de la classe des 39 mètres, l’ELT, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel.

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1719.

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ALMA découvre un ingrédient de la vie autour de…

eso1718fr — Communiqué de presse scientifique

8 juin 2017

ALMA a observé des étoiles de type Soleil au tout premier stade de leur existence et découvert des traces d’isocyanate de méthyle – un élément chimique nécessaire à la vie. Il s’agit de la toute première détection de cette molécule prébiotique à proximité de protoétoiles de type solaire, semblables à celle à partir de laquelle notre Système Solaire a évolué. Cette découverte pourrait permettre aux astronomes de mieux comprendre les conditions d’émergence de la vie sur Terre.

Deux équipes d’astronomes ont exploité le potentiel du Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l’Atacama (ALMA) au Chili pour détecter une molécule organique complexe prébiotique, l’isocyanate de méthyle[1]au sein du système d’étoiles multiples baptisé IRAS 16293-2422. L’une des deux équipes était menée par Rafael Martín-Doménech du Centre d’Astrobiologie de Madrid en Espagne et Víctor M. Rivilla de l’INAF-Observatoire Astrophysique d’Arcetri à Florence en Italie ; la seconde équipe était emmenée par Niels Ligterink de l’Observatoire de Leiden aux Pays-Bas et Audrey Coutens de l’University College de Londres au Royaume-Uni.

“Ce système d’étoiles semble riche de découvertes ! Après y avoir détecté des sucres, nous venons d’y trouver de l’isocyanate de méthyle. Cette famille de molécules organiques est impliquée dans la synthèse de peptides et d’acides aminés qui, sous la forme de protéines, constituent les éléments de base de la vie telle que nous la connaissons”, précisent Niels Ligterink et Audrey Coutens [2].

L’énorme potentiel d’ALMA a permis aux deux équipes d’observer la molécule à plusieurs longueurs d’ondes caractéristiques et différentes du spectre radio[3]. Les seules et uniques traces de cet élément chimique ont été localisées au sein des régions internes, denses et chaudes, du cocon de gaz et de poussière qui entoure les jeunes étoiles au tout premier stade de leur existence. Chaque équipe a identifié et isolé les signatures de la molécule organique complexe d’isocyanate de méthyle [4]. Puis, la modélisation numérique chimique et diverses expériences de laboratoire leur ont permis d’affiner notre compréhension de l’origine de la molécule [5].

IRAS 16293-2422 est un système multiple composé de très jeunes étoiles, situé à quelque 400 années-lumière de la Terre dans une vaste région de formation stellaire baptisée Rho Ophiuchi dans la constellation d’Ophiuchus (Le Serpentaire). Les résultats nouvellement acquis par ALMA indiquent que du gaz d’isocyanate de méthyle entoure chacune de ces jeunes étoiles.

La Terre et les autres planètes du Système Solaire se sont constituées à partir des restes de la nébuleuse solaire. L’étude des protoétoiles de type solaire est donc susceptible de renseigner les astronomes su lers conditions ayant prévalu à la formation notre Système Solaire, voici plus de 4,5 milliards d’années.

Rafael Martín-Doménech et Víctor M. Rivilla, auteurs principaux de l’un des articles, ajoutent : “Nous sommes particulièrement enthousiasmés du résultat obtenu : ces protoétoiles sont en de nombreux points semblables au jeune Soleil, en effet, et les conditions semblent réunies pour que des planètes de type Terre se forment. La détection de ces molécules prébiotiques apporte un nouvel élément de compréhension des conditions d’émergence de la vie sur notre planète”.

Niels Ligterink se réjouit des résultats obtenus en laboratoire. “Détecter ces molécules constitue une première étape. Comprendre leur processus de formation, un pas supplémentaire. Nos expériences de laboratoire indiquent que l’isocyanate de méthyle peut se former sur des particules de glace à des températures très basses, semblables à celles qui règnent au sein du milieu interstellaire. Ce résultat laisse à penser que cette molécule – et donc la base des liaisons peptidiques – est certainement présente dans l’environnement proche de la plupart des jeunes étoiles de type solaire.”

Notes

[1] En astrochimie, une molécule organique complexe se compose d’au moins six atomes, dont un atome de carbone. L’isocyanate de méthyle renferme des atomes de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène, et adopte la configuration chimique suivante : CH3NCO. Très toxique, cette substance fut la cause principale de décès après le tragique accident chimique de Bhopal survenu en 1984.

[2] Ce système avait fait l’objet d’observations antérieures au moyen d’ALMA en 2012. Des molécules de sucre, ou glycolaldehyde, un autre ingrédient de la vie, avaient alors été détectées.

[3] L’équipe emmenée par Rafael Martín-Doménech a utilisé des données d’archive ainsi que de nouvelles données concernant la protoétoile, étendues sur une vaste gamme de longueurs d’ondes – les bandes réceptrices 3, 4 et 6 d’ALMA. Niels Ligterink et ses collègues ont utilisé des données du Sondage Interférométrique Protostellaire (PILS) effectué au moyen d’ALMA et destiné à cartographier la complexité chimique du système IRAS 16293-2422 en imageant le domaine de longueurs d’onde couvert par la bande 7 d’ALMA à de très petites échelles, équivalentes à la taille de notre Système Solaire.

[4] Les équipes ont effectué des analyses spectrographiques de la lumière émise par la protoétoile afin d’en déterminer les composants chimiques. La quantité – ou abondance – d’isocyanate de méthyle détectée – comparée à l’abondance en hydrogène moléculaire ou en d’autres éléments traceurs est comparable à celle ayant fait l’objet de détections antérieures autour de protoétoiles massives – au sein des noyaux moléculaires massifs de Orion KL et Sagittarius B2 Nord, en l’occurrence.

[5] L’équipe de Martín-Doménech a modélisé la formation gaz-grain chimique d’isocyanate de méthyle. L’abondance observée de la molécule pourrait s’expliquer par la chimie s’opérant à la surface des grains de poussière dans l’espace, suivie de réactions chimiques en phase gazeuse. En outre, l’équipe de Ligterink a démontré que la molécule peut se former à des températures extrêmement basses, typiques du milieu interstellaire, jusqu’à 15 Kelvin (-258 degrés Celsius), au moyen d’expériences cryogéniques réalisées dans un vide quasi parfait dans leur laboratoire de Leiden.

Plus d’informations

Ce travail de recherche a fait l’objet de deux articles intitulés : “First Detection of Methyl Isocyanate (CH3NCO) in a solar-type Protostar” par R. Martín-Doménech et al. et “The ALMA-PILS survey: Detection of CH3NCO toward the low-mass protostar IRAS 16293-2422 and laboratory constraints on its formation”, par N. F. W. Ligterink et al., à paraître au sein de la même édition des Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L’une des deux équipes est composée de R. Martín-Doménech (Centre d’Astrobiologíe, Espagne), V. M. Rivilla (INAF-Observatoire Astrophysique d’Arcetri, Italie), I. Jiménez-Serra (Université Queen Mary de Londres, Royaume-Uni), D. Quénard (Université Queen Mary de Londres, Royaume-Uni), L. Testi (INAF-Observatoire Astrophysique d’Arcetri, Italie; ESO, Garching, Allemagne; Cluster d’Excellence “Universe”, Allemagne) et J. Martín-Pintado (Centre d’Astrobiologíe, Espagne).

L’autre équipe est composée de N. F. W. Ligterink (Laboratoire d’Astrophysique Sackler, Observatoire de Leiden, Pays-Bas), A. Coutens (University College de Londres, Royaume-Uni), V. Kofman (Laboratoire d’Astrophysique Sackler, Pays-Bas), H. S. P. Müller (Université de Cologne, Allemagne), R. T. Garrod (Université de Virginie, Etats-Unis), H. Calcutt (Institut Niels Bohr & Muséum d’Histoire Naturelle, Danemark), S. F. Wampfler (Centre dédié à l’Espace et à l’Habitabilité, Suisse), J. K. Jørgensen (Institut Niels Bohr & Muséum d’Histoire Naturelle, Danemark), H. Linnartz (Laboratoire d’Astrophysique Sackler, Pays-Bas) et E. F. van Dishoeck (Observatoire de Leiden, Pays-Bas; Institut Max Planck dédié à la Physique Extraterrestre, Allemagne).

ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope de la classe des 39 mètres, l’ELT, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Victor Rivilla

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1718.

News

L’ESO signe divers contrats relatifs au vaste miroir primaire…

eso1717fr — Communiqué de presse institutionnel

30 mai 2017

Des contrats liés à la fabrication du miroir primaire de 39 mètres de diamètre destiné à équiper l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO ont été signés ce jour lors d’une cérémonie organisée au siège de l’ESO près de Munich. La société allemande SCHOTT produira les moulages des segments miroirs que la société française Safran Reosc se chargera de polir, d’assembler puis de tester. Le contrat de polissage des ébauches des miroirs est le second contrat le plus important signé dans le cadre de la construction de l’ELT et le troisième contrat le plus important jamais attribué par l’ESO.

Le système optique de l’Extremely Large Telescope de l’ESO est unique : il se compose de cinq miroirs, dont l’élaboration pose autant de défis d’ingénierie. Le miroir primaire de 39 mètres de diamètre, constitué à terme de 798 segments hexagonaux différents d’1,4 mètre de diamètre chacun, sera de loin le plus vaste jamais conçu pour les besoins d’un télescope optique. Ensemble, les segments collecteront des dizaines de millions de fois plus de lumière que l’œil humain [1].

Les contrats de fabrication et de polissage des segments du miroir primaire de l’ELT ont été signés ce jour par le Directeur Général de l’ESO, Tim de Zeeuw, et les hauts représentants des entreprises SCHOTT et Safran Reosc, filiale de Safran Elecronics & Defense, en présence des principaux membres du personnel de l’ESO. Le premier contrat a été signé avec la société SCHOTT par Christoph Fark, vice-président exécutif en optique avancée, et Thomas Westerhoff, directeur marketing stratégique de Zérodur. Le second contrat a été signé avec la société Safran Reosc par Philippe Rioufreyt, Directeur Général.

Tim de Zeeuw s’est félicité de l’état d’avancement actuel de l’ELT : “Ces deux semaines ont été extraordinaires ! Après que le moulage du miroir secondaire de l’ELT ait été couronné de succès, nous avons eu le privilège, vendredi dernier, d’accueillir la Présidente du Chili, Michelle Bachelet, à l’occasion de la pose de la première pierre de l’ELT. Et aujourd’hui, deux entreprises européennes de renommée mondiale entament la fabrication du vaste miroir primaire du télescope, peut-être le plus grand défi de tous.”

Les 798 segments hexagonaux qui composent le miroir primaire de l’ELT seront fabriqués par l’entreprise SCHOTT à partir d’une céramique à faible dilatation baptisée Zerodur® [2]. SCHOTT avait précédemment remporté les contrats de fabrication des miroirs secondaire et tertiaire du télescope géant et ce même matériau est également utilisé pour le miroir quaternaire déformable de l’ELT, actuellement en cours d’élaboration.

Lorsque les ébauches des miroirs seront prêtes, elles seront transmises à l’entreprise Safran Reos, chargée de concevoir les interfaces d’assemblage, de sculpter puis de polir les segments, de les intégrer à leur structure de soutien, et d’effectuer des tests optiques préalablement à leur livraison. A l’issue du processus de polissage, chaque segment devra présenter des irrégularités de surface de taille inférieure à 10 nanomètres – ce qui représente la taille d’une coccinelle à l’échelle de la France !

Livrer un si grand nombre de segments polis en l’espace de sept années représente un véritable défi. Pour le relever, Safran Reosc devra produire un miroir par jour. A cette fin, il mettra en place une nouvelle installation dans son usine de Poitiers, spécialisée dans la production d’équipements optiques et opto-électroniques (ou optroniques) de pointe [3].

Le nouveau contrat signé avec la société Safran Reosc représente le second plus important contrat conclu dans le cadre de la construction de l’ELT et le troisième plus gros contrat jamais signé par l’ESO [4]. En outre, Safran Reosc sculptera, polira et testera le miroir secondaire et le miroir tertiaire de l’ELT. Cette société fabrique actuellement les miroirs déformables de 2 millimètres d’épaisseur qui composeront le quatrième miroir de l’ELT.

Les sociétés SCHOTT et Safan Reosc ont construit de longs et fructueux partenariats avec l’ESO. L’une et l’autre ont conçu de nombreux composants optiques, au premier rang desquels figurent les miroirs principaux de 8,2 mètres de diamètre équipant chacune des quatre Unités Télescopiques du Very Large Telescope.de l’ESO.

La construction de l’ELT a débuté au sommet du Cerro Armazones, non loin de l’Observatore de Paranal de l’ESO au nord du Chili. Sa première lumière est attendue pour 2024.

Notes

[1] Les segments du miroir primaire de l’ELT seront disposés sur un socle commun et équipés de capteurs de bordure – les plus précis jamais utilisés au sein d’un télescope. Ces derniers détermineront en temps réel les positions respectives des segments du miroir primaire de l’ELT et permettront aux segments de fonctionner ensemble afin de constituer un système d’imagerie parfait.

[2] Le Zerodur® est un matériau sophistiqué dénué de toute dilatation thermique (ou presque) lorsque soumis à de grandes fluctuations de température. Il est hautement résistant, chimiquement parlant, et peut être poli à un degré de précision élevé. La couche réfléchissante, composée d’aluminium ou d’argent, sera vaporisée sur la surface extrêmement lisse juste avant que le télescope soit mis en service. De nombreux télescopes équipés de miroirs Zerodur® ont parfaitement fonctionné des dizaines d’années durant, parmi lesquels le Very Large Telescope de l’ESO au Chili.

[3] Au total, 931 segments seront produits et polis. 133 d’entre eux constitueront un jeu de maintenance : ils permettront d’ôter, de remplacer et de nettoyer tour à tour chacun des segments positionnés sur l’ELT.

[4] Les deux autres contrats concernent le dôme et la structure principale de l’ELT, ainsi que les antennes d’ALMA.

Plus d’informations

L’ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope de la classe des 39 mètres, l’ELT, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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News

Cérémonie de pose de la première pierre de l’Extremely…

eso1716fr — Communiqué de presse institutionnel

Début de la construction du dôme et du télescope de l’ELT

26 mai 2017

Michelle Bachelet Jeria, Présidente de la République du Chili, a participé ce jour à la cérémonie de pose de la première pierre de l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO. L’événement était organisé à l’Observatoire de Paranal de l’ESO au nord du Chili, à proximité du site d’accueil du futur télescope géant. Cette étape marque le début de la construction du dôme et de la structure principale du plus grand télescope optique au monde, et donc le commencement d’une nouvelle ère en astronomie. A cette occasion, l’observatoire a été connecté au réseau national électrique chilien.

La Présidente Bachelet a été reçue ce jour par Tim de Zeeuw, le Directeur Général de l’ESO, Roberto Tamai, le directeur du programme ELT, et Andreas Kaufer, le Directeur de l’Observatoire de Paranal-La Silla. La cérémonie a accueilli également de nombreux invités de marque, tant chiliens qu’internationaux, issus du gouvernement et du monde de l’industrie, ainsi que des scientifiques et des ingénieurs de l’ESO, des représentants des médias locaux et internationaux [1].

Parmi les temps forts de la cérémonie figurait le scellage d’une capsule temporelle préparée par l’ESO. Cette capsule comprend une mosaïque de photographies de l’actuel personnel de l’ESO, ainsi qu’une copie du livre détaillant les futurs objectifs scientifiques du télescope. La capsule temporelle est couverte d’un hexagone constitué de Zerodur© et gravé à l’effigie de l’un des segments miroirs principaux de l’ELT, à l’échelle un cinquième.

Dans son discours, la Présidente a insisté : « Avec ce lancement symbolique de la construction, nous sommes en train de construire plus qu’un télescope : Il s’agit de l’une des plus grandes expressions de nos capacités scientifique et technologique ainsi que de l’extraordinaire potentiel de la coopération internationale. »

Tim de Zeuuw a remercié la Présidente et son Gouvernement pour leur soutien continu à l’ESO au Chili ainsi que pour leur politique en faveur de la protection des splendides cieux du pays : « L’ELT amènera à des découvertes que nous ne pouvons concevoir à ce jour, et constituera vraisemblablement, pour le monde entier, une source d’inspiration dans les domaines de la science, de la technologie, et concernant notre place dans l’Univers. Ces retombées seront hautement bénéfiques pour les Etats Membres de l’ESO, le Chili, et le reste du monde. »

Doté d’un miroir principal de 39 mètres de diamètre, l’Extremely Large Telescope (ELT) sera le plus grand télescope au monde à opérer dans les domaines de l’optique et de l’infrarouge et augurera d’une nouvelle ère en ce qui concerne l’ingénierie des télescopes. L’ELT résidera au cœur d’un gigantesque dôme en rotation de 85 mètres de diamètre – de dimensions comparables à celles d’un terrain de football [2].

L’an passé, l’ESO signait un contrat avec le Consortium Ace composé de Astaldi, Cimolai et du sous-traitant EIE Group, pour la construction du dôme et de la structure du télescope (eso1617). Il s’agissait du plus gros contrat jamais attribué par l’ESO et du contrat le plus important impliquant l’astronomie au sol. La pose de la première pierre marque officiellement le début de la construction du dôme de l’ELT et de la structure du télescope.

Cette cérémonie célébrait également la connexion du Cerro Paranal et du Cerro Armazones au réseau national électrique chilien. Cette connexion, rendue possible grâce au soutien appuyé du gouvernement chilien, est gérée par le Groupe chilien SAESA. Cette nouvelle connexion réduira les coûts, sera gage de meilleures fiabilité et stabilité, tout en réduisant l’empreinte carbone de l’observatoire.

L’ELT est le dernier des nombreux projets de l’ESO à avoir largement bénéficié du soutien continu du Gouvernement de l’Etat hôte du Chili durant plus d’un demi-siècle. Le soutien appuyé du Ministère des Affaires Etrangères, du Ministère de l’Energie et de la Commission Nationale de l’Energie (CNE) ont joué un rôle essentiel dans la réussite de l’établissement de la connexion du site au réseau électrique.

Le site d’accueil de l’ELT est un don du gouvernement chilien. Il est entouré d’une vaste concession de terres destinée à protéger les opérations à venir du télescope d’interférences de tous types – contribuant ainsi à préserver le statut de capitale mondiale de l’astronomie attribué au Chili.

L’ELT sera l’œil le plus puissant jamais pointé vers le ciel et révolutionnera sans doute notre perception de l’Univers. Il abordera un large éventail de défis scientifiques, telles la recherche de signes de vie à la surface d’exoplanètes de type Terre, l’étude de la nature de l’énergie noire et de la matière noire, l’exploration des premiers instants de l’Univers, en quête de nos origines. Il soulèvera en outre de nouvelles questions inconcevables de nos jours, et contribuera à l’amélioration de la vie sur Terre grâce à l’implémentation de nouvelles technologies et à diverses avancées en matière d’ingénierie.

L’ELT doit capter sa première lumière en 2024. La pose de la première pierre inaugure l’entrée de l’astronomie dans une nouvelle ère.

Notes

[1] Des vents très forts ont contraint les organisateurs à déplacer le siège de la cérémonie du Cerro Armazones à la Residencia de Paranal.

[2] La masse totale du dôme avoisinera les 5000 tonnes. Celle, mouvante, de la monture du télescope et de la structure en tube, sera de quelque 3000 tonnes. Ces deux structures sont, de loin, les plus vastes jamais construites pour les besoins d’un télescope opérant dans les domaines optique et infrarouge. En comparaison de l’instrumentation existante, l’ELT sera véritablement l’œil le plus grand tourné vers le ciel.

Plus d’informations

L’ESO est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 16 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le Very Large Telescope (VLT), l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages – VISTA fonctionne dans l’infrarouge. C’est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L’ESO est également un partenaire majeur pour deux équipements à Chajnantor ; APEX et ALMA, le plus grand projet astronomique existant à ce jour. Et sur le Mont Armazones, à proximité de Paranal, l’ESO est en train de construire l’Extremely Large Telescope de la classe des 39 mètres, l’ELT, qui sera « l’œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1716.