DE L'ASTRONOMIE : ciel lointain (11)

Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog

MORT D’UNE GALAXIE

   Comme les étoiles, les galaxies, elles aussi, peuvent mourir et cela sans être forcément absorbées par une rivale. C'est le cas de la galaxie NGC 1277 située à environ 240 millions d'années-lumière de nous, en regard de la constellation de Persée.

     Cette galaxie lenticulaire, quatre fois plus petite que la Voie lactée mais renfermant deux fois plus d'étoiles qu'elle, n'a en réalité pas créé une seule étoile depuis 10 milliards d'années ! On parle alors "de galaxie relique" ou de galaxie rouge et morte (rouge car elle ne contient aucune nouvelle étoile bleue, seulement de vieilles étoiles rouges en fin de vie).

     Pourquoi cette absence de naissances stellaires ? L'hypothèse souvent avancée est qu'elle a épuisé toutes ses nébuleuses gazeuses en créant d'un coup des milliards d'étoiles au début de sa vie. Une autre hypothèse incrimine sa vitesse excessive (trois millions de km par heure) qui l'empêche d'attirer le gaz des galaxies voisines qu’elle rencontre dans son groupe local...

     Quoi qu'il en soit, cette galaxie intéresse fortement les scientifiques puisqu'elle est, en quelque sorte, un reliquat de l'enfance de l'Univers, la plus "jeune" de ses étoiles étant plus âgée que notre Soleil de 7 milliards d'années. À noter la présence en son centre d'un gigantesque trou noir de 17 milliards de masses solaires, bien trop gros d'après les spécialistes pour la taille de la galaxie : une coïncidence ?

Image : la galaxie NGC 1277 (sources : theweek.co.uk)

L'ÉTOILE LA PLUS LOINTAINE OBSERVÉE

     Nous avons déjà évoqué le phénomène de lentille gravitationnelle : grâce au positionnement d'une énorme masse (comme, par exemple, une galaxie) entre lui et un observateur, un objet très éloigné et qui ne devrait pas être visible, le devient tout à coup en raison d'un effet de loupe ; en pareil cas, en effet, cette énorme masse gravitationnelle dévie les rayons lumineux qui composent l'image de l'objet en arrière-plan et, du coup, l'objet devient perceptible. C'est même grâce à un phénomène de ce genre qu’Einstein put prouver le bien-fondé de sa théorie de la relativité générale en 1919.

     Eh bien, une énorme masse se tient entre nous et une étoile fort lointaine : l'amas de galaxies MACS J1149.6+2223. Du coup, le télescope spatial Hubble a pu prendre en photo l'image amplifiée 2000 fois d'une étoile supergéante bleue baptisée Icare, une étoile située à près de 9 milliards d'années-lumière du système solaire. On peut dire aussi que les photons lumineux provenant de cette étoile nous la montrent comme elle était il y 9 milliards d'années.

     Une supergéante bleue est donc l'étoile la plus lointaine jamais observée par l'Homme. Une étoile qui, compte tenu de sa nature, a toutes les chances d'être morte aujourd'hui mais nous n’en aurons la certitude que dans des milliards d’années… Oui, en astronomie, regarder dans le lointain de l'Univers, c'est toujours regarder dans le passé.

Photo : l'étoile Icare est indiquée par la flèche (sources : © Nasa/ESA/STScI)

LA GALAXIE DU CHAS DE L’AIGUILLE (NGC 247)

     Lorsqu’on observe l’image de NGC 247, galaxie spirale située en regard de la constellation de la Baleine (hémisphère sud) et vue quasiment par la tranche, on est frappé par l’immense tache sombre qui semble indiquer une cavité géante sur son bord gauche. C’est la raison pour laquelle elle est surnommée la galaxie du Chas de l’Aiguille (« Needle's Eye galaxy - l’œil de l’aiguille » pour les anglo-saxons).

     Elle se trouve relativement proche de nous (11 millions d’années-lumière) au point qu’elle subit l’attraction de notre groupe local ; elle fait partie de l’ensemble de galaxies dit du « filament du sculpteur ». Découverte - comme tant d’autres - par William Herschel en 1784, elle en réalité difficile à observer et donc assez peu connue.

     Quelle est donc la nature de cette immense cavité, le chas de l’aiguille ? Eh bien, c’est en fait un grand vide qui traduit une absence de gaz et donc de formation de nouvelles étoiles d’où l’aspect moins brillant de l’endroit.

     À gauche et en dessous de NGC 247, on peut observer quatre galaxies parfaitement alignées : c’est un groupe appelé la chaîne de Burbidge mais en réalité bien plus éloigné puisque à plus de 300 millions d’années-lumière. Il convient de noter le pont de matière qui unit les deux galaxies les plus à gauche et qui traduit de fortes interactions gravitationnelles.

Image = crédit & copyright : CHART32 Team ; traitement : Johannes Schedler

Sources = ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

RIDELLES GALACTIQUES

     Découverte en 1784 par William Herschel, en regard de la constellation des Poissons à environ 100 millions d’années-lumière de nous, la galaxie NGC 474, longue de 250 000 années-lumière, présente une forme très particulière. En effet, de nombreuses strates dessinent des figures en forme de coquilles (voir photo) dans son halo (c’est-à-dire l’espace qui entoure une galaxie spirale comme elle, espace sphéroïdal riche en matière noire et vieilles étoiles) : ces figures géométriques ressemblent aux rides provoquées par un caillou à la surface d’un lac. Quelle pourrait en être l’origine ?

     Les scientifiques pensent à deux explications possibles : 1. Ces strates pourraient être dues à des phénomènes de traîne gravitationnelle provoqués par des débris en rapport avec l’absorption au cours des milliards d’années précédents de petites galaxies satellites.

     Une autre explication pourrait être : 2. La présence de la galaxie NGC 470 (découverte également par Herschel) qu’on voit à droite sur la photo et dont la proximité indique qu’elle est en interaction gravitationnelle avec NGC 474, les deux galaxies étant entrées en collision.

     En tout cas, une chose est certaine : contrairement à l’idée antérieurement reçue, les halos galactiques ne sont pas toujours planes et homogènes puisque des irrégularités (interactions ou accrétions galactiques) induisent fréquemment des images bien plus complexes. Et c’est certainement le cas de notre propre galaxie, la Voie lactée.

Crédit photo : Mischa Schirmer

ASD / NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

LES COLÈRES DE PROXIMA DU CENTAURE

     Les étoiles les plus proches de nous font partie du système de Alpha du Centaure composé d’une étoile double (couple central A et B) et d’un système planétaire dominé par une naine rouge : celle-ci est appelée Proxima car c’est l’objet le plus proche du système solaire (4,23 années-lumière). Autour de cette naine rouge tourne au moins une planète, Proxima Centauri b.

     Bien entendu, vu cette proximité (relative puisque la lumière met plus de quatre ans à nous relier au Centaure et l’engin le plus rapide conçu par l’homme mettrait au moins 10 à 15 ans), on a souvent fantasmé sur une éventuelle planète de type terrestre qui serait susceptible d’accueillir dans le futur une population de type terrien.

     Évidemment, il s’agit ici d’un pâle soleil et on ne sait rien de l’éventuelle habitabilité de sa planète Proxima b. Mais voilà que les choses se compliquent sérieusement. Le 24 mars 2017, la petite naine rouge est soudain entrée en éruption, émettant à son maximum (durant 10 secondes) 1000 fois plus d’énergie que d’ordinaire. Et - après observation des archives concernées - on s’est rendu compte que ce n’était pas la première fois que Proxima du Centaure se comportait ainsi. Comme toutes les naines rouges qui peuvent pourtant vivre des centaines de milliards d’années, leur intense champ magnétique les condamne à des colères mémorables.

     Et si l’on avait déjà colonisé Proxima b, la planète qui tourne autour de la naine rouge ? La débauche d’énergie aurait été cataclysmique… jusqu’à potentiellement souffler l’atmosphère da la planète et ses éventuels océans. Et même si la planète, pourvue par exemple d’une épaisse atmosphère, avait résisté, on peine à imaginer les conséquences pour la si fragile vie biologique que nous sommes. Décidément, la Terre, ce n’est pas si mal : on devrait songer à mieux la protéger !

Image : vue d’artiste de la planète Proxima Centauri b (sources : astronomy.com)

LA ROUE DU CHARIOT

     À quoi peut bien être due cette forme étrange pour une galaxie ? Située à environ 150 000 années-lumière de nous, en regard de la constellation du Sculpteur, cette galaxie lenticulaire a été pour la première fois décrite par l’astronome suisse Fred Zwicky (celui qui, le premier, évoqua la matière noire). Et - l’image en fait foi - elle présente un aspect plutôt inhabituel, en forme de roue.

     On peut en effet distinguer un anneau bleu extérieur, gigantesque ondulation, riche en ultra-violets et étoiles jeunes massives tandis que plus vers l’intérieur le rose indique des régions à rayons X riches en systèmes multiples. Au centre, l’anneau orange est une combinaison de lumière visible et d’infrarouge et c’est la seconde ondulation visible. Plus au centre encore, on trouve les étoiles plus âgées.

     Les deux gigantesques ondulations que nous venons de décrire sont la conséquence d’un choc galactique (comme lorsqu’on lance un caillou à la surface d’un lac). Une galaxie plus petite a traversé la plus grande et les énormes forces de gravitation ont conduit à la création de ces immenses ondulations qui ont restructuré la galaxie principale jusqu’à lui donner cet aspect de roue.

     Il est important d’ajouter que, en dépit du fait que dans chaque galaxie, il y a des centaines de milliards d’étoiles, l’espace est si grand qu’aucune de celles-ci n’a heurté une autre : les galaxies se sont interpénétrées mais seule la gravitation a modifié leur aspect général. C’est ce qui arrivera dans 3 à 4 milliards d’années à notre Voie lactée lorsqu’elle fusionnera avec sa voisine, la grande galaxie d’Andromède, M31.

Image (fausses couleurs) : la galaxie du Chariot

Crédits : slideplayer.fr

LA BEAUTÉ DE LA NÉBULEUSE TRIFIDE

     Une nébuleuse est un ensemble de poussière et de gaz situé dans notre galaxie et qui est, lorsqu'il est suffisamment important, souvent le siège de formation d'étoiles. La nébuleuse Trifide M20 dont on peut admirer l'image ci-dessus en est un bon exemple.

     Pourquoi cette appellation de Trifide ? parce que la nébuleuse est trilobée et que trifide signifie "partagé en trois" (Ceux qui répugnent aux anglicismes peuvent aussi l'appeler la nébuleuse du Trèfle). Elle a été découverte par l'astronome français Guillaume Le Gentil en 1750 mais officiellement baptisée quelques années plus tard par l'astronome britannique John Herschel (le fils de William souvent cité ici).

     Quoi qu'il en soit, la nébuleuse est située à environ 5000 années-lumière de nous, en regard de la constellation du Sagittaire et, mesurant près de 40 années-lumière, c'est bien une pouponnière d'étoiles. Un système stellaire multiple d'au moins trois étoiles occupe son centre.

     Ce qui rend cette nébuleuse vraiment intéressante, c'est qu'elle représente à elle seule les trois genres différents de nébuleuses : 1. les nébuleuse par émission (rouges car dominées par la lueur des atomes d'hydrogène); 2. les nébuleuses par réflexion dont la poussière renvoie la lumière à dominante bleue des étoiles (ici du système multiple) et 3. les nébuleuses obscures noircies par des bancs de poussière. La nébuleuse Trifide est tout cela à la fois.

Crédit image : Máximo Ruiz

ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

BIZARRERIES PLANÉTAIRES

     Observant par hasard un coin d'espace situé en regard de la constellation de la Coupe, les scientifiques ont découvert deux planètes isolées tournant l'une autour de l'autre... Ce système double tout à fait particulier est situé à environ 160 années-lumière de nous mais est surtout dépourvu de la moindre étoile !

     Les deux planètes sont distantes l'une de l'autre de 3,7 fois la distance Terre-Soleil et elles font le tour l'une de l'autre en 90 ans. Ce qui rend cet assemblage si particulier est que l'étoile la plus proche de lui est à plus de 16 années-lumière.

     Les scientifiques ont bien sûr envisagé le fait qu'il s'agisse en réalité de deux naines brunes, ces étoiles trop petites pour enclencher une réaction nucléaire et ainsi s'allumer. Toutefois, cette hypothèse a été rejetée car ces objets sont trop petits : pour être catalogués comme naine brune ou protoétoile, ils devraient être d'une masse d’environ 13 à 70 fois celle de Jupiter (selon les critères de l'Union Internationale d'Astronomie) mais chacune des planètes a une masse de moins de 7 fois celle de notre géante gazeuse. Il s'agit donc bien d'exoplanètes.

     D'où peuvent-elles bien provenir ? Plusieurs hypothèses sont envisagées dont la plus vraisemblable est qu'elles ont été "chassées" d'un système stellaire par une planète encore plus grosse qu'elles. C'est en tout cas la première fois qu'on découvre une si bizarre association.

Images : vue d’artiste d'un système binaire de planètes (sources : readtiger.com)

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mise à jour : 27 mars 2023