DE L'ASTRONOMIE : ciel lointain (2)

   Voici aujourd’hui la suite des « brèves » publiées au fil des mois dans le blog FaceBook de Céphéides et concernant « le ciel lointain ».

ÉTOILES EN FUITE

  galaxie elliptique M 87

Récemment, le Harvard Smithsonian Center (Massachusetts, USA) a découvert un objet très éloigné se rapprochant de nous à la vitesse record de 8 millions de km/h. L'hypothèse la plus probable est qu'il s'agit d'un groupe "d'étoiles errantes" (run away stars en anglais ou étoiles en fuite) échappées de la grande galaxie M87.

   Échappées ? Expulsées plutôt de cette galaxie qui est une supergéante elliptique dont la masse est 200 fois celle de notre propre galaxie, la Voie lactée. M87 possède en son centre un trou noir géant mais en avait jadis deux et c'est l'interaction entre ces deux monstres cosmiques qui a vraisemblablement éjecté ce groupe d'étoiles devenues errantes dans le vide du cosmos.

   La distance, toutefois, est si importante entre M87 et nous (53 millions d'année-lumière) que ces "étoiles en fuite" sont destinées à errer éternellement dans le vide : elles n'arriveront jamais jusqu’à nous avant leur mort naturelle dans plusieurs milliards d'années... D'ailleurs, y arriveraient-elles qu'elles n'auraient quasiment aucune chance d'y heurter une autre étoile tant l'intervalle entre les astres est grand ! C'est que l'espace est si vaste... et si vide...

Pour en savoir plus sur les étoiles errantes : étoiles doubles et systèmes multiples 

Photo : la galaxie elliptique géante M87 (crédits : NASA)

GALAXIES CANNIBALES

   galaxie M 51 absorbant la galaxie NGC  5195

   Les galaxies s'éloignent les unes des autres, on le sait depuis l'astronome Edwin Hubble, sauf celles qui se trouvent dans un même groupe proche où les forces de gravitation, au contraire, les rapprochent. Dans le groupe de notre galaxie la Voie lactée (appelé "groupe local"), il y a une galaxie géante, la galaxie d'Andromède, un peu plus grosse que la nôtre, et une cinquantaine d'autres galaxies moins importantes.

   De ce fait, Andromède et la Voie lactée vont se percuter... dans 2 à 3 milliards d'années pour donner une galaxie supergéante. Les êtres vivants intelligents de ces temps lointains (s'il y en a) n'ont toutefois pas de souci à se faire : l'intervalle entre les multiples soleils de chaque galaxie (pourtant 200 milliards d'étoiles environ chacune) sont si importants qu'il n'y aura pratiquement jamais de chocs frontaux. Toutefois, les forces gravitationnelles étant à l'œuvre, il y aura réorganisation de l'ensemble (gaz, poussières, étoiles, etc.).

   Jusqu'à il y a peu, les scientifiques étaient persuadés que le résultat d'une telle réunion aboutirait à une gigantesque galaxie globulaire. Raté ! Des astronomes japonais et américains ont étudié 37 galaxies émergeant de fusions galactiques et leurs travaux sont sans appel : la résultante est une nouvelle galaxie elliptique, simplement plus volumineuse. La faute aux gaz qui reprennent rapidement leurs rotations circulaires... et peut-être aussi à la matière noire dont on ne sait pas ce que c'est mais dont nous sommes à peu près sûrs qu'elle intervient dans ces gigantesques ballets cosmiques.

   La galaxie qui "avale" l'autre est par définition la plus grosse et elle est appelée "cannibale" par les scientifiques. La Voie lactée a ainsi "cannibalisé" autour d'elle plusieurs petites galaxies satellites mais c'est certainement Andromède qui sera à terme dénommée cannibale...

Pour en savoir plus : https://www.cepheides.fr/article-de-l-astronomie-galaxies-ca…

Photo : la galaxie M51 (dite galaxie Whirlpool ou galaxie du tourbillon) absorbant sa voisine NGC 5195 (sources : www.astronoo.com)

LE COSMOS EST TOUJOURS EN MOUVEMENT

   naine rouge (étoile de Barnard) comparée au Soleil

   Les Anciens croyaient que les étoiles étaient des joyaux accrochés à une sphère de velours tournant autour de la Terre, que les étoiles, en somme, étaient immobiles les unes par rapport aux autres : rien n'est plus faux !

   Les étoiles bougent continuellement. Par exemple, notre Soleil, modeste étoile située en périphérie de la Voie lactée, tourne (avec son cortège de planètes) autour du centre galactique à la vitesse de 217 km/sec.

    Il y a 70 000 ans, une étoile a frôlé notre système solaire en passant dans sa banlieue, à moins de 0,8 année-lumière alors que notre plus proche voisine, alpha (ou Proxima) du Centaure est une naine rouge située à 4,2 années-lumière d'ici.

   C'est en reconstituant la trajectoire de cette étoile, appelée "étoile de Sholz", probablement une naine rouge comme Proxima, que les astronomes ont fait cette étrange découverte. Aujourd'hui, Sholz est située à plus de 20 années-lumière et elle s'éloigne encore de nous mais que serait-il advenu si les distances avaient été un tout petit peu plus courtes ? Nous ne serions pas là pour en parler...

   Les naines rouges, des étoiles de petite taille et peu lumineuses représentent plus de 80% de toutes les étoiles (tandis que notre Soleil est une naine jaune, un peu plus brillante). Pas étonnant dès lors que ce soit l'une d'entre elles qui soit venue nous rendre visite il n'y a pas si longtemps (en termes géologiques) !

Photo : une naine rouge, l'étoile de Barnard, notre 2ème plus proche voisine, comparée au Soleil et à Jupiter (crédits : Wikipédia France)

LE PHÉNOMÈNE LE PLUS VIOLENT DE L'UNIVERS

Il y a 30 ans (le 23 février 1987) explosait une supernova (S-69-202) dans le petit nuage de Magellan, une galaxie naine satellite de notre Voie lactée. À un peu moins de 170 000 années-lumière de nous ce qui n'est pas si loin puisque, d'habitude, ce type d'événement peut être visible depuis les confins de l'Univers, à des milliards d'années-lumière...

   Car une supernova, c'est une explosion si puissante qu'elle peut illuminer tout l'Univers. Par exemple, si S-69-202 avait terminé sa vie dans notre galaxie, elle aurait été visible à l’œil nu depuis la Terre même en plein jour et, la nuit, elle aurait dépassé l'éclat de la pleine lune. Et cela durant plusieurs semaines...

   Les supernovas sont rares au point qu'il n'y en a pas eu dans la Voie lactée depuis plusieurs siècles. Ce phénomène caractérise la fin de vie d'étoiles massives, bien plus grosses que le Soleil : il s'agit le plus souvent de supergéantes bleues très jeunes (quelques dizaines de millions d'années au plus) qui épuisent donc très rapidement leur carburant nucléaire et se transforment en supergéantes rouges instables. À ce stade, le noyau de l'étoile s'effondre sur lui-même en donnant naissance à des étoiles à neutrons (dont certaines deviennent des pulsars), voire, pour les plus massives, à des trous noirs.

   Lorsqu'elle s'effondre sur elle-même, la résultante lumineuse du phénomène est si intense que cette lumière éclipse durant quelque temps celle de toutes les autres étoiles présentes dans la galaxie qui sont pourtant des milliards. Inutile de préciser qu'il ne fait pas bon pour un organisme vivant de se trouver à proximité du cataclysme...

   En attendant d'observer une supernova interne à la Voie lactée (assez distante, on l'espère), les scientifiques surveillent S-69-202 depuis 15 ans ce qui leur permet d'affiner les modèles évolutifs de ces phénomènes exceptionnels qui restent parmi les plus violents de l'Univers.

Pour en savoir plus : https://www.cepheides.fr/article-de-l-astronomie-novas-et-su…

Photo : cidehom.com

UNE PREUVE DE PLUS QUE EINSTEIN AVAIT RAISON

   Dans sa théorie de la relativité générale Einstein explique la structure de l'Univers sous la forme de l'association inséparable de l'espace et du temps. Il explique notamment que plus un objet de l'Univers est massif, plus il "creuse" et courbe l'espace qui l'entoure. Bien entendu, à notre échelle, le phénomène reste indétectable.

   En revanche, lorsqu'on observe de grands ensembles comme les galaxies, la structure de l'espace est modifiée de façon substantielle et, dès 1920, la démonstration en a été faite à l'occasion d'une éclipse solaire. Le phénomène a été appelé lentille (ou mirage) gravitationnelle. : la présence d'un objet massif entre la source (par exemple une étoile lointaine) et un observateur fait que celui-ci verra plusieurs images de l'étoile lointaine en raison des différentes courbures de l'espace.

   Un immense amas de galaxies (baptisé du nom barbare de MACSJ1149.6+2223) est situé entre nous et une lointaine galaxie. Du coup, on peut observer pas moins de trois images différentes de la dite galaxie ! Et, incroyable coup de chance, une supernova (l'explosion très brillante d'une grosse étoile en fin de vie) a été détectée dans la galaxie lointaine : les astronomes s'attendaient donc à en voir trois fois l'image.

   Et c'est bien ce qu'il s'est produit : le télescope spatial Hubble a pris une photo de la supernova apparue en novembre 2014 tandis que celle-ci était déjà visible sur une image en 1995 (sans que l'on ait pris de photo à l'époque) et les astronomes attendent la troisième image de la supernova entre 2017 et 2020 !

   La lumière est bien déviée par la présence d'objets massifs qui déforment l'espace et elle finit par suivre des chemins différents qui n'arrivent pas au même moment à l’œil de l'observateur. Einstein l'avait, il y a déjà bien longtemps, compris avant tout le monde !

Sur cette photographie, on peut voir quatre images du même quasar Q2237+0305 en raison de la galaxie (située entre lui et l'observateur) qui courbe l'espace : cette lentille gravitationnelle est appelée la "croix d'Einstein".

(On rappelle qu'un quasar est une puissante source de lumière, provenant probablement du trou noir central très actif d'une galaxie lointaine)

Crédits image : noao.edu

SE MÉFIER DE TOUT !

observatoire de Parkes (Australie)

   L'observatoire de Parkes en Nouvelle-Galles du Sud (Australie) est très réputé puisqu'il est notamment connu pour avoir suivi les trajectoires de nombreuses sondes spatiales et même pour avoir diffusé le premier les images de Neil Armstrong sur la Lune.

   Il était pourtant confronté depuis 17 ans à une énigme qui a passionné (et énervé) des dizaines d'astronomes : la détection de signaux inconnus, un son aigu suivi d'un son plus grave, attribués tout d'abord à un phénomène extraterrestre cataclysmique et lointain. Les scientifiques ont même été jusqu'à baptiser ces signaux bizarres du sigle de FRB (Fast Radio Burst pour sursauts radio rapides).

   Mais, très étrange, on s'est ensuite rendu compte que les signaux provenaient de plusieurs sources différentes (donc terrestres) et on attribua le phénomène à la foudre... jusqu'à ce qu'on se rende compte que cet étrange phénomène avait plutôt tendance à se produire au moment des repas !

   En réalité, les signaux mystérieux provenaient de la cuisine de l'observatoire et, de façon plus précise, de ses fours à micro-ondes ! La solution - à la façon de la "lettre volée" d'Egar Allan Poe - se trouvait sous les yeux des scientifiques... abusés quand même durant 17 ans !

Image : l'observatoire de Parkes, en Australie
(sources : sites.ostralo.net)

UNE NOVA ... QUI N'EN ÉTAIT PAS UNE !

   En 1670, Anthelme Voituret, un moine chartreux qui observait régulièrement le ciel, repéra une nouvelle étoile. Très rouge, l'astre était situé dans la constellation du petit Renard - Vulpecula en latin - et le moine nomma sa découverte fort logiquement Nova Vulpecula 1670. Or, à sa grande stupéfaction, il la vit disparaître au bout de quelques semaines pour réapparaître au printemps suivant ainsi qu'en 1672. Ensuite, plus rien...

   Au XXème siècle, les scientifiques conclurent qu'il s'agissait d'une nova (à ne pas confondre avec une supernova !), c'est à dire une étoile qui devient très brillante avant, quelques jours plus tard, de revenir à son éclat habituel. Il s'agit presque toujours d'une binaire, c'est à dire un couple d'étoiles (ce qui est très fréquent) associant une naine blanche et une géante rouge. Rappelons qu'une naine blanche est un cadavre d'étoile hyperdense (comme le sera un jour notre Soleil) et une géante rouge une étoile en fin de vie (le Soleil passera également par ce stade). Lorsque la géante rouge grossit, elle se rapproche de sa compagne d'où de gigantesques explosions thermonucléaires expliquant les variations de luminosité.

   Eh bien, on avait tout faux ! Des études récentes effectuées à l'aide d'instruments plus précis ont permis de montrer qu'il s'agissait d'un choc entre deux étoiles "normales". La résultante en a été la destruction des deux astres remplacés temporairement par un objet de fusion rouge extrêmement brillant. C'est un phénomène extrêmement rare puisqu'on estime que, lors de la collision entre deux galaxies, les espaces entre les étoiles sont si grands qu'il n'y a pratiquement aucune chance pour qu'il y ait des heurts entre elles !

Image : vue d'artiste d'une nova
(sources : www.astronomes.com)

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mise à jour : 21 mars 2023