DE L'ASTRONOMIE : ciel lointain (10)

Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog

COPIE CONFORME

      Il nous est évidemment difficile de nous faire une idée de notre galaxie, la Voie lactée, puisque nous en sommes partie intégrante. Toutefois, il est possible de savoir quelle est son apparence vue de loin en observant une de ses sœurs (presque) jumelles comme, par exemple, la galaxie NGC 891.

     Située à environ 30 millions d'années-lumière de nous, dans la constellation d'Andromède (ne pas confondre avec notre voisine, la galaxie du même nom), NGC 891 s'étend sur près de 100 000 années-lumière. Son disque galactique est plat et mince tandis que, au centre, son bulbe est parcouru par de grosses trainées de poussière qui donnent l'impression de la couper en deux parties symétriques. La vue de la galaxie par la tranche permet de mettre également en évidence que, au dessus et en dessous du disque, les trainées de poussière s'éloignent d'elle sur des centaines d'années-lumière, un phénomène très certainement la conséquence d'explosions de supernovas.

      Si un astronome se trouve actuellement sur une planète gravitant autour d'une des étoiles de NGC 891, il aura de notre galaxie une vue assez semblable à celle que nous avons ci-après de la sienne (photo).

Image Crédit : Alessandro Falesiedi

ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

LA CROIX D'EINSTEIN

      Dans sa théorie de la relativité générale décrivant la structure de l'univers, Einstein expliquait que l'espace est courbe et que la présence d'un corps massif comme une étoile le courbe plus encore. Incrédules, bien des scientifiques de l'époque attendirent une confirmation visible par tous du phénomène.

    Celle-ci eut lieu lors de l’éclipse de soleil totale du 29 mai 1919 lorsque l'astrophysicien anglais Eddington photographia la position d'une étoile dont on démontra que la lumière était déviée par la masse du soleil : on parle alors de mirage gravitationnel. La preuve était faite que l'espace est bien courbe (mais, bien sûr, pas à notre niveau de perception trop restreint).

     La photo ci-dessus concerne un mirage gravitationnel fameux appelé "la croix d'Einstein". On y voit une galaxie (la tache floue au centre) et quatre points lumineux en forme de trèfle à quatre feuilles. Il s'agit en réalité d'une même source lumineuse (un quasar en arrière-plan) dont, au passage de la masse énorme que représente la galaxie, la lumière est déviée au point qu'elle prend quatre chemins différents et donne donc quatre images différentes... qui peuvent même être perçues décalées dans le temps par un observateur terrestre. Il faut s’en convaincre, dans l'univers, la plus courte distance entre deux points n'est pas la ligne droite !

Image Crédit : J. Rhoads (Arizona State U.) et al., WIYN, AURA, NOAO, NSF (NASA / GSFC & Michigan Tech. U.)

LA ROSE DE CAROLINE

       Lorsqu'on porte son regard en direction de Cassiopée (dont on rappelle qu'elle est l'une des 88 constellations du ciel, visible dans l'hémisphère nord, à l'opposé de la Grande Ourse par rapport à la Petite Ourse), on peut apercevoir une tache d'une taille voisine de la pleine lune : c'est l'amas ouvert NGC 7789.

    Un amas ouvert est un ensemble de quelques centaines à quelques milliers d’étoiles toutes nées en même temps : un destin commun en quelque sorte… sauf que les étoiles n’ont évidemment pas les mêmes durées de vie.

      NGC 7789 est également appelé la « rose de Caroline » en l’honneur de la sœur de l’astronome Herschel, Caroline Lucretia, elle-même astronome, qui le découvrit en 1783. L’amas, vieux de 1,6 milliard d’années et situé à 6000 années-lumière de la Terre, est composé d’environ un millier d’étoiles, toutes nées ensemble donc. Les plus massives ont déjà épuisé leurs réserves d’hydrogène et sont devenues des géantes rouges tandis que les plus modestes, les naines jaunes de la taille de notre Soleil, et a fortiori, les plus petites comme les naines rouges, sont encore dans la force de l’âge, bien sagement alignées sur la séquence principale de leur diagramme de vie (diagramme de Hertzsprung-Russel). Ce sont les géantes qui, par leur rougeur due à leur faible chaleur (relative), donnent à l’ensemble une couleur orangé-jaunâtre. La taille de la rose de Caroline est de plus de 50 années-lumière (et elle est donc vue de la Terre comme une pleine lune).

Image : Rose de Caroline (crédit & copyright: Guillaume Seigneuret)

ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

GALAXIES POUPONNIÈRES

     Les galaxies "pouponnières" (galaxies à sursaut de formation d'étoiles en langage scientifique et starburst galaxies en anglais) sont des ensembles où la naissance d'étoiles est bien plus élevée que dans les autres galaxies comme notre Voie lactée. Deux mécanismes expliquent leur existence : la proximité de deux galaxies et, plus encore, la collision de deux d'entre elles.

       En pareil cas, l'explosion des naissances d'étoiles est prodigieuse et on pense même que la résultante d'un tel choc est susceptible d'épuiser ses réserves de gaz (à partir desquelles elle "fabrique" ses étoiles) en bien moins de temps que ne durera son existence... Les étoiles ainsi créées sont souvent des géantes bleues qui terminent leurs vies en supernovas dont les rémanents "ensemencent" tout leur environnement. Il y a peu de galaxies pouponnières dans notre entourage proche et on espère mieux connaître les plus éloignées avec nos futurs instruments optiques tant au sol que dans l'espace.

      La galaxie des Antennes est un parfait exemple de galaxie pouponnière. Située dans la constellation du Corbeau, une petite constellation de l'hémisphère sud, elle est formée par la fusion de deux galaxies (NGC 4038 en bas sur l'image et NGC 4039 en haut). La durée du phénomène est très longue et peut-être résumée ainsi : il y a 1,2 milliard d'années, les galaxies étaient indépendantes ; elles se sont rapprochées il y a 900 millions d'années et ont débuté leur pénétration il y a 600 millions d'années; il y a 300 millions d'années, de la matière a commencé à être éjectée (les fameuses "antennes") et leurs noyaux fusionneront définitivement dans 400 millions d'années. Pour le moment, dans bien des endroits de ce magnifique objet, la dominante est clairement bleue, traduisant donc la formation de nouvelles étoiles.

Image : la galaxie des Antennes (sources : Wikipedia France)

LA GALAXIE DU TRIANGLE M33

     Le groupe local de galaxies auquel appartient la nôtre, c’est l’ensemble des galaxies liées par les forces gravitationnelles qui les font se rapprocher les unes des autres tandis que les milliards d’autres, plus éloignées, s’écartent de nous. Ces galaxies « locales » sont au nombre d’environ une cinquantaine et on pense immédiatement à la grande galaxie d’Andromède (qui nous rejoindra dans 3 à 4 milliards d’années).

       La troisième galaxie en taille (50 000 années-lumière) de ce groupe local est la galaxie du Triangle (également appelée galaxie de la Roue de Feu) et elle fut identifiée en 1764 par Messier qui en fit le 33ème objet de son fameux catalogue. Il s’agit d’une superbe galaxie spirale qui nous fait face dans la petite constellation boréale du même nom. Elle est éloignée de nous d’environ trois millions d’années-lumière et on pense qu’elle est en réalité une galaxie satellite d’Andromède.

      Ce qui est certain, c’est que la vue à partir d’Andromède ou de la galaxie du Triangle doit être magnifique par la contemplation concomitante de ces deux spirales galactiques. Sur l’image ci-dessus on peut observer les amas bleutés des nouvelles étoiles du Triangle qui délimitent les bras spiraux entourant le cœur de la galaxie. Comme pour la galaxie d’Andromède, en véritables balises de l’espace, les étoiles céphéides de la galaxie du Triangle ont permis de définir les distances dans l’univers qui nous entoure.

Image Crédit : photonsdenuit.fr

L’ANNEAU DE FOMALHAUT

      Située à 25 années-lumière de nous (ce qui la rend visible à l’œil nu), Fomalhaut est une étoile blanche, jeune (100 à 300 millions d’années pour une vie totale estimée à 1 milliard d’années), deux fois plus massive que le Soleil et 16 fois plus lumineuse que lui. Elle est l’étoile principale d’un système triple.

     Grâce au télescope spatial Hubble, en 2008, on a découvert autour de cette étoile au moins une planète appelée Dagon. De la taille de Jupiter, elle fait le tour de son étoile en environ 900 ans. En fait, on en soupçonnait l’existence depuis plusieurs années par l’influence qu’elle exerce sur plusieurs disques internes de poussière et de débris.

      Plus étrange, Fomalhaut possède un anneau externe comme on peut le voir sur le cliché ci-après obtenu par le réseau Alma. Cet anneau, composé de glace et de débris rocheux, présente la particularité d’avoir un bord interne parfaitement net et lisse : l’endroit est probablement le siège de multiples et violentes collisions entre des embryons de planètes, des comètes, des débris divers plus ou moins organisés, etc. Le bord parfaitement délimité de l’anneau est la résultante du nettoyage exercé par l’action gravitationnelle de planètes non encore mises en évidence.

     Si ces données sont confirmées, cela voudrait dire que des planètes situées vers l’intérieur de cet anneau seraient les cibles d’un intense bombardement d’astéroïdes et de comètes comme la Terre en fut la victime il y a quatre milliards d’années. C’était presque au début de son existence et l’événement fut baptisé le « grand bombardement tardif » (tardif car survenant 400 000 ans après la formation de notre planète, une date assez surprenante mais avérée notamment par les échantillons rapportés lors des différentes missions lunaires).

Image : l’étoile Fomalhaut et son anneau de glace

Sources : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. MacGregor; NASA/ESA Hubble, P. Kalas; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

INTERACTIONS GALACTIQUES

     Dans la constellation de la Vierge, à plus de 90 millions d’années-lumière de nous, se joue un étrange ballet : trois galaxies s’attirent mutuellement au point d’en perdre leurs formes initiales bien que les distances qui les séparent soient difficilement concevables par le cerveau humain.

      Lointaines, ces galaxies n’ont pas de noms propres mais sont classées selon le catalogue astronomique NGC en numéros 5566, 5569 et 5560. Sur la photo, la galaxie centrale 5566 est gigantesque puisque d’un diamètre de 150 000 années-lumière, le double de celui de la Voie lactée. Juste au dessus d’elle, on trouve 5569, bien plus petite et surtout bleutée (alors que 5566 est plutôt à dominante jaune). Enfin, plus proche du centre de la photo, on aperçoit la troisième galaxie, 5560, qui est distordue, comme courbée par la proximité de sa grande voisine, 5566.

     En haut et à droite sur la photo, on distingue deux étoiles qui appartiennent à notre propre galaxie : l’une est bleue (la plus chaude) tandis que l’autre est plutôt à dominante jaune, donc plus froide (tout est relatif). Leurs couleurs sont curieusement en accord avec celles de nos trois lointaines galaxies et ceci nous rappelle une constante fondamentale en astronomie : ici ou à l’autre bout de l’univers, les lois de la physique sont identiques. Et c’est tant mieux, sinon, le cosmos resterait pour nous à jamais un mystère.

Image : trois galaxies lointaines (sources : CHART32 Team, Traitement - Johannes Schedler)

ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

M83, LA GALAXIE AUX MILLE PIERRES PRÉCIEUSES

     La photo ci-dessus est celle du quatre-vingt troisième objet du catalogue de Messier, à savoir la galaxie de la Roue de Feu Australe (M83 / Southern Pinwheel Galaxy). Découverte en 1752 par l'abbé français Nicolas-Louis de la Caille de passage en Afrique du sud, c'est l'une des galaxies les plus proches de nous (en dehors, bien sûr, de celles de notre groupe local comme Andromède) puisqu'elle est située à 12 millions d’années-lumière en regard de la constellation de l'Hydre (qui, je le rappelle, est, comme toutes les constellations, une construction purement imaginaire appartenant à notre propre galaxie).

     M83 mesure environ 40 000 années-lumière, soit la moitié de notre Voie lactée mais elle étincelle de tous ses feux. Ses bras spiraux regorgent d'étoiles bleutées nouvellement formées en autant de saphirs éparpillés tandis que les ensembles de poussière rouge de formation stellaire qu'on y aperçoit également brillent comme mille rubis...

    En photographie X, on se rend compte que le centre de la galaxie regorge de trous noirs et d'étoiles à neutrons, signe d'intenses formations d'étoiles. C'est une des raisons pour laquelle M83 est restée durant plusieurs années la galaxie la plus riche en explosions de supernovas.

    Sur l’image, on peut également apercevoir à gauche de M83 des galaxies bien plus lointaines. En revanche, les étoiles au premier plan appartienne évidemment à notre propre galaxie.

Image : M83, la galaxie de la Roue de Feu Australe

Crédits : Color Composite: Davide De Martin (Skyfactory)

(European Southern Observatory Science Archive)

UNE ROSE DANS LE CIEL

     Vues de la Terre les deux galaxies qui composent Arp 273 (selon le classement de l’« Atlas Of Peculiar Galaxies » de 1966) forment ce qui ressemble à l’image d’une rose (voir la photo ci-dessus). Décrire un objet astronomique selon une forme typiquement terrestre, cela existe depuis longtemps : c’est ainsi qu’on a imaginé tout un bestiaire céleste pour réunir entre elles des étoiles totalement étrangères les unes aux autres (les constellations) ou attribué des noms parfois étranges à des nuages de gaz et de matière (les nébuleuses). Cela est plus rare pour les galaxies.

     C’est le télescope spatial Hubble qui s’est récemment intéressé à Arp 273, en fait un couple de galaxies spirales en interaction directe car seulement séparées par 100 000 années-lumière : quelques centaines de millions d’années plus tôt, la petite galaxie (UGC 1813) a commencé à traverser la partie la plus extérieure de la grande (UGC 1810) et, de ce fait, les forces gravitationnelles ont étiré les bras de la grande galaxie pour donner cette apparence de fleur, le tout dans un jaillissement de nouvelles étoiles chaudes et bleues.

     L’ensemble est situé à environ 300 millions d’années-lumière de nous, en regard de la constellation d’Andromède.

Nota : UGC correspond à l'Uppsala Geral Catalog, à ne pas confondre avec NGC, initiales du New General Catalog

Image : Arp 273 par le télescope spatial Hubble (NASA Hubble material, 17 décembre 2010)

Dernier sommaire général du blog : cliquer ICI

l'actualité du blog se trouve sur FACEBOOK

mise à jour : 24 mars 2023