Actualités 2008

Les amas globulaires sont des concentrations très importantes d’étoiles liées entre elle par la gravitation. On les observe notamment plus nombreux autour des galaxies elliptiques qu’autour des spirales. Comme les premières se forment à partir de collision des secondes, une équipe du Service d’Astrophysique du CEA-Irfu en collaboration avec l’Observatoire de Lyon a étudié en détail la formation et l’évolution des amas d’étoiles lors de la collision de deux galaxies spirales. Les résultats obtenus à l’aide de puissantes simulations numériques montrent de façon spectaculaire qu’un grand nombre de structures stellaires compactes, des amas globulaires, entourent la galaxie elliptique formée. Ces travaux, publiés dans les Lettres de la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, expliquent ainsi la sur-abondance des amas globulaires observée autour des galaxies elliptiques.

Une équipe internationale d’astrophysiciens, dirigée par Emanuele Daddi du Service d’Astrophysique du CEA-IRFU, vient de découvrir d’énormes réserves de gaz d’hydrogène moléculaire – la matière première des étoiles- au sein de galaxies massives de l’univers lointain. Cette découverte inattendue, réalisée grâce à l’interféromètre IRAM du plateau de Bure*, indique que les galaxies du début de l’Univers forment la majorité de leurs étoiles de façon beaucoup plus continue qu’on ne l’imaginait jusqu’ici. Ce résultat, qui ouvre de toutes nouvelles voies pour comprendre la formation et l’évolution des galaxies, est publié dans la revue Astrophysical Journal du 20 Janvier 2008.

Image crédits: MPIA Heidelberg (Hi_res 1.7Mo / Med_res 0.4Mo)

Le coeur de la nébuleuse du Crabe est continuellement balayé par un vent de particules relativistes émis par son moteur central, le pulsar. En se propageant ces particules laissent comme empreinte un rayonnement gamma, distinct de celui du pulsar,  mais dont la cartographie précise se heurte à la relative myopie des télescopes gamma. Ce défaut de vision vient d’être contourné par une équipe du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-Irfu qui l’a étudié sous une facette particulière, sa polarisation. En analysant les données sous ce filtre, les chercheurs ont montré que le rayonnement gamma de la nébuleuse est fortement polarisé et remarquablement aligné selon l’axe de rotation du pulsar. Un tel niveau d’organisation n’est possible que dans les régions proches du pulsar, là où jets de particules et anneaux de matière sont présents. Cette mesure de polarisation a nécessité plus d’un million de secondes d’observation au télescope INTEGRAL/IBIS utilisé ici dans un mode inédit. Ces résultats comme ceux obtenus récemment par l’instrument SPI ouvrent une nouvelle piste pour étudier la géométrie et les mécanismes d’accélérations de particules en jeu autour des pulsars et des trous noirs. Ils font l’objet d’une publication dans la revue The Astrophysical Journal Letters du 20 novembre 2008.

Les étoiles à neutrons sont les objets les plus magnétiques de l'Univers. Certaines, appelées « magnétars » ont un champ magnétique record de plus de 10¹¹ Tesla (T), soit un million de milliards de fois celui du Soleil calme. C'est autour de ces magnétars que vient d'être découvert un nuage très dense d'électrons. Ces résultats, annoncés par une équipe internationale à laquelle participe Diego Götz  du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-Irfu, résulte d’une analyse très fine de l’émission en rayons X observée par les satellites de l'Agence spatiale européenne (ESA) XMM-Newton et INTEGRAL. L’énorme batterie que constitue l’étoile à neutrons très fortement magnétisée gave en électrons sa magnétosphère, d’une manière beaucoup plus efficace que dans le cas des autres étoiles à neutrons. Ces phénomènes physiques, totalement inaccessibles en laboratoire au regard de la puissance des champs magnétiques en jeu permettent de mieux comprendre le comportement de la matière dans des états extrêmes.  Ces travaux sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal et font l’objet d’un communiqué de presse de l’ESA.

Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel, est suspectée d’un possible changement de couleur qui a conduit certains scientifiques à soupçonner l’existence d’un petit compagnon encore non détecté.
En utilisant un masque spécifique et la technique moderne de l’optique adaptative qui permet de supprimer presque totalement la déformation des images due à l’atmosphère, Jean-Marc Bonnet-Bidaud et Eric Pantin du Service d’Astrophysique de l’Irfu-CEA, viennent d’obtenir les premières images infrarouges profondes autour de Sirius. C’est dans ce domaine infrarouge que peuvent être détectées le plus facilement les petites étoiles et même les planètes.
Les images obtenues, malgré leur haute resolution spatiale (0,2 secondes d’arc) et leur très bon contraste, n’ont pas révélé d’autres petites étoiles en orbite autour de Sirius, en dehors de son compagnon déjà connu, la naine blanche Sirius-B. La masse limite pour être visible sur l’image est celle d’une planète massive et les observations démontrent donc l’absence de grosses planètes autour de Sirius.
Ces images ont fourni aussi pour la première fois une mesure précise des caractéristiques infrarouge de la naine blanche Sirius-B, révélant une surprise. Un léger excès de lumière infrarouge est observé autour de la naine blanche qui semble indiquer la présence de matière circumstellaire. Des observations supplémentaires sont nécessaires pour confirmer cet excès infrarouge mais il pourrait être dû à l’existence de débris de planètes autour de Sirius-B, déjà observé autour d’autres naines blanches.
Ces résultats sont publiés dans le numéro d'octobre de la revue Astronomy and Astrophysics

Images

Interview de J.M. Bonnet-Bidaud avec Ciel&Espace Radio

Video-Animation (fichier MOV 4.3 Mo)

Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel est suspectée d’un possible changement de couleur qui a conduit certains scientifiques à soupçonner l’existence d’un petit compagnon encore non détecté.
En utilisant un masque spécifique et la technique moderne de l’optique adaptative qui permet de supprimer presque totalement la déformation des images due à l’atmosphère, Jean-Marc Bonnet-Bidaud et Eric Pantin du Service d’Astrophysique de l’Irfu-CEA, viennent d’obtenir les premières images infrarouges profondes autour de Sirius. C’est dans ce domaine infrarouge que peuvent être détectées le plus facilement les petites étoiles et même les planètes.
Malgré leur haute résolution spatiale (0,2 secondes d’arc) et leur très bon contraste, les images obtenues n’ont pas révélé d’autres petites corps en orbite autour de Sirius, en dehors de son compagnon déjà connu, la naine blanche Sirius-B., démontrant ainsi l’absence de grosses planètes autour de Sirius.
Ces images ont fourni aussi pour la première fois une mesure infrarouge précise de la naine blanche Sirius-B, révélant une surprise. Un léger excès de lumière infrarouge est observé autour de la naine blanche qui pourrait indiquer la présence de matière circumstellaire. Des observations supplémentaires sont nécessaires pour confirmer cet excès infrarouge mais il pourrait être dû à l’existence de débris de planètes autour de Sirius-B, déjà observé autour d’autres naines blanches.
Ces résultats sont publiés dans le numéro d'octobre de la revue Astronomy and Astrophysics

Des observations conjointes en ondes radio et rayons X ont permis d’évaluer précisément l’énergie émise par des particules produites après une explosion d’étoile survenue vers le centre de notre Galaxie, il y a environ 1100 ans. Anne Decourchelle du Service d’Astrophysique du CEA-Irfu et ses collaboratrices, Gloria Dubner et Elsa Giacani de l’Institut d’Astronomie de Buenos Aires, ont obtenu une carte radio à haute résolution d'un vent de particules produit après l’explosion. En combinant ces résultats avec des données obtenues en rayons X grâce au satellite européen XMM-Newton, l’ensemble de l’énergie a pu être évalué. Cette énergie est transportée par des électrons injectés dans l’espace depuis au moins 1100 ans, datant ainsi l’explosion. Les images révèlent aussi des jets, tores et filaments, formes complexes produites par l’interaction de ces électrons avec la bulle de gaz résultat de l'explosion.
Ces résultats font la une de la revue Astronomy and Astrophysics de septembre 2008.

Une image panoramique de la Galaxie obtenue par l’observatoire à rayons gamma GLAST en quatre jours avec une précision meilleure que celle patiemment reconstituée à partir d’années de données par son prédécesseur le satellite EGRET, tel est le résultat majeur annoncé le 26 août 2008 au cours d’une conférence de presse tenue à la NASA. Cette annonce officielle marque la fin de la période de vérifications et d’étalonnage des instruments à bord de ce satellite lancé le 11 juin 2008, il y a moins de trois mois. Elle atteste du parfait fonctionnement des instruments de cette mission internationale à laquelle participe le Service d'Astrophysique du CEA-Irfu. Pulsars, lointaines galaxies actives, sursauts gamma comptent déjà parmi les sources détectées, laissant présager d'une moisson impressionnante de découvertes dans les prochains mois. Comme il est d’usage, cet observatoire du rayonnement gamma a été rebaptisé et porte dorénavant le nom de Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST) en l'honneur du physicien Enrico Fermi (1901-1954), prix Nobel de physique en 1938.

A l'occasion de cette "première lumière", un ensemble de documents (illustrations, animations) est disponible sur le site Glast de la NASA.
Fichier audio (en anglais) de la téléconférence "Première lumière de GLAST" (mp3, 7 Mo, source:NASA).

Le satellite à rayons gamma GLAST (pour Gamma-ray Large Area Space Telescope) a été lancé avec succès le 11 juin depuis la base de Cape Canaveral en Floride. Fruit d’une collaboration internationale [1] sous maitrise d’œuvre de l’Agence spatiale américaine (NASA), cet observatoire spatial va scanner la voûte céleste durant plusieurs années en captant des photons un million à un milliard de fois plus énergétiques que la lumière visible, un domaine encore peu exploré.
Cette lumière extrême permet d'observer des sources célestes aussi diverses que les trous noirs, les étoiles à neutrons, les vestiges de supernova, les explosions d'hypernova et de rechercher les traces de particules exotiques au sein de la Voie lactée.
Parmi les différents laboratoires français [1] impliqués dans cette aventure, le Service d’Astrophysique du CEA-Irfu joue un rôle central dans la  détection et l'identification des sources et dans la construction du catalogue des astres et de leurs propriétés, une tâche majeure en raison des milliers de nouveaux objets qui seront découverts par GLAST.

        Voir le lancement (site de la NASA)

"Les explosions cosmiques "

Ecouter l'interview de Jacques PAUL (SAp)

Le satellite INTEGRAL a permis la découverte de sources de rayons X très particulières de la Galaxie, constituées d'une étoile compacte orbitant autour d'une étoile supergéante entourée de gaz et de poussières. Une quinzaine de ces sources, dites "enfouies" car fortement absorbées par la poussière, a été localisée. Grâce à des observations notamment dans l’infrarouge moyen de certaines de ces sources, une équipe menée par des chercheurs du Service d'Astrophysique du CEA-Irfu et laboratoire AIM (CNRS, Université Paris Diderot, CEA) vient de montrer que leur comportement était en grande partie déterminé par l’orbite décrite par l’astre compact. Cette orbite pourrait en particulier expliquer pourquoi certaines de ces sources ne sont pas persistentes mais seulement transitoires. Ces travaux sont publiés dans la revue "Astronomy and Astrophysics".

Une surprenante asymétrie dans la répartition d’antimatière au cœur de la Voie lactée vient d’être découverte. En cumulant l’ensemble des données recueillies depuis cinq ans par le spectrographe SPI, une équipe européenne incluant des chercheurs du Service d'Astrophysique du CEA-IRFU a mis en évidence une émission de photons gamma à une énergie très précise, signature de la présence d’antimatière, dont la morphologie est très proche de la répartition dans le ciel d’un certain type de sources X binaires. Longtemps suspectée pour être une fabrique efficace de positons, cette classe d’objets expliquerait l’origine de l’antimatière dans les régions internes du disque de la Galaxie. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature datée du 10 janvier 2008.

Ecouter l'interview de Bertrand CORDIER (SAp) : cliquer ICI