En combinant des observations multi-longueur d'ondes obtenues depuis l'espace avec les satellites Planck et WISE et au sol avec le CFHT, une équipe de chercheurs notamment du CNRS et du CEA est parvenu à sonder la structure de la matière interstellaire avec une finesse inégalée. L'étude a en particulier permis de déterminer les propriétés de la turbulence interstellaire sur une gamme d'échelles spatiales encore jamais atteinte: de 10 pc à 0.01 pc. L’innovation principale de ces travaux est l’utilisation d’un télescope optique (le CFHT) pour étudier la structure de la matière à très grande résolution spatiale, ce que ne permettent pas les observations classiques du milieu interstellaire effectuées dans l'infrarouge. Ces travaux sont publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics.
Une cartographie directe des nuages de poussières - les cirrus - situés à juste quelques centaines de parsec du Soleil a pu être réalisée en détectant la lumière diffusée par les grains interstellaires. Des techniques d'observation profonde et de traitement d’images spécifiques développées dans le cadre du Large Programme MATLAS du CFHT ont révélé cette lumière de très faible brillance. Elle se présente sous forme d'un réseau complexe de filaments de toutes tailles.
Le gain en résolution permet d'atteindre les échelles où s’effectue la dissipation d’énergie de la turbulence interstellaire. Comprendre le processus exact par lequel l’énergie cinétique se dissipe est primordial puisqu’il est au coeur de la formation des structures denses du milieu interstellaire où se forment ensuite les étoiles. Par exemple, des études récentes basées sur des observations infrarouges avec Herschel de nuages moléculaires tendent à montrer qu’il existe des filaments ayant une taille transverse de 0.1 pc, peu importe leur masse. Ce fait observationnel a été attribué à l’échelle de dissipation de la turbulence via la diffusion ambipolaire (la friction entre les ions et les neutres). Les chercheurs ont démontré que l’échelle de dissipation du milieu interstellaire diffus est plus petite que 0.01 pc, ce qui apporte des contraintes fortes sur le mécanisme exact responsable de cette dissipation.
Image optique en vraies couleurs du champ de cirrus obtenue avec la caméra MegaCam du CFHT. Le champ de vue est d'environ un degré carré et Il est centré sur les galaxies NGC 2592 / 2594, visibles au centre de l'image. Cette image, en "vraies couleurs", correspond à une combinaison d'images faites avec les filtres g, r et i de MegaCam et obtenues avec des temps d'intégration individuels de 45 minutes.
L'émission optique des cirrus pollue nombre d'images optiques profondes initialement destinées à cartographier les structures stellaires diffuses qui entourent les galaxies massives. Cette étude démontre que cette composante renferme en fait des informations précieuses sur les processus physiques en jeu dans le milieu interstellaire de notre Voie lactée.
Voir aussi : Une utilisation originale de l'imagerie profonde optique
Le sondage à petite échelle de la structure du milieu interstellaire
(Information complémentaire)
Contacts : Pierre-Alain Duc (CEA)
Publications :
" Probing interstellar turbulence in cirrus with deep optical imaging: no sign of energy dissipation at 0.01 pc scale "
M.-A. Miville-Deschênes, P.-A. Duc, F. Marleau, J.-C. Cuillandre, P. Didelon, S. Gwyn and E. Karabal
publié dans la revue Astronomy and Astrophysics, 2016
Accès à la version électronique
Voir: - Le communiqué du CNRS-INSU
- Le communiqué de l'IAS
Voir également : - Herschel dénoue les filaments interstellaires (avril 2011)
- Bouleversement dans la compre?hension des e?toiles (Avril 2011)
- Le projet MATLAS
Voir : Communication du Service d'Astrophysique
• Structure et évolution de l'Univers Thèmes de recherche du Service d'astrophysique
• Le Département d'Astrophysique (DAp) // UMR AIM
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