Actualités 2015

Dans un article de revue pour "Reports on Progress in Physics", Martin Kilbinger du Service d’Astrophysique/laboratoire AIM du CEA-Irfu présente un bilan complet des résultats obtenus à partir des observations des cisaillements cosmiques dans les 15 dernières années. L'effet de cisaillement cosmique, qui a été mesuré pour la première fois en 2000, se manifeste par des déformations des images des galaxies sous l'effet de la gravitation des amas de matière. Il permet notamment de cartographier la matière noire mais également de déterminer comment l'énergie sombre affecte la toile cosmique. L'article met en évidence les défis les plus importants pour transformer le cisaillement cosmique en un outil précis pour la cosmologie. Jusqu'à présent, la matière noire a été cartographiée pour seulement une minuscule fraction du ciel. Des observations à venir, comme celles de la future mission spatiale Euclid, couvriront la plupart des régions accessibles sur le ciel. La revue presente les progrès potentiels attendus de ces futures missions pour notre compréhension du cosmos.

Visionner l'exposé de Martin Kilbinger

Le premier vol ballon du projet du CNES PILOT, un télescope dédié à la mesure de la polarisation du rayonnement submillimétrique émis par les poussières de la Galaxie, s'est déroulé avec succès depuis la base canadienne de Timmins. Embarquée sous un ballon stratosphérique de 800 000 m3, la charge utile de plus d'une tonne comprenant nacelle, télescope et instrument incluant le plan focal composé de matrices de bolomètres fournies par le CEA et héritées du projet Herschel, a décollé le dimanche 20 septembre 2015 à 21h00 avant d'atteindre son plafond 3 heures plus tard à une altitude de 40 km. Les mesures, rendues possibles à cette altitude car affranchies en grande partie de la barrière atmosphérique, ont pu alors commencé. Au cours des 24 heures de vol, plusieurs pointages du télescope ont permis de cartographier et de mesurer la polarisation de la lumière submillimétrique d'une grande partie de la Voie lactée. Ces données seront prochainement enrichies par des campagnes d'observations complémentaires. Hormis l'étude de l'émission polarisée de la poussière  et des implications sur la nature du champ magnétique de la Galaxie, les données obtenues par le projet PILOT permettront de mieux soustraire cette composante agissant comme un avant-plan sur les mesures du fond diffus cosmologique.

PILOT (Polarized Instrument for Long-wavelength Observations of the Tenuous interstellar matter) est un projet développé par le CNES en collaboration avec des laboratoires du CNRS (l’IRAP et l’IAS), de l'Université Toulouse 3 Paul Sabatier, de l'Université Paris Sud 11 et du CEA, avec des contributions de l’Université La Sapienza de Rome et de l’Université de Cardiff, sous la direction scientifique de Jean-Philippe Bernard de l’IRAP.

Voir : Le communiqué de presse du CNES

Crédit photo:   CNES/E. Grimault

Une fois de plus, H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) a démontré ses excellentes performances dans l'exploration de l'Univers non-thermique à très haute énergie. Dans le Grand Nuage de Magellan, ce réseau de télescopes a découvert trois sources d'origine stellaire, de nature différente, et parmi les plus lumineuses connues à ce jour dans ce domaine : une nébuleuse de pulsar et un vestige de supernova, tous deux très brillants aux autres longueurs d'onde, ainsi qu'une coquille large de 270 années-lumière qui aurait été formée par les vents d'étoiles massives et les explosions en supernova associées. Communément appelée "superbulle", cette dernière représente un nouveau type de sources émettrices dans ce domaine gamma de très haute énergie. Pour la première fois, des sources gamma de type stellaire sont ainsi détectées dans une galaxie autre que la Voie Lactée.

Une équipe de chercheurs du CEA (Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM et CEA-DAM) et du laboratoire Univers et Théories (LUTH) de l’Observatoire de Paris vient de publier une étude complète d’un phénomène énigmatique d’oscillations quasi-périodiques à la surface d’étoiles naines blanches fortement magnétiques, encore appelées « Polars ». Ces étoiles très denses sont en orbite autour d’un compagnon et capturent sa matière qui tombe en chute libre vers les pôles de la naine blanche. Fortement chauffé jusqu’à des millions de degrés, ce gaz chaud ou plasma émet alors principalement des rayons X.  Grâce à des simulations numériques du comportement du plasma, les chercheurs ont pu reconstituer l’existence de fortes instabilités conduisant à des oscillations rapides de la luminosité en seulement quelques secondes. Pourtant, en utilisant la base de données du satellite XMM-Newton, ces oscillations ont été recherchées sans succès dans l’émission de rayons X de plus de 20 Polars.

Cette contradiction conduit aujourd’hui les chercheurs  à proposer d’étudier le phénomène en laboratoire. En effet, des conditions physiques analogues peuvent être actuellement reproduites grâce aux lasers de grande puissance comme le LMJ (Laser Mégajoule) [1]. La maitrise des instabilités de plasma est un élément clé pour la fusion nucléaire par confinement magnétique (expérience ITER) ou inertiel (laser Mégajoule) et les instabilités de naines blanches pourraient contribuer à une meilleure compréhension de ce  phénomène général. Ces résultats font l’objet de deux articles publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics de juillet 2015.

voir la vidéo de la simulation numérique

Une nouvelle carte des amas de galaxies en trois dimensions vient d'être publiée par une équipe de chercheurs dirigée par Marguerite Pierre du Service d'Astrophysique-AIM du CEA-Irfu grâce à un sondage de deux régions du ciel, chacune couvrant chacune environ 25 degrés carrés, soit environ 100 fois la surface de la pleine Lune. Ce sondage, baptisé XXL, a été réalisé de 2011 à 2013 à l'issue de 543 observations en rayons X du satellite  XMM-Newton, nécessitant plus de 6 millions de secondes d'exposition. Le sondage XXL a permis de localiser et d'identifier 450 amas de galaxies ainsi que 22 000 galaxies actives. Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers, pouvant atteindre des masses de plus de cent mille milliards de fois la masse du Soleil. Leur nombre et répartition ont pu être reconstitués jusqu'à des distances d'environ 7 milliards d'années-lumière où l'Univers n'a que la moitié de son âge actuel. Le sondage XXL a révélé une densité d'amas sensiblement moins élevée que celle prévue par les modèles cosmologiques et une quantité de gaz dans ces amas également plus faible qu'attendue. Il a aussi permis la découverte de 5 nouveaux super-amas ou amas d'amas de galaxies. Ces résultats préliminaires font l'objet d'une première série de 13 articles, publiés dans un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics (sous presse).

Une collaboration entre des chercheurs provenant de différentes disciplines (sciences planétaires, géophysique, et géographie) a permis de lever le voile sur les mécanismes de formation des dunes linéaires du désert du Ténéré au Niger, en plein cœur du Sahara. En observant sur plus d'un demi-siècle l’allongement de ces dunes – de quelques dizaines de mètres par an suivant une direction très précise –, cette étude démontre que l’évolution de la forme des dunes permet d'apporter de nouvelles indications climatiques dans des zones soumises à des régimes de vent complexes. Ce type de régimes venteux, observés sur Terre, se rencontrent également sur Mars et Titan, le plus grand satellite de Saturne. Ces travaux, publiés dans la revue américaine Geology, confirment une étude précédente menée par la même équipe sur les dunes de Titan.