Magnifique portrait de la nébuleuse NGC 602 dans le Petit Nuage de Magellan

Quand les grands télescopes spatiaux conjuguent leurs talents pour percer les secrets d’une nébuleuse dans le Petit Nuage de Magelllan.

Merveilleux et séduisant mariage/alliage des sensibilités de trois télescopes spatiaux différents. Surnommée “l’Aile” par les astronomes, cette nébuleuse se déploie à l’intérieur du Petit Nuage de Magellan (Small Magellanic Cloud, SMC), une galaxie naine voisine distante de quelques 200 000 années-lumière de la Voie Lactée. Evoquant aussi une coquille, NGC 602 abrite en son sein trois grappes d’étoiles très chaudes âgées de seulement quelques millions d’années. Trois fratries étincelantes dont l’une d’elles, NGC 602a rappelle de par sa taille, sa masse et son âge, la formation installée au creux de la nébuleuse d’Orion, nommée le “Trapèze” et qui nous est plus familière (beaucoup plus proche de nous).

Nouvelle piste pour l’origine des rayons cosmiques

Rémanent de la supernova SN 1006 révélés dans les longueurs d’onde radio (en rouge), x (en bleu) et visible (en jaune) – Cliquez pour agrandir (4 Mb)

L’onde de choc des rémanents de supernova déferlant dans le milieu interstellaire pourrait être à l’origine des rayons cosmiques.

Nombreux furent probablement les témoins oculaires de l’explosion d’une étoile en l’an 1006. Des chroniques chinoises, arabes, perses et même européennes relatent l’événement qui fut vraisemblablement d’une rare intensité : du jamais vu certainement depuis l’Antiquité. Ainsi, aurait-elle brillé durant plus d’une année, autant que la Lune, à en faire pâlir l’éclatante Vénus (60 fois sa luminosité selon certains !). Excepté notre Soleil, la supernova fut la seule étoile capable de projeter des ombres sur le sol durant la nuit et d’être visible en plein jour !
Distante de 7 200 années-lumière de la Terre, nos ancêtres de cette époque virent donc l’évènement avec 7 200 ans de retard … au sein de la constellation australe actuelle du Loup (Lupus), située sous la Balance, entre le Scorpion et le Centaure. Il fallait habiter aux basses latitudes dans l’hémisphère nord pour découvrir sa stupéfiante luminosité.

L’objet W49B abriterait le trou noir le plus récemment formé de la galaxie

La supernova qui a formé le rémanent de supernova W49B aurait créé il y environ 1 000 ans le trou noir le plus récent de la Voie Lactée.

Ce beau flocon de gaz maquillé de rose, bleu, jaune et vert est le nuage résiduel d’une étoile massive qui a violemment exposée il y a vraisemblablement de cela 1 000 ans ! Un rémanent de supernova plutôt difforme, observé dans la direction de la constellation de l’Aigle (Aquila) à une distance de 26 000 années-lumière.

Sur l’image composite ci-dessus se mêlent les données capturées dans le rayonnement x (en bleu et vert) par le télescope spatial Chandra, celles obtenues dans les longueurs d’onde infrarouge (filaments apparaissant en jaune) par l’Observatoire du Mont Palomar et radio (chrysalide aux teintes roses) révélées par le VLA (Very Large Array).

Le « Grand Attracteur » photographié en partie par Hubble

Une partie de l’amas de la Règle connu aussi sous le nom de “Grand Attracteur” photographié dans le visible par Hubble.

Capturée dans le visible par le télescope spatial Hubble, cette image couvre un large champ en direction des constellations de la Règle (Norma) et du Triangle austral (Triangulum Australe), ouvre une fenêtre à travers la dense forêt d’étoiles de la Voie Lactée où apparait dans le paysage lointain une partie de l’amas de galaxies Abell 3627. Distant d’environ 220 millions d’années-lumière, il est le grand groupe de galaxies massives le plus proche de nous et de notre petit amas local qui compte une trentaine de galaxies dominées notamment par Andromède (galaxie d’) alias M31 et notre Voie Lactée.

Beauté fulgurante de l’essaim d’étoiles Cygnus OB2

Image composite de Cygnus OB2

Sublime paysage cosmique autour de l’essaim d’étoiles Cygnus OB2, le plus proche des amas ouvert massifs.

Magnifique image composite capturée dans plusieurs longueurs d’onde par les télescopes spatiaux Chandra (rayonnement x), Spitzer (rayonnement infrarouge) et le télescope terrestre Isaac Newton (visible). On peut admirer au milieu des lambeaux de nuages moléculaires, déchirés, creusés et érodés, l’influence de l’amas d’étoiles stellaire Cygnus OB2. Situé à environ 5 000 années-lumière de nous (en direction de la constellation du Cygne), il est peuplé en grande majorité d’étoiles des familles spectrales (type spectral) O et B, massives et très chaudes ! Sur les 1 700 sources détectées dans le rayonnement x par le satellite Chandra, environ 1 500 appartiennent aux étoiles de l’essaim : 60 ont été identifiées pour la catégorie O et 1 000 pour la catégorie B. Les chercheurs souhaitent comprendre la formation et l’évolution de ces attroupements d’étoiles particulièrement massifs. Celui-ci est impressionnant, il équivaut à 30 000 fois la masse du Soleil ! Peuplé d’étoiles très jeunes, âgées de 1 et 7 millions d’années, certaines ont déjà brulées toutes leurs réserves d’hydrogène et explosées en supernova ! Ce qui n’est pas sans conséquence sur l’environnement et la nébuleuse qui les a vu naitre. Le sondage réalisé dans l’infrarouge avec le télescope Spitzer montre que peu d’étoiles de l’amas sont ceintes de disques de poussières.

Souffles chauds de nébuleuses planétaires révélés par Chandra

Portraits de nébuleuses planétaires dans le visible et le rayonnement x (cliquez pour agrandir)

Le télescope spatial Chandra a sondé plusieurs nébuleuses planétaires dans le rayonnement x. Ces portraits particulièrement “cosmétiques” mettent en évidence les violentes ondes de choc émanant du coeur de ces étoiles en déshérence.

Ce ne sont pas des méduses photographiées dans les abysses mais quatre superbes portraits de nébuleuses planétaires — dont la célèbre “Oeil de Chat” (NGC 6543), en haut à gauche — distantes de moins de 5 000 années-lumière, dépeints par les télescopes spatiaux Hubble (dans le visible, en rouge, bleu, vert) et Chandra (rayonnement x, couleur rose-pourpre). Images composites singulièrement “cosmétique” d’une poignée d’étoiles en déclin. Contrairement à ce que leur nom pourrait suggérer, les nébuleuses planétaires n’ont rien à voir avec les planètes ou leur gestation (expression trompeuse qui est restée). Ces objets célestes, nombreux dans la galaxie, sont des étoiles de masse et taille comparables à notre Soleil mais déjà très âgées et en pleine déconfiture ! C’est donc un déclin voire une mue, une métamorphose. Durant des milliards d’années, elles ont brulé quasiment toutes leurs réserves d’hydrogène et sont “à présent” à bout de souffle. Un sort qui attend notre Soleil dans environ 5 milliards d’années. Les couches externes se dilatent tandis que le coeur se contracte, chauffe de plus en plus et “entame” la fusion nucléaire de l’hélium. C’est ce qui s’appelle la naine blanche, coeur ardent et résiduel de l’étoile qui marque une nouvelle étape, à la fois spectaculaire et dramatique. Quoique, à ce stade, l’étoile n’est pas “morte” : la naine blanche brillera des milliards d’années encore. C’est le naufrage lent d’une étoile ordinaire. Une partie de son existence — et de la matière qu’elle a transformé — se répand dans le cosmos.

Portrait en trois couleurs de la « superbulle » de la nébuleuse N44

La nébuleuse N44 et l’amas ouvert NGC 1929 – Image composite : régions chaudes en bleu (x-ray), éclats ultraviolet en jaune (visible), régions froides et sombres en rouge (infrarouge) 

Immense cavité à l’intérieur de la nébuleuse N44 creusée par le rayonnement violent de ses progénitures. Merveilleux portrait dans les rayonnements x (Chandra), infrarouge (Spitzer) et visible (MPG 2,2 m de l’ESO).

La nébuleuse N44 est une vaste région procréatrice d’étoiles installée dans la galaxie naine voisine du Grand Nuage de Magellan (Large Magellanic Cloud) distante de 170 000 années-lumière. Autour de l’essaim de jeunes étoiles NGC 1929 qui s’est développé en son sein s’étend une impressionnante  “superbulle” (voir et revoir “Superbulle autour d’un nid d’étoiles”). L’immense cavité a été creusée par les ondes de chocs de plusieurs supernovae et le rayonnement ultraviole(n)t des étoiles les plus ardentes et excessives … 

Comportement contradictoire de la matière noire au sein d’Abell 520

Le super-amas de galaxies observé dans différentes longueurs d'onde

La distribution de la matière noire au sein du super-amas de galaxies Abell 520 brouille un peu plus la théorie.

Les brouillards de couleurs pastels qui semblent ici envelopper de nombreuses galaxies, appartiennent à différentes couches de cette image composite. Chaque couche révèle la même région cosmique dans une longueur d’onde différentes. Ainsi les chercheurs peuvent-ils explorer l’amas de galaxies Abell 520, distant de 2,4 milliards d’années-lumière, sous un autre jour.

Collision d’amas de galaxies à 7 milliards d’années-lumière

"El Gordo", amas de galaxies en collision

Une équipe d’astrophysiciens a découvert et étudier deux amas de galaxies en collision à plus de 7 milliards d’années-lumière de nous !

Ne vous méprenez pas, l’image ci-dessus n’est pas celle d’une comète récemment découverte. C’est beaucoup plus gros que cela et séparé de nous de plus de 7,1 milliards d’années-lumières. Débusqué par hasard lors d’un sondage du fond diffus cosmologique, cette puissante source de rayonnement x trahit la collision de deux amas de galaxies (chacun est peuplé de dizaines de galaxies de masses différentes) à des vitesses dépassant plusieurs millions de km par heure ! La scène s’est donc déroulée il y a 7,1 milliards d’années et représente l’amas “le plus massif, le plus chaud et celui qui émet le plus de rayon X de tous les amas observés jusqu’à présent à cette distance ou au-delà” raconte Felipe Menanteau, principal auteur de cette étude.

Révélations sur la supernova RCW 86

Restes de la supernova RCW 86

Une équipe d’astrophysiciens vient d’éclaircir le mystère vieux de 50 ans qui entourait la supernova RCW 86.

RCW 86 sont les restes d’une supernova qui a explosé en l’an 185 après Jésus Christ. Evoquée dans les chroniques chinoises de cette époque comme « une invité céleste » qui brilla durant 8 mois (!), elle demeure à ce jour le plus ancien témoignage connu et retranscrit d’une supernova. Quand les astronomes (re-)découvrirent ce qu’il en reste, quelques dix-huit siècles plus tard, ils furent plutôt stupéfaits, et pour le moins sceptique quant au lien de cette vaste coquille avec l’explosion de l’étoile dans l’antiquité. L’enveloppe résiduelle leur apparaissait beaucoup trop grande (86 années-lumière !) en considérant la date de l’évenèment (relativement récente à l’échelle cosmique).

Collision d’amas de galaxies et traque de la matière noire

Image composite de l'amas de galaxies Abell 2744

De grands observatoires terrestres et spatiaux ont conjugués leur lumière pour prospecter Abell 2744 qui serait né de la collision de quatre amas galactique.

L’image ci-dessus, aux caractéristiques époustouflantes, réunie les prises de vue réalisées dans différentes longueurs d’onde par des télescopes prestigieux : Hubble, Chandra, Very Large Telescope (VLT) et Subaru. C’est ainsi, une petite partie du cosmos qui a été mise à nue par l’équipe de chercheurs : l’amas Abell 2744, également nommé amas de Pandore. Des centaines de galaxies s’y bousculent et toutes sont peuplées de centaines de milliards d’étoiles ! Evidemment, ça donne le vertige. Imaginez notre galaxie, la Voie Lactée, au milieu d’un tel troupeau, … nous nous sentirions perdu !

Chandra permet la découverte de nombreux trous noirs supermassifs au sein de l’Univers jeune

Des chercheurs ont découvert avec le télescope Chandra, des centaines de trous noirs supermassifs au sein de lointaines et jeunes galaxies (cliquez pour agrandir, 800 Kb)

La découverte de nombreux trous noirs supermassifs au sein de galaxies formées seulement 800 millions d’années seulement après le big bang qu’il y ait une co-dépendance entre les deux entités.

En sondant l’univers lointain dans le rayonnement x avec le télescope spatial Chandra, des chercheurs ont découvert un grand nombre de trous noirs supermassifs cachés par leurs jeunes galaxies hôtes.

Changement de luminosité autour de la supernova SN1987A

Anneau de débris illuminés autour de SN1987A

Les observations récentes de la supernova SN1987A montrent une flambée d’énergie dans l’anneau de débris qui l’entoure.

C’est en 1987 que fut observée la supernova la plus récente. Cependant, précisons que cette supernova n’appartient pas à notre galaxie mais à une proche voisine, le Grand Nuage de Magellan (LMC). Dans la Voie Lactée, il faut remonter à plus de 400 ans en arrière et à la supernova dite de Kepler (son découvreur) qui brilla dans le ciel plusieurs mois, à partir de février 1604.

Gigantesque anneau de trous noirs dévoilé par le télescope Chandra

Gigantesque anneau d'étoiles massives et de trous noirs stellaires

En observant l’étonnant couple de galaxies nommé Arp 147 dans le rayonnement X avec le télescope spatial Chandra, les astronomes ont pu apprécier un superbe collier – ou anneau -, non pas de perles mais de trous noirs stellaires !

Comme on peut le voir sur l’image composite présentée ci-dessus, la galaxie située à droite arbore une forme peu commune d’anneau. C’est parce qu’elle fut littéralement éventrée par sa voisine (visible à gauche), il y a de cela plusieurs dizaines de millions d’années. En la traversant en plein centre, la collision a provoquée une gigantesque onde de choc dont on admire encore l’oeuvre. Loin d’être un drame affolant pour la galaxie, le phénomène a, au contraire, favorisé l’émergence de centaines de milliers d’étoiles ! Il suffit d’admirer le chef-d’oeuvre produit par la collision pour s’en convaincre, une sublime couronne de couleur bleue …

Voyage au centre de la nébuleuse de la Rosette

Image composite de la nébuleuse de la Rosette (cliquez pour agrandir)

Le télescope spatial Chandra révèle de nouvelles « veines » de formation d’étoiles au centre de la nébuleuse de la Rosette.

A 5 000 années-lumière de nous, les astronomes peuvent observer le tableau somptueux de la nébuleuse de la Rosette dans la constellation de la Licorne, composé d’un vaste nuage de gaz évoquant un « nid ». Au centre de celui-ci brillent des milliers d’étoiles très jeunes.

De récentes observations menées avec le télescope spatial dans le rayonnement x Chandra montrent que les étoiles centrales furent les premières à se former et que le processus se poursuit en marge de ce « nid » tissé de gaz et de poussières, en particulier dans la région en bas à droite. Le sondage dans le rayonnement x révèle des dizaines de nouvelles étoiles encore jamais observé.

L’image ci-dessus réunit les observations réalisées dans le visible pour le Digital Sky Survey à l’Observatoire de Kitt Peak (en violet, orange, bleu et vert) et en rouge, celle en rayon x obtenues avec le télescope Chandra (voir aussi ci-dessous).

La nébuleuse de la Rosette en rayon x (cliquez pour agrandir)

Crédit photo : NASA/CXC/SAO/J. Wang et al et DSS & NOAO/AURA/NSF/KPNO 0.9-m/T. Rector et al.

Comportement de super-volcan au sein de la galaxie M 87

Ondes de chocs des jets de particules du trou noir supermassif de M 87 avec les gaz environnant

Une image composite réalisée dans le rayonnement x avec le télescope spatial Chandra et dans le domaine radio avec le Very Large Array (VLA) montre au sein de la galaxie M 87, un phénomène similaire à celui observé lors de l’éruption du super-volcan islandais Eyjafjallajokull.

Au centre du grand amas de galaxies de la Vierge, à 50 millions d’années-lumière de nous, Messier 87 fait autorité. Les astrophysiciens ont observé en son sein où règne un trou noir supermassif, une activité qui leur rappelle beaucoup celle observée au cours de la récente éruption du super-volcan Eyjafjallajokull. Des gaz relativement froids enveloppant la galaxie ont tendance à « tomber » vers son centre. Le processus peut susciter la formation d’étoiles dans le milieu plus dense de la galaxie or dans le cas étudié avec Chandra et le VLA, la très massive Messier 87 est traversée par des jets de particules de très hautes énergies éjectés par le trou noir central. Ceux-ci bousculent violemment la matière et créée d’énormes ondes de chocs repérés avec les instruments depuis la Terre !

Sur l’image ci-dessus, on peut voir les observations superposées du télescope dans le rayon x Chandra et celles dans le radio du VLA. Le gaz enrobant la galaxie est visible en bleu et les éruptions très violentes du trou noir supermassif sont en rouge-orangé. Leur interactions produisent des ondes de chocs visibles dans les tons plus légers. Pour mieux en connaître leurs répartitions, voir l’image annotée.

En vidéo, ondes de chocs observées lors de l’éruption du volcan Eyjafjallajokull. Phénomène analogue étudié dans et autour de la galaxie Messier 87.

Crédit photo : NASA/CXC/KIPAC/N. Werner, E. Million et al, NRAO/AUI/NSF/F. Owen et Omar Ragnarsson pour le volcan.

La galaxie NGC 4911 photographiée par le télescope Hubble

La galaxie NGC 4911 dans l'amas de la Chevelure (cliquez pour agrandir)

Superbe photo réalisée par le télescope spatial Hubble d’une galaxie spirale en proie aux forces gravitationnelles qui gouvernent dans le grand amas galactique de la Chevelure de Berenice.

La NASA vient de publier une nouvelle image spectaculaire réalisée avec le télescope spatial Hubble. On y découvre – c’est toujours un émerveillement – la galaxie spirale NGC 4911, nimbée d’une auréole de gaz.

Pour obtenir cette image, le célèbre télescope qui fête ses 20 ans cette année, a eu besoin de 28 heures d’exposition, reparties sur trois années … A travers ce cliché, nous plongeons au cœur de l’une des régions les plus peuplée en galaxies de notre « univers proche » : l’« amas de galaxies de la chevelure de Bérenice » (Coma cluster).

Comme on peut le voir, d’innombrables galaxies évoluent aux côtés de NGC 4911, plus de 1 000 en réalité, à la fois éparpillées et emmêlées dans des danses nuptiales, à environ 320 millions d’années-lumière de nous. C’est un ballet galactique d’une extraordinaire diversité. Les collisions sont fréquentes, comme on peut l’imaginer. Parmi elles, le télescope Hubble au moyen des caméras Wide Field Planetary Camera 2 (WFP2) et Advanced Camera for Surveys (ACS), s’est focalisé sur la galaxie spirale située au centre de l’image. Elle nage dans un déluge de gaz, conséquence des puissantes forces d’attraction exercées par la galaxie elliptique visible à sa droite. De grandes quantités de matière viennent ainsi enrichir l’espace intergalactique.

Bien entendu, il est recommandé de télécharger puis de regarder cette image dans une très haute résolution afin d’en découvrir les plus petits détails (15,3 Mb).

En vidéo, simulation de collision de plusieurs galaxies.

Si vous possedez un iPhone ou un iPad, l’application Galaxy Collider (versions lite pour iPhone et iPad et HD) peut vous intéresser. A vous de paramétrer les galaxies et leurs dynamiques pour ensuite regarder le déroulement des collisions et fusions de galaxies.

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Crédit photo : NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Voyage au centre des galaxies des Antennes

La galaxie des Antennes mises à nu par trois grands télescopes spatiaux

La NASA vient de publier une nouvelle image de la galaxie des Antennes. Le cliché superpose les observations dans l’infrarouge du télescope Spitzer, dans le visible par le télescope Hubble et dans le rayonnement x par le télescope Chandra.

Le télescope spatial Hubble avait déjà émerveillé la plupart d’entre nous avec le cliché des galaxies des Antennes publié en 2006 (voir et revoir l’image), où l’on peut distinguer les écharpes rouges et rosées, riches en gaz, s’enroulées autour des deux noyaux galactiques ! Un spectacle magnifique qui, aujourd’hui, franchit un nouveau seuil dans la beauté et, bien sur, la somme d’informations.

Située à 63 millions d’années-lumière de nous, le vaste ensemble nommé « galaxies des antennes » est constitué de deux galaxies en collision, particulièrement active. Leur danse nuptiale a commencée il y a environ 100 millions d’années.
Sur l’image ci-dessus, on découvre les deux noyaux qui sont sur le point de fusionner. Ils s’enroulent l’un autour de l’autre et étendent leurs bras spiraux de sorte que nous, observateurs lointains, en distinguions une forme étonnantes dessinant des antennes … L’accouplement des deux galaxies, si l’on peut dire, a entrainé une flambée de nouvelles étoiles, agglomérées, serrées dans de nombreux essaims d’étoiles, amas ouvert. Les chercheurs ont pu distinguer dans ce déluge de matières et d’énergies, des super amas ouvert ou encore le vestige de certains d’entre eux, dont les étoiles massives sont dispersées. Les prémices d’amas globulaires sont également identifiés.

Les galaxies des antennes présage de la rencontre de la galaxie d’Andromède avec notre Voie Lactée qui se déroulera dans deux milliards d’années.

En ce qui concerne les couleurs, chacune traduit l’observation réalisé avec les grands télescopes spatiaux.
Le plus célèbre d’entre eux, le télescope spatial Hubble en offre une vision dans l’optique au sein de laquelle se distingue en jaune d’or, les étoiles les plus âgées et aussi les régions de formations stellaires. Dans les tons marrons et bruns, on peut voir les filaments sombres riches en poussières. Beaucoup des objets faibles et diffus sont des amas ouverts peuplés de plusieurs milliers d’étoiles.
Le télescope spatial Spitzer, qui observe dans l’infrarouge, montre de vastes nuages de poussières chauffés par les jeunes étoiles, visibles sur l’image dans les couleurs rouges.
Toutes les régions bleues sont celles observées dans le rayonnement x par le télescope spatial Chandra. Des nuages de gaz chauds, riches en éléments lourds provenant de supernovae qui contribueront à la formation de futures systèmes planétaires. Les points bleus les plus brillants marquent la rencontre de matière interstellaire avec des trous noirs. L’un des plus importants a une masse évaluée à prés de 100 fois celle du Soleil.

En vidéo, plongée dans les deux galaxies en collision.

Télécharger l’image en très haute résolution (5,2 Mb).

Crédit photo : NASA, ESA, and M. Kornmesser (ESA/Hubble).

Découverte d’un puissant microquasar

Illustration d'un microquasar

Découverte d’un microquasar émettant des jets de particules très puissants, repoussant la matière environnante sur de très grandes distances.

Une équipe de chercheurs européens a annoncée, à travers un article publié dans la revue scientifique Nature, la découverte d’un microquasar dont les jets de particules sont extrêmement puissants.

Les observations faites dans le rayonnement x avec le Very Large Télescope (VLT) et le télescope spatial Chandra indiquent que l’objet est un trou noir stellaire de quelques masses solaires, encore indéterminées. Il se situe au sein de la galaxie NGC 7793, à 12 millions d’années-lumière de nous. Les jets de particules qu’il émet sont d’une puissance encore jamais observée. En bousculant la matière qui l’environne, les particules dispersées dans l’espace à une vitesse proche de 1 million de kilomètres par heure, chauffe le gaz et créé une enveloppe gigantesque, occupant actuellement un espace de plus de 1 000 années-lumière de diamètre.

C’est un microquasar qui pulvérise les records : la puissance de ses jets dépasse de 1 000 fois celle de ses congénères, la taille du nuage de gaz de 2 fois … Comme le souligne Robert Soria, co-auteur de cette étude : « La longueur des jets dans NGC 7793 est surprenante comparée à la taille du trou noir qui les émet. […] Si le trou noir était rapporté à l’échelle d’un terrain de foot, chaque jet s’étendrait de la Terre jusqu’au-delà de l’orbite de Pluton« . Les astrophysiciens ont calculé que l’expansion a commencée il y a 200 000 ans.

La découverte de ce microquasar étonnant invitent les scientifiques à penser qu’ils sont plus nombreux qu’ils ne le pensaient. L’étudier c’est aussi, pour eux, augmenter la compréhension de ces phénomènes puissants, mesurer leur influence sur l’environnement stellaire, connaître leurs comportements.

Télécharger l’image en haute résolution (2,5 Mb).

Lire l’article original publié dans Nature ou sur le site de l’ESO.

Crédit photo : ESO/L. Calçada/M.Kornmesser.

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Regain d’activité récent pour le trou noir supermassif de la galaxie M 31

Trou noir supermassif au centre de la galaxie d'Andromède (cliquez pour agrandir)

Comme pour la Voie Lactée, la galaxie d’Andromède possède un trou noir supermassif étonnamment calme. Une hausse d’activité a été observée à partir de 2006.

Au centre de la galaxie d’Andromède, également connue sous le nom de Messier 31 (ou M 31), règne un trou noir supermassif qui a témoigné, pendant plusieurs années, d’un calme relatif. A l’instar de Sagittarius A* qui occupe le centre de la Voie Lactée. Toutefois, depuis 2006, les observations montrent une hausse significative de son activité. Au moyen du télescope spatial Chandra, des chercheurs ont pu photographier dans le rayonnement x les mouvements de la matière autour cet énorme et invisible attracteur !

Matière en mouvement au tour du trou noir supermassif de M 31 avant le regain d'activité

Matière en mouvement au tour du trou noir supermassif de M 31 après le ragain d'activité observé

Sur les images présentées ci-dessus, on peut allégrement voir les changements qui se sont opérés, en l’espace de quelques mois, autour de ce grand trou noir. Trois taches lumineuses qui au fil du temps évoluent, laissant apparaître ou plutôt émerger un quatrième amas de matière.  Cette danse agitée et frénétique a surtout commencée en 2006. La luminosité de cette région centrale de la galaxie augmenta soudainement de plusieurs centaines de fois ! Un regain important, un sursaut de rayons x qui a, bien sûr, attiré la curiosité des astronomes.

Les images rassemblent de nombreuses acquisitions réalisées avec la caméra High Resolution Camera (HRC) de l’observatoire spatial Chandra. Elles montrent, ne l’oublions pas, une région très active confinée au centre d’une grande galaxie qui est située à plus de 2,4 millions d’années-lumière de nous ! Une voisine, certes. Ce regain d’activité n’a donc pas eu lieu en 2006 mais il y a plus de 2,4 millions d’années,  … soit le temps qu’a mise la lumière pour traverser l’espace qui nous sépare.

Télécharger l’image de la galaxie d’Andromède dans le visible du Digital Sy Survey (DSS).

Crédit photo : NASA/CXC/SAO/Li et al. et Digital Sky Survey.

Des trous noirs intermédiaires au centre de la galaxie M 82

Trous noirs intermédiaires au centre de la galaxie M 82 (cliquez pour agrandir)

Une étude récente menée avec le télescope spatial Chandra révèle l’existence de deux trous noirs intermédiaires près du centre de la galaxie M 82.

En observant dans le rayonnement x le centre de la galaxie active Messier 82 – nommée aussi « galaxie du Cigare » – des astronomes ont découverts deux trous noirs intermédiaires. Il s’agit des premiers du genre a être mis en évidence. N’appartenant ni à la classe des trous noirs stellaires et ni à celle des trous noirs supermassifs que l’on rencontre au centre des galaxies, ils possèdent une masse de plusieurs centaines à plusieurs milliers de fois celle du Soleil. Les chercheurs les considèrent comme deux « survivants » dans cette galaxie car ils n’ont pas succombé au trou noir supermassif central ! L’étude montre que leurs distances à celui-ci sont de 290 et de 600 années-lumière. Le premier, nommé X42.3+59, aurait une masse comprise entre 12 000 et 43 000 fois celle du Soleil. Le second, nommé X41.4+60, serait en deçà : entre 200 et 800 masses solaires. Les scientifiques avancent l’hypothèse que ce type de trous noirs pourraient contribuer à la formation de leur homonyme dominant.

L’image ci-dessus est une combinaison de plusieurs observations de la galaxie M 82. Tout ce qui est en bleu, dont le zoom sur la partie centrale, a été photographié dans le rayonnement x par le télescope spatial Chandra. Les parties en vert et orange montrent la galaxie dans le visible, observée par le télescope spatial Hubble. En rouge, ce sont les régions révélées dans l’infrarouge par le télescope spatial Spitzer.

La galaxie M 82 est située à 12 millions d’années-lumière de nous. C’est la plus proche de la notre qui évoque aux astronomes des conditions semblables à celles qu’aurait connu l’univers dans sa jeunesse, du point de vue de la formation stellaire.

Crédit photo : Inset: X-ray: NASA/CXC/Tsinghua Univ./H. Feng et al.; Full-field: X-ray: NASA/CXC/JHU/D.Strickland; Optical: NASA/ESA/STScI/AURA/The Hubble Heritage Team; IR: NASA/JPL-Caltech/Univ. of AZ/C. Engelbracht.

De l’influence des trous noirs sur leurs galaxies hôtes

NGC 1068

Une équipe de chercheurs du MIT s’est « penchée » sur la galaxie NGC 1058, située à environ 50 millions d’années-lumière de nous et à son trou noir supermassif. Ce dernier a une influence déterminante sur l’évolution de sa galaxie-hôte.

L’image ci-dessus réunit les clichés obtenus dans différentes longueurs d’onde par plusieurs instruments de mesure. Le rayonnement x acquis avec le télescope spatial Chandra apparait en rouge. En vert, on peut voir la structure en spirale de la galaxie, obtenue dans le visible avec le télescope spatial Hubble. Tout ce qui est en bleu montre les données radio révélées par le Very Large Array (VLA). Il s’agit là d’une puissante source d’énergie logée au centre de la galaxie. Les astrophysiciens estiment que ce trou noir serait deux fois plus massifs que Sagittarius A* (Sgr A*), celui qui occupe le centre de la Voie Lactée, soit plus de huit millions de masses solaires !

Toute la zone bleue visible au centre, s’étend sur plus de 3 000 années-lumières. Les gaz entrainées vers le trou noir sont en partie « engloutis ». Le reste est aplati, chauffé, écrasé, éjecté dans l’espace environnant à une vitesse de 1,6 millions de kilomètre par heure ! Ces torrents de vent stellaire déversés sur plusieurs milliers d’années-lumière interfèrent sur la formation des étoiles. Ainsi, l’étude de NGC 1058 renseigne-t’elle les astronomes sur l’influence des trous noirs supermassifs sur l’évolution d’une galaxie.

Crédit photo : X-ray (NASA/CXC/MIT/C.Canizares, D.Evans et al), Optical (NASA/STScI), Radio (NSF/NRAO/VLA).

Le trou noir supermassif de notre galaxie montre un petit appétit

Le trou noir Sagittarius A*

Pourquoi le trou noir supermassif situé au centre de la Voie Lactée montre t’il si peu d’appétit contrairement à ses semblables dans d’autres galaxies ?

Contrairement à de nombreux trous noirs de type galactique, celui nommé Sagittarius A* (Sgr A*) qui se situe au centre de notre galaxie fait montre d’une activité relativement faible. Il semble avoir un trop petit appétit !

Les dizaines de jeunes étoiles massives qui entourent notre trou noir supermassif sont plutôt éloignées ce qui veut dire qu’il ne réussit à ingérer que 1 % seulement des 1 % de la matière acheminée par les vents qu’elles émettent !

Pour expliquer ce curieux déficit, les chercheurs ont développés un modèle théorique à partir des données en rayonnement x acquises par le télescope spatial Chandra durant dix ans. Ce modèle montre que des collisions de particules se produisent entre une région dite intérieure, toute proche de l’horizon du trou noir – horizon des événements – et une région extérieure où l’on trouve sa « nourriture » émanant des jeunes étoiles … Par un phénomène de conduction, l’énergie des collisions est transmise vers la région extérieure, entrainant avec elle la matière qui le nourrit ! Les étendues de gaz chauds observés autour du trou noir semblent bien confirmer la théorie.

Les observations accumulées (1 million de secondes soit plus de 2 semaines entières en temps cumulés !) par les caméras du télescope Chandra ont données aux astronomes d’avantage d’informations sur l’entourage mouvementé de Sagittarius A*. Ainsi, ont-ils obtenus des images d’une grande précision des rémanents de la supernova voisine nommée Sagittarius A* Est ou Orient. Idem pour les lobes de gaz très chaud étalés sur plus de 12 années-lumière de part et d’autre du trou noir. Ce qui suggère aux astronomes des éruptions importantes survenues plusieurs fois au cours des dix derniers milliers d’années ! De grandes structures en filaments ont été également remarqué dans les rayonnements x. Il est possible que leur structure magnétique interagisse avec les courants violents de vent stellaires émis par des pulsars en rotation rapide.

Sagittarius A* est situé à environ 26 000 années-lumière au centre de notre galaxie, la Voie Lactée. Sa masse est estimée à 4 millions de fois celle du Soleil et occupe un espace d’un rayon de 30 Unité Astronomique (UA). C’est à dire 30 fois la distance entre la Terre et le Soleil, ce qui est peu !

Crédit photo : NASA/CXC/MIT/F.K. Baganoff et al.

La nébuleuse du Crabe photographiée par trois grands télescopes spatiaux

Nébuleuse du Crabe

Nos ancêtres l’ont vu briller dans le firmament. « Invité céleste » de quelques jours que l’on nomme supernova. C’était en l’an 1054, non loin de l’étoile El Nath, l’une des cornes de la constellation du Taureau. Prés de 1 000 ans plus tard, voici ce que l’on peut voir : la nébuleuse du Crabe. Un objet du ciel profond très étudié et qui est également désigné sous le nom de Messier 1 dans le catalogue du célèbre astronome du XVIIe siècle. Ce magnifique reste de supernova est situé à environ 6 000 années-lumière de la Terre. Cela veut donc dire que ceux qui l’ont surpris lors de son explosion, l’ont vu avec 6 000 ans de retard !

L’image ci-dessus est la superposition de trois observations dans trois longueurs d’onde différente. Dans les couleurs rouge et jaune : les parties dans le visible saisies par le télescope spatial Hubble. Dans les tons violets, on peut voir les parties acquises dans l’infrarouge par le télescope spatial Spitzer. La capture dans le rayonnement x fait ressortir toute la partie centrale qui abrite une étoile à neutron. Un cœur très petit et extrêmement dense, qui tourne plusieurs fois sur lui-même par seconde. L’énergie qui s’en échappe atteint 200 000 fois celle du Soleil ! Un pulsar enveloppé de ses oripeaux de gaz et de poussières. Une observation que l’on doit au télescope spatial Chandra. L’ensemble de ce rémanent de supernova s’étend sur 10 années-lumière et poursuit son expansion dans le milieu interstellaire.

A voir également, la spectaculaire image (14,6 Mb) de la nébuleuse du Crabe réalisée par le télescope spatial Hubble.

Crédit photo : NASA/CXC/SAO/F.Seward/ESA/ASU/J.Hester, A.Loll/JPL-Caltech/Univ. Minn./R.Gehrz.

La Voie Lactée observée par trois grands télescopes de la NASA

Centre de notre galaxie observé par les télescopes Hubble, Spitzer et Chandra (cliquez pour agrandir)

Pour fêter les 400 ans de la première utilisation de la lunette par Galileo Galilei en 1609, la NASA a publiée le 10 novembre une des plus extraordinaires et précises vue de la Voie Lactée réalisée par trois de ses plus grands observatoires spatiaux : Hubble, Spitzer et Chandra.

L’image ci-dessus couvre donc un large champ de la Voie Lactée. C’est une combinaison dans différentes longueurs d’onde de trois observations. A chacune sa couleur.
Le télescope spatial Hubble a observé dans le proche infrarouge et livre une image dominée par le jaune. Le télescope Spitzer a capturé dans l’infrarouge, ce qui correspond au rouge. Dans les deux cas, ce sont des centaines de milliers d’étoiles qui sont mises en évidence ainsi que la profusion de nuages moléculaires d’où sont issues, ou en train de « naître « , des milliers et des milliers d’étoiles !
Tout ce qui apparaît en bleu ou en violet a été capturé par le télescope Chandra. Il s’agit des rayonnements x de la Voie Lactée, sources d’énergies très fortes et violentes ! Presque au centre, dans la moitié droite de l’image, il est impossible de manquer la grande nébulosité bleue. En son sein, se cache notre trou noir galactique d’environ 4 millions de masses solaires ! Un monstre qui sese remarque par les grandes bourrasques de gaz chauffées à plusieurs millions de degrés, qu’il expulse autour de lui. D’autres tâches bleues signalent la présence d’étoiles massives avec de forts vents stellaires ou les vestiges encore « brulants » d’explosions d’étoiles, de supernovae.

Cette série d’images est distribuée à travers tout les États-Unis, dans plus de 150 institutions à l’occasion de l’Année Mondiale de l’Astronomie.

Télécharger l’image ci-dessus sans annotations et en très haute-résolution (8,7 Mb).

Crédit photo : NASA, ESA, SSC, CXC, and STScI.

Une atmosphère de carbone découverte autour de l’étoile à neutrons de Cassiopeia A

L'étoile à neutron de la supernova Cassiopeia A

Observé pour la première fois en 1999 par le télescope spatial Chandra – dont c’était la première lumière – l’étoile à neutrons de la supernova Cassiopeia A a longuement intrigué les astronomes … En effet, l’astre « brille » par son absence de pulsations radios pourtant communes à son espèce. Un pulsar qui ne pulse pas …, du moins pas encore !

Les récentes observations réalisées avec le télescope rayons x Chandra ont mises en évidence une très fine couche de carbone autour de l’étoile effondrée logée au cœur du rémanent de la supernova. Une atmosphère très ténue de 10 cm d’épaisseur qui semblerait, en réalité, contenir le champ magnétique et répartir uniformément les rayonnements x. Rappelons que Cassiopeia A est une supernova dont l’explosion eut lieu au cours du XVIIe siècle (1667 ?), c’est-à-dire récemment. La majorité des supernovae et étoiles à neutrons observées sont dix fois plus anciennes et ont donc beaucoup évoluées.
Il s’agit donc des premiers instants pour ce petit astre très dense et les astronomes inclinent à penser que la couche de carbone de Cas A est une étape dans un processus complexe. Dans le futur, l’atmosphère s’enrichira d’hydrogène et d’hélium ce qui modifiera le champ magnétique et pourra créer des pulsations radios.

Les mesures effectuées révèlent que l’atmosphère est extrêmement fine : 10 cm d’épaisseur autour d’une sphère de 20 km de diamètre. La force de gravité est de 10 milliards de fois celle de la Terre. La température est estimée à 2 millions de degrés. Sa densité serait équivalente à celle du diamant et la pression comparable à celle qui règne au centre de notre planète.

Crédit photo : NASA/CXC/Southampton/W. Ho et al. et M.Weiss.

L’amas de galaxies le plus lointain jamais observé

JKCS041, l'amas de galaxie le pluis lointain

Une image abstraite de l’espace lointain sondé par le télescope spatial Chandra (rayonnement x) et le VLT (optique). Image extraordinaire combinée aux données optique et infrarouge du Digital Sky Survey qui nous montre un amas de galaxies situé aux confins de l’univers. Sa distance est estimée à 10, 2 milliards d’années-lumière. C’est l’amas de galaxies le plus éloigné jamais observé. Le précédent record est détenu par l’amas XMMXCS J2215.9-1738.

Quand on sait que l’âge de l’univers est actuellement évalué à 13,7 milliards d’années, l’amas que l’on observe sur cette image est, en quelque sorte, un petit aperçu de ce que pouvait être les premières galaxies, quelques 3,5 milliards d’années après le Big Bang … Ce sont les premières d’entre toutes, les pionnières, souvent de petites tailles et apparues en groupe comme le prévoient des théories cosmologiques.

Crédit photo : NASA/CXC/INAF/S.Andreon (rayon x) et DSS; ESO/VLT (optique).

Restes de la supernova E0102-72 observés par les télescopes Chandra et Hubble

Supernova

A l’occasion du dixième anniversaire du télescope spatial rayon x Chandra, les astronomes ont souhaité observer à nouveau les restes – ou rémanents – de la supernova 1E 0102.2-7219. Les débris de ce qui fut une étoile très massive furent,en effet, étudier il y a 10 ans, alors que le télescope débutait sa « carrière » dans l’espace. Situé à plus de 190 000 années-lumière de la Terre dans la galaxie naine voisine du Petit Nuage de Magellan, E0102-72 ne serait pas une sphère comme cela était supposé mais aurait plutôt une forme cylindrique. Les formes arrondies visibles en seraient les extrémités. Sur l’image ci-dessus obtenue dans le rayonnement x (combinée à une observation dans le visible par le télescope spatial Hubble), on peut distinguer nettement deux couleurs : un bleu cyan qui marque les zones au plus fort rayonnement et une zone aux teintes marron-orangé délimitant une partie à moins haute énergie qui semble s’enfuir dans la direction opposée (le spectre montre un décalage vers le rouge ou effet Doppler). Cela n’est pas sans rappeler la forme de certaines nébuleuses planétaires, lesquelles sont elles-mêmes des restes d’étoiles mais de plus faible masse. Voilà donc qui n’est pas commun pour une supernova et qui est sujet à spéculations.

L’image ci-dessus de la supernova E0102-72, aux qualités esthétiques indéniables est la combinaison d’images obtenues dans le rayonnent x avec le télescope Chandra et dans le visible avec le télescope spatial Hubble. L’explosion de l’étoile remonterait à 1 000 ans en arrière et a pu être observée par les habitants de l’hémisphère sud !

La vidéo montre en 3D le rémanent de supernova modelé en cylindre après l’explosion de l’étoile.

Télécharger l’image en haute résolution (0,6 Mb).

Crédit photo : X-ray (NASA/CXC/MIT/D.Dewey et al. & NASA/CXC/SAO/J.DePasquale); Optical (NASA/STScI).

Cygnus X-1, trou noir et supergéante bleue observé par le télescope Chandra

Cygnus X-1

Nouvelle image de Cygnus X-1 obtenue avec les télescopes spatiaux Chandra et XMM-Newton.
Cygnus X-1 a été observé pour la première fois en 1964. Au cours des années 1970, les observations dans le visible et le rayonnement x ont conduit les astronomes à y reconnaître l’existence d’un trou noir, le premier véritablement identifié et aussi le plus proche du système solaire : environ 6 000 années-lumière nous en sépare !

A la lumière des observations, Cygnus X-1 est un système comprenant un trou noir de 10 masses solaires et une étoile supergéante bleue de 20 fois la masse du Soleil ! Le gaz de celle-ci est inexorablement attiré par le trou noir. Condensé, il forme une spirale autour au rayonnement d’une grande intensité. Le télescope Chandra s’intéresse tout particulièrement aux vents stellaires, à sa vitesse de propagation et de rotation. Rotation qui, à la surprise des astrophysiciens, est très lente. Peut-être y a t’il eu interaction du trou noir avec une quelquonque supernova. Malgré des milliers d’articles rédigés sur Cygnus X-1, de nombreux mystères restent encore à lever.

Télécharger l’image en très haute-résolution (3,6 Mo).

Crédit photo : NASA/CXC/SAO.

Quatre amas de galaxies en collision

Lire l’article « Collision de quatre amas de galaxies photographiée par les télescopes Chandra et Hubble ».