Magazine Observatoire de Paris n°2 jun/jui/aoû 2005
Magazine Observatoire de Paris n°2 jun/jui/aoû 2005
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°2 de jun/jui/aoû 2005

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 2,7 Mo

  • Dans ce numéro : l'optique adaptative avec Falcon et Sésame.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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PLONGÉE DANS LA NÉBULEUSE N214C Ce cliché en trois couleurs montre une région de 300 années-lumière de côté. Au centre, l'étoile Sanduleak -71 51 serait un amas. Au-dessus, au nord, se dessine un globule de gaz ionisé. AT THE HEART OF N214C NEBULA This three-color picture shows a region 300 light-years wide. At its center, the Sanduleak -71 51 star would be a cluster. Above, to the north, appears a globule of ionized gas. Observatoire de Paris/ESO Contacts : Frédéric MEYNADIER LERMA + 33 (0)1 40 51 21 18 frederic.meynadier@obspm.fr Mohammad HEYDARI-MALAYERI LERMA + 33 (0)1 40 51 20 76 mohammad.heydarimalayeri@obspm.fr NEW TECHNOLOGY TELESCOPE - NTT Le New Technology Telescope de 3,5 mètres de diamètre est en service depuis 1989 à l'Observatoire européen austral de La Silla, au Chili. The 3.5-meter in diameter New Technology Telescope is in operation since 1989 at the European Southern Observatory (ESO) at La Silla, in Chile. ESO LA JEUNE ÉTOILE COLOSSE ET LE COCON VOISIN THE YOUNG MASSIVE STAR AND ITS NEIGHBORING COCOON Comment se forment les étoiles massives de l'Univers ? Deux chercheurs du Laboratoire d'Étude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique - LERMA, à l'Observatoire de Paris, apportent un élément de réponse original. Ils ont étudié en détails la photographie d'une nébuleuse de gaz ionisé, nid d'étoiles du Grand Nuage de Magellan. How are the Universe's massive stars formed ? Two researchers from the Laboratory for the Study of Radiation and Matter in Astrophysics (LERMA), at the Observatoire de Paris, provide an original partial answer to this question. They have studied in detail the photograph of an ionized gas nebula, a star nest in the Great Magellan Cloud. Depuis vingt ans, les régions de formation d'étoiles massives intriguent Mohammad Heydari-Malayeri, astrophysicien d'origine iranienne, au LERMA. Il s'agit de nébuleuses riches en hydrogène surchauffé. La luminosité et la chaleur des astres nouveaux-nés excitent la matière alentour. Pour la préparation de sa thèse de doctorat, Frédéric Meynadier, étudiant, s'est penché sur le cas de N214C un objet situé à 170 000 années-lumière de distance dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie lactée. Cette nébuleuse avait déjà été mentionnée en 1956 par l'astronome-astronaute américain KarlHenize. On y observe des nuées de poussière et le rayonnement ultraviolet arrache leurs électrons aux atomes, qui acquièrent ainsi une charge électrique : ils « s'ionisent ». Un super-soleil de 80 masses solaires ! « Nous voulons comprendre comment naissent les jeunes étoiles massives », explique Mohammad Heydari-Malayeri. « Le phénomène est très rapide. Après l'éclosion, ces monstres se débarrassent de leurs langes de gaz et de poussière. La région N214C était idéale pour dénicher de tels astres qui deviennent tout juste visibles. Nous y sommes parvenus avec l'aide du New Technology Telescope NTT de 3,5 mètres, à La Silla, au Chili. » Les images acquises le 28 septembre 2002 sont d'une exceptionnelle qualité. Elles révèlent 2341 étoiles de masses comprises entre 2 et 80 fois celle du Soleil. La plus imposante porte le nom de Sanduleak -71 51. En 1970, l'astronome américain Nicholas Sanduleak l'avait inscrite sur son catalogue. Surprise : Sk -71 51 s'avère constituée d'un amas d'au moins six étoiles. « Et la principale de ces composantes brillerait comme un million de soleils avec une température de 50 000 °C », s'enthousiasme Frédéric Meynadier. Elle appartient à une classe d'objets très rares. On n'en connaît à ce jour qu'une douzaine de membres dans le ciel. En outre, « à 50 annéeslumière au nord se tient un globule de matière de 4 années-lumière de diamètre », complète le jeune chercheur. Ses dimensions sont six fois moindres que celles de la nursery stellaire d'Orion M 42 dans notre galaxie. Il s'agit d'une « nébuleuse compacte de gaz ionisé ». « Ce nuage abriterait une source d'environ 200 000 luminosités solaires pour un'gabarit'de 40, voire 100 masses solaires ! » Embryon d'étoile en gestation ? Le diagnostic devra être corroboré avec le télescope spatial Hubble ou le Very Large Telescope VLT du Paranal, au Chili. En attendant, le résultat a été présenté au symposium de l'Union astronomique internationale en mai 2005, à Catane, en Sicile. For twenty years, Mohammad Heydari-Malayeri, an astrophysicist of Iranian origin from LERMA, has been intrigued by regions of massive star formation. These are nebulae rich in overheated hydrogen. Luminosity and heat from newborn celestial bodies excite the surrounding matter. For his doctoral dissertation, the student Frédéric Meynadier looked at the case of N214C, an object located 170,000 light-years away in the Great Magellan Cloud, one of the Milky Way's satellite galaxies. This nebula had already been mentioned in 1956 by the American astronomer and astronaut KarlHenize. In this nebula, where dense dust clouds can be observed, atoms are stripped of their electrons by ultraviolet radiation and so become electrically charged, that is, « ionized ». A super sun of 80 solar masses ! « We would like to understand how young massive stars are born », explains Mohammad Heydari-Malayeri. « The phenomenon takes place very quickly. After their emergence, these monsters get rid of their envelope of gas and dust. The N214C region was an ideal place to locate such objects, which become barely visible. We have succeeded with the help of the 3.5-meter New Technology Telescope NTT, at La Silla, in Chile ». The images received on 28 September 2002 are of exceptional quality. They show 2,341 stars with masses 2 to 80 times that of the Sun. The largest one is known as Sanduleak -71 51. In 1970, the American astronomer Nicholas Sanduleak had included it in his catalogue. Surprise : Sk -71 51 turns out to be a cluster of at least six stars. « And its main component would shine like one million suns with a temperature of 50,000 degrees Celsius », adds an enthusiastic Frédéric Meynadier. It belongs to a class of extremely rare objects, counting so far only a dozen members in the entire sky. In addition, « Fifty light-years to the north there is a globule of matter 4 light-years in diameter », says the young researcher. Its size is six times smaller than that of Orion 42's stellar nursery in our own galaxy. It is a « compact nebula madeup of ionized gas ». « This cloud would house a source of about 200,000 solar luminosities with a « size » of 40, or even 100, solar masses ! » Is it a star embryo being formed ? The diagnosis should be confirmedwith the Hubble space telescope or the Very Large Telescope (VLT) at Paranal, in Chile. In the meantime, their findings have been presented at the International Astronomical Union symposium held in May 2005 in Catania, Sicily. Zoom sur... LE GRAND NUAGE DE MAGELLAN C'est une galaxie naine irrégulière, satellite de la nôtre. Elle réside à 170 000 années-lumière de distance, dans la constellation de la Daurade, et recèlerait plus de 30 milliards d'étoiles. Zoom on... THE LARGE MAGELLANIC CLOUD It is an irregular dwarf galaxy, a satellite of our galaxy. It is located 170,000 light-years away, in the Dorado constellation, and it would contain over 30 billion stars.
MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE DE PARIS N°2/ACTUALITÉS DES LABORATOIRES - 9 RADIO-DÉTECTION DES GRANDES GERBES COSMIQUES DETECTING LARGE COSMIC RAYS AIR SHOWERS BY RADIO L'existence de rayons cosmiques de très haute énergie est l'une des énigmes les plus fascinantes de l'astroparticule, cette nouvelle discipline située à la frontière de l'astrophysique et de la physique des particules. Pour tenter de la résoudre, l'expérience CODALEMA s'appuie sur le réseau décamétrique de la station de radioastronomie de Nançay. The existence of very high energy cosmic rays is one of the most fascinating mysteries in astroparticle fields, a new discipline at the border of astrophysics and particle physics. To try to solve it, the CODALEMA experiment reliesupon the Nançay radioastronomy’s station Decametryc Array. En 1966, le scientifique américain Greisen et les Russes Zatsepin et Kuz'min publient simultanément deux articles dans lesquels ils montrent que les rayons d'origine cosmique incidents sur l'atmosphère terrestre ne devraient pas dépasser une énergie de 10 19,5 eV. Mais plus récemment, les progrès des moyens d'observation ont permis de détecter certains événements d'énergie supérieure à 10 20 eV. Résoudre cet apparent paradoxe est l'un des défis les plus déconcertants posé à la physique contemporaine. Quelles sont ces particules : des noyaux, des particules prédites par les théories de la grande unification (GUT), des neutrinos… ? D'où viennent-elles : du fonds diffus, de sources localisées, de trous noirs… ? Autant de questions auxquelles l'expérience CODALEMA essaye d'apporter des réponses. CODALEMA déploie dix antennes L'interaction des rayons cosmiques ayant des énergies de l'ordre du joule, avec les constituants de l'atmosphère terrestre, génère de grandes gerbes de particules secondaires. En retombant sur terre, le mouvement de ces gerbes induit un signal radioélectrique caractéristique. En 2001, CODALEMA 1, une expérience impliquant des laboratoires de l'Observatoire de Paris (LESIA et Nançay) et de l'Université de Nantes (SUBATECH), se propose de réhabiliter une idée ancienne : détecter cette émission radio. L'objectif est de déduire des caractéristiques de l'impulsion, l'énergie (amplitude du signal), la direction (par triangulation) et la géométrie de la gerbe (forme et répartition du signal). Une première phase permet de vérifier qu'une antenne ayant une large bande passante (0,1-100 MHz) et une grande sensibilité détecte la variation temporelle du champ électrique (d'une durée de l'ordre de quelques 10 -9 s). Ce sont finalement dix antennes du réseau décamétrique de Nançay qui ont été mobilisées pour l'expérience. En septembre 2004, le dispositif est complété par quatre stations de scintillateurs fournies par le Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire de l'Université Paris-Sud 11. L'ensemble permet de caractériser précisément les événements en les classant comme des candidats ou comme des événements fortuits. De nombreux événements de coïncidence scintillateurs/antennes ont effectivement été enregistrés. Cette mesure simultanée permet désormais de signer sans ambiguïté la détection de grandes gerbes et devrait permettre très prochainement de mesurer l'énergie de ces mystérieux rayons cosmiques primaires. De nombreuses voies de recherches, incluant l'étude de certains phénomènes transitoires en astrophysique et en géophysique, s'ouvrent donc pour CODALEMA, car aujourd'hui seul un autre groupe en Allemagne a réuni une expertise similaire dans ce domaine novateur. Figure 1 In 1966, one American (Greisen) and two Russian (Zatsepin and Kuz'min) scientists published at the same time two papers showing that the energy of cosmic rays reaching the Earth's atmosphere should not exceed 10 19,5 eV. But lately, advances in observation techniques revealed certain events whose energy exceeds 10 20 eV. Solving this paradox is one of the most intriguing challenges facing contemporary physics. What are those particles : nuclei, particles predicted by the Grand Unifying Theory, neutrinos ? Where do they come from : cosmic background, localized sources, black holes ? These are some of the questions the CODALEMA experiment attempts to answer. CODALEMA deploys ten antennas The interaction of cosmic rays having an energy of the order of one Joule with the components of the Earth's atmosphere generates large showers of secondary particles. As they fall towards the Earth, the motion of these showers produces a characteristic radio-electric signal. In 2001, CODALEMA 1, an experiment involving laboratories from the Observatoire de Paris (LESIA and Nançay) and the University of Nantes (SUBATECH) sought to give another chance to an old idea : that of detecting this radio emission. Their goal was to determine from the recorded impulsion charactistics, the energy (signal amplitude), direction (by triangulation) and geometry (signal shape and distribution). A first step was finding out that a wide band (0.1-100MHz) and high sensitivity antenna can detect the time variation of the electric field (with a duration of the order of a few 10 -9 seconds). In the end, ten antennas of Nancay's Decametric Array were brought into play for the experiment. In September 2004, the system was completed by the addition of four particle detectors provided by the Paris-Sud 11 University's Linear Accelerator Laboratory. The complete system allows a precise characterization of events by classifying them aseither possible candidates or random events. Numerous cases of particle detectors/antennas agreement have been recorded. From now on, with these simultaneous measurements it is possible to unambiguously establish the possibility of large showers detection by radio and, in the near future, to measure the energy of those mysterious primary cosmic rays. Many research avenues, including the study of certain transient phenomena in Astrophysics and Geophysics, are now open for CODALEMA, while, to date, only one other team in Germany has a similar expertise in this innovative field. 1) COsmic Detector Array of Logarithmic ElectroMagnetic Antennas RDN : antennes utilisées pour CODALEMA RDN : antennas used by CODALEMA Observatoire de Paris Contact : Alain LECACHEUX LESIA +33 (0)1 45 07 77 74 alain.lecacheux@obspm.fr Zoom sur... LE RÉSEAU DÉCAMÉTRIQUE DE NANÇAY (RDN) est dédié à l'étude des environnements magnétisés et ionisés des planètes (principalement Jupiter) et du Soleil. Les observations radio révèlent des phénomènes variables (jusqu'à des échelles de temps très inférieures à la seconde : sursauts "à la milliseconde" de Jupiter, éruptions solaires) et permettent donc d'étudier la structure dynamique de ces environnements. Cet instrument fonctionne entre3 et 30 mètres de longueur d'onde, comporte 144 antennes en hélices spirales réparties sur une surface de 10.000 mètres carrés. NANÇAY DECAMETRIC ARRAY studies the Sun's and the planets'(mostly Jupiter's) magnetized and ionized environments. Radio observations show variable phenomena (up to time scales considerably smaller than one second : Jupiter's bursts « to the millisecond », solar eruptions, and so forth) and permit the study of the dynamical structure of those environments. The system operates at a wavelength of between 3 and 30 m and has 144 spiral helix antennas spread over a 10,000-square meter surface. Figure 1 DIRECTIONS RECONSTITUÉES sur la voûte céleste des impulsions électromagnétiques associées aux gerbes cosmiques détectées par CODALEMA. RECONSTRUCTED DIRECTIONS in the sky of electromagnetic pulses associated with cosmic showers detected by CODALEMA.



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