Magazine Observatoire de Paris n°3 déc 05/jan-fév 2006
Magazine Observatoire de Paris n°3 déc 05/jan-fév 2006
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°3 de déc 05/jan-fév 2006

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 26

  • Taille du fichier PDF : 2,3 Mo

  • Dans ce numéro : naissance de l'Institut Francilien de Recherche sur les Atomes Froids.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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ANTENNES PYRAMIDALES L’Initial Test Station néerlandaise compte aujourd’hui 60 antennes comme celles-ci. PYRAMIDAL ANTENNAS The Dutch Initial Test Station has now 60 antennas of the type shown. P.Zarka, LESIA - Observatoire de Paris Contact : Philippe ZARKA LESIA +33 (0)1 45 07 76 63 philippe.zarka@obspm.fr ÉMISSION DE JUPITER Signature temps-fréquence d’un « orage radio » de Jupiter le 22 juin 2004, au réseau décamétrique de Nançay. EMISSION ON JUPITER Time-frequency signature of a « noise storm » on Jupiter on 22 June 2004, at Nançay’s decametric array. P.Zarka, LESIA - Observatoire de Paris UNIVERS PRIMORDIAL Un milliard d’années après le Big Bang, les premières étoiles auraient commencé à réchauffer l’Univers : LOFAR devra le confirmer. Simulation de filaments de matière primordiaux. PRIMORDIAL UNIVERSE Astronomers believethat one billion years after the Big Bang, the first stars begun to heatup the Universe. LOFAR should confirmthis conjecture. Simulation of primordial filaments of matter. LOFAR/Astron LOFAR : UN GRAND RADIOTÉLESCOPE EUROPÉEN BASSES FRÉQUENCES LOFAR : EUROPE’S LARGE LOW-FREQUENCY RADIOTELESCOPE 10 - MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°3/ACTUALITÉ DES LABORATOIRES Un immense réseau de 25 000 antennes déployées, par grappes, sur des distances de 400 voire 1000 kilomètres. Voilà ce que commencent à construire les astronomes européens. Enjeu : détecter le Soleil, Jupiter, les exoplanètes, des étoiles en éruption, des galaxies lointaines et un écho du Big Bang. La station de radioastronomie de Nançay s’implique. A huge network of 25,000 antennas, deployed in clusters over distances going from 400 to 1,000 kilometers, is under construction in Europe. Its goal : to detect the Sun, Jupiter, exoplanets, flaring stars, distant galaxies and an echo of the Big Bang. Nançay radioastronomy station participates in the project. La radioastronomie est née en 1931, sous l’impulsion de l’Américain KarlJansky. Puis, elle s’est développée pendant la Seconde Guerre mondiale avec l’invention du radar. La station française de Nançay a alors vu le jour en Sologne, près d’Orléans. « Aujourd’hui, une nouvelle évolution se prépare. Elle met sur pied le plus grand radiotélescope jamais conçu afin d’explorer le domaine des ondes de très basses fréquences qui s’étend entre 10 et 240 mégahertz », indique Philippe Zarka du Laboratoire d’Études Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique - LESIA. « On devrait ainsi pouvoir accéder à un large éventail de phénomènes célestes encore inconnus. » Nom de code : LOFAR, pour Low Frequency Array. Les Pays-Bas ont donné le coup d’envoi en 2004, en installant un premier groupe de 60 antennes à Exloo près de Dwingeloo. D’ici 2007, le réseau comprendra 4 500 éléments de réception pour 60 millions d’euros. Puis, l’Allemagne et la Suède ont suivi. « Du côté français, nous apportons de sérieuses compétences en matière d’analyse du signal et de rejet des parasites. Nous réalisons aussi des tests avec les 144 antennes en hélices du réseau décamétrique conçu par André Boischot à Nançay », précise le chercheur. On évalue ainsi la possibilité d’effectuer des observations coordonnées, à 1000 kilomètres de distance du centre néerlandais. Une communauté – croissante – de 20 à 30 scientifiques est concernée. « Si le résultat s’avère positif, ce sera un argument en faveur de la possibilité d’héberger une station de quelques centaines, voire milliers d’antennes en France ». Coût de construction estimé : 250 000 euros. Instrument d’astronomie universel Les perspectives sont nombreuses et inédites. Longtemps, l’astronomie des basses fréquences, de 10 à 100 mégahertz, est restée limitée en raison des grandes longueurs d’ondes associées, de 3 à 30 mètres. Et de la taille des instruments. C’en est fini. L’électronique numérique rapide vient au secours de cette fenêtre sur l’Univers. Le principe consiste à synthétiser artificiellement un télescope de taille sub-continentale avec un dispositif qui, en 2010, devrait compter 25000 antennes en formes de pyramides hautes de 2 mètres. L’ensemble sera réparti avec soin. La combinaison des informations recueillies aboutira à une sensibilité 100 fois meilleure et une définition 1000 fois supérieure à celle du réseau décamétrique de Nançay. On pourra traquer les soubresauts du Soleil et de Jupiter mais aussi les exoplanètes, des astres en éruption, des galaxies lointaines, voire l’écho de la période de « renaissance » qui a réchauffé et ré-ionisé l’Univers après l’apparition des premières étoiles… un milliard d’années après le Big Bang ! LOFAR incarne aussi un galop d’essai technologique avant le Square Kilometer Array, SKA 1 de 2015. Radioastronomy was born in 1931, following the discovery of cosmic radio waves by the American engineer KarlJansky, and was further developed during World War II with the invention of the radar. France’s Nançay station was then built in Sologne, near Orléans. « Today, a new revolution is in the making, with the construction of the largest radiotelescope ever built in order to explore the range of very low frequencies, those between 10 and 240 megahertz », says Philippe Zarka, from the Laboratory for Space Studies and Astrophysics Instrumentation (LESIA). « We should then be able to study a large spectrum of stillunknown celestial phenomena. » Codename : LOFAR, for Low Frequency Array. The Netherlands started in 2004, with the deployment of a first group of 60 antennas in Exloo, near Dwingeloo. In 2007, the array will involve 4,500 receiving elements for a total cost of 60 million euros. Then, Germany and Sweden followed. « As for the French contribution to the project, we shall provide our solid expertise in signal analysis and interference removal. We are also carrying out tests with the 144 helicoidal antennas of the decametric network designed by André Boischot at Nançay », adds P.Zarka. They are also considering the possibility of simultaneous observations with the Dutch center, 1,000 kilometers away. A growing community of 20 to 30 scientists is involved. « If the tests are successful, it will help us argue for the construction of a station with hundreds, even thousands, of antennas here in France ». Estimated construction cost : 250,000 euros. A UNIVERSAL ASTRONOMICAL INSTRUMENT The prospects are multiple and totally new. For a long time, the development of low-frequency astronomy, from 10 to 100 megahertz, was hampered by the size of the corresponding wavelengths, from 3 to 30 meters, and the size of the instruments. But that time is now over. High-speed digital electronics comes to the help of this window on the Universe. The principle consists in building a virtual telescope of sub-continental size with a carefully deployed network of 25,000 antennas shaped as 2-meter-high pyramids. The combination of the information received will possess a sensitivity one hundred times better and a definition one thousand times higher than those of Nançay’s decametric array. It will now be possible to monitor the activity of the Sun and Jupiter, but also exoplanets, erupting stars, distant galaxies, even the echo of the period of « rebirth » that heated and re-ionized the Universe following the creation of the first stars, one billion years after the Big Bang. LOFAR willalso serve as a technology trial run before the Square Kilometer Array (SKA) 1 starts operating in 2015. (1) Voir article, Le Magazine de l’Observatoire de Paris, n°1, p.9, March 2005. See « Radioastronomy’s future giant », Observatoire de Paris : The Magazine, n°1, p.9, March 2005.
MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°3/ACTUALITÉ DES LABORATOIRES - 11 SYLVIA : MÉNAGE CÉLESTE À TROIS SYLVIA : MÉNAGE À TROIS IN THE SKY Les astéroïdes qui se comptent par millions sont les résidus de la formation des planètes du Système solaire. Ces petits objets sont très difficiles à observer, mais leur étude nous ouvre une fenêtre sur les débuts de la formation des planètes. Une équipe franco-américaine composée notamment de chercheurs de l’Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Éphémérides - IMCCE a découvert que l’astéroïde (87) Sylvia ne possédait pas une lune mais deux, devenant ainsi le premier système astéroïdal triple jamais observé. The millions of asteroids that crisscross the sky are remnants from the formation of the planets in the Solar system. These small objects are very difficult to observe, but their study may reveal some of the secrets of the beginnings of planetary formation. A French-American team that includes researchers from the Institute for Celestial Mechanics and Computation of Ephemerides - IMCCE has discovered that the (87) Sylvia asteroid had not just one moon but two, the first triple asteroidal system ever observed. Nombre d’astéroïdes font aujourd’hui l’objet d’une surveillance par intermittence. Découvert en 1866, l’astéroïde (87) Sylvia est l’un des plus grands connus de la « ceinture principale » d’astéroïdes située entre les orbites de Mars et de Jupiter. Les astronomes savaient depuis 2001 qu’un autre astéroïde, plus petit, tournait autour de lui ; en 2004, ils ont découvert qu’un deuxième corps gravitait autour de (87) Sylvia. Rhéa Sylvia étant la mère mythologique des fondateurs de Rome, l’équipe de découvreurs a proposé à l’Union Astronomique Internationale de baptiser les deux petits satellites… Romulus et Rémus ! Rémus mesure environ 7 km et effectue une révolution complète autour de son astéroïde parent en 33 heures, tandis que Romulus, avec ses 18 km, parcourt son orbite en 87,6 heures. Pour mener à bien cette étude, l’équipe franco-américaine a utilisé le nec plus ultra de l’instrumentation astronomique actuelle : Yepun, l’un des quatre télescopes de 8 m du VLT, équipé d’un système d’optique adaptative permettant de s’affranchir des effets nuisibles de l’atmosphère. Ces observations, qui se sont déroulées entre août et octobre 2004 et ont été publiées le 11 août 2005 dans la revue Nature, ont également permis aux chercheurs de mesurer la masse et la densité de Sylvia ainsi que la caractéristique principale du champ gravitationnel liée à sa structure interne et à sa forme irrégulière. Capturés ou éjectés ? Depuis 1993, année de la découverte du premier astéroïde binaire Ida par la sonde spatiale Galileo, la découverte de systèmes binaires est allée en s'accroissant, notamment grâce à l'observation au sol avec la technique de l'optique adaptative appliquée sur les plus grands télescopes mondiaux. La découverte du premier système triple est un nouveau défi posé aux astronomes et mécaniciens célestes quant à son origine. (87) Sylvia est un astéroïde de type "rubble pile", c'est-à-dire qu'il est constitué de fragments dont la cohésion est uniquement assurée par la gravitation. Ce "tas de gravats" est le résultat de processus catastrophiques liés à une évolution collisionnelle intense. Est-ce à cette occasion que les deux petites lunes ont été capturées gravitationnellement ? Sont-elles au contraire issues de l'astéroïde Sylvia lui-même suite à une instabilité rotationelle qui aurait provoqué l'éjection de matière du corps parent ? En apportant des éléments de réponse à ces questions, c’est toute notre compréhension de l'évolution passée du Système solaire que les chercheurs font progresser. ÉQUIPE FRANÇAISE/FRENCH TEAM Pascal Descamps, IMCCE - Observatoire de Paris Daniel Hestroffer, IMCCE - Observatoire de Paris Jérôme Berthier, IMCCE - Observatoire de Paris A number of asteroids are nowadays the object of observations. Discovered in 1866, (87) Sylvia is one of the largest known asteroids from the « main asteroid belt » located between the orbits of Mars and Jupiter. Astronomers knew since 2001 that another, smaller, asteroid revolved around it, and in 2004 they discovered a second object orbiting (87) Sylvia. Rhéa Sylvia being the mythical mother of the twins who founded Rome, the team that made the discovery suggested to the International Astronomical Union that the two small moons be called… Romulus and Remus. Remus measures about 7 km and completes a revolution around its parent asteroid in 33 hours, while the larger (18 km) Romulus takes 87.6 hours. In order to carry out these observations, the French-American team employed the best instrument available for astronomical observations : Yepun, one of the four 8-meter telescopes of the VLT, equipped with an adaptive optics system that compensates for atmospheric turbulence. The observations, which took place between August and October 2004 and were reported in the 11 August 2005 issue of Nature, also allowed the team to measure Sylvia’s mass and density, as wellas the main characteristic of the gravitational field generated by its internal structure and irregular shape. Captured or ejected ? Since 1993, the year when Ida, the first binary asteroid system, was discovered by the Galileo spacecraft, the sightings of binary systems are on the raise, thanks in particular to ground-based observations using applied adaptive optics on the largest telescopes around the world. The origin of the recently discovered first triple system is a mystery for astronomers and specialists in celestial mechanics. (87) Sylvia is a « rubble-pile » type asteroid, that is, it is madeup of fragments held together only by gravity. Such a rubble pile is the result of catastrophic processes due to an intense collision evolution. Was it during this period that the two small moons were captured by gravity ? Or do they rather come from Sylvia itself following a rotational instability that resulted in the ejection of matter from the parent asteroid ? Answers to these questions will help astronomers to better understand the past evolution of the Solar system. ÉQUIPE AMÉRICAINE/AMERICAN TEAM Franck Marchis, Department of Astronomy - University of California at Berkeley UNE DES IMAGES de la découverte prise le 9 août 2004 dans le proche infrarouge (2,2 microns) sur le télescope de 8 m du VLT. ONE OF THE PICTURES of the discovery taken on 9 August 2004 in near infrared (2.2 microns) by the VLT 8-meter telescope. Droits réservés/All rights reserved Contact : Pascal DESCAMPS IMCCE +33 (0)1 40 51 22 68 pascal.descamps@imcce.fr POSITIONS DE RÉMUS ET ROMULUS D’AOÛT À OCTOBRE 2004 La forme de (87) Sylvia, d’une taille de 280 km, est visible sur cette image et est montrée dans la loupe. POSITIONS OF REMUS AND ROMULUS FROM AUGUST TO OCTOBER 2004 The shape of (87) Sylvia, of a size of 280 km, appears on the picture and is shown in the enlargement. Marchis et al., 2005, Nature, UC - Berkeley/IMCCE - Observatoire de Paris



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