Magazine Observatoire de Paris n°6 déc 06/jan-fév 2007
Magazine Observatoire de Paris n°6 déc 06/jan-fév 2007
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°6 de déc 06/jan-fév 2007

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 1,8 Mo

  • Dans ce numéro : 2007, année polaire internationale.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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LA GALAXIE D’ANDROMÈDE La voisine de la Voie lactée déploie sa spirale d’étoiles à 2,5 millions d’annéeslumière. THE ANDROMEDA GALAXY The neighbour of the Milky Way deploys its spiral of stars 2.5 million light years away. NOAO/AURA/NSF Contact : Laurent CHEMIN Post-doctorant GEPI +33 (0)1 45 07 76 74 laurent.chemin@obspm.fr EFFELSBERG Le grand radiotélescope allemand de 100 mètres de diamètre. EFFELSBERG The German large radio telescope, of a diameter of 100 metres. Dr Schorsch LA GALAXIE D’ANDROMÈDE À LA PESÉE La grande galaxie spirale d’Andromède rivalise bien en masse avec la Voie lactée. L’observation a été co-dirigée par un chercheur du groupe Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation - GEPI. The large Andromeda spiral galaxy has a mass comparable to that of the Milky Way. A researcher from the Galaxies, Stars, Physics and Instrumentation Laboratory (GEPI) co-supervised the observations. Notre banlieue cosmique - le Groupe local de galaxies - compte deux membres principaux : la Voie lactée, hôte du Soleil, et la grande spirale d’Andromède distante de 2,5 millions d’années-lumière. Mais parmi elles, laquelle domine au juste ? Ni l’une, ni l’autre. Elles arborent un « poids », une masse, équivalente. C’est ce qu’a établi une étude de la galaxie d’Andromède (alias Messier 31) conduite par Claude Carignan de l’Université de Montréal, Québec, et Laurent Chemin du GEPI. Les observations ont été menées à 21 centimètres de longueur d’onde avec les antennes de 100 mètres de diamètre d’Effelsberg, en Allemagne, et de Green Bank en Virginie de l’Ouest, États-Unis. Ce sont les plus grands radiotélescopes d’une seule pièce entièrement orientable. Le résultat est paru le 20 avril 2006 dans Astrophysical Journal. « Andromède renferme 340 milliards de masses solaires de matière comprise dans un rayon de 114 000 années-lumière », explicite Laurent Chemin. « Toutes proportions gardées, cela correspond aux 500 milliards de masses solaires de la Voie lactée jusqu’à une limite de 160 000 années-lumière. » La différence s’explique uniquement par l'étendue des nouvelles données disponibles. En outre, l’estimation confirme que notre belle voisine possède bien un modeste halo composé de matière noire. Éloquente et élégante rotation Le mouvement des astres renseigne sur leur contenu et leur masse. Une étude de F. Zwicky dans les années 1930 révéla que les amas de galaxies recélaient une imposante composante non visible : la - fameuse et mystérieuse - matière sombre. La rotation des galaxies spirales trahit un phénomène similaire. Paradoxe, cependant, les deux plus proches connues, Andromède et la Voie lactée restent difficiles à cerner. Leur distribution de masse est délicate à cartographier. Les travaux récents ont mesuré comment le gaz, constitué d’atomes d’hydrogène neutre, tourne au sein de Messier 31. Entre 65 000 et 114 000 années-lumière du centre, sa vitesse s’avère constante, égale à 815000 kilomètres/heure. Ceci contredit des résultats antérieurs montrant une chute de la vitesse de rotation. Par conséquent, M 31 se comporte bien comme la majorité des galaxies de l’Univers. À la périphérie, la matière invisible compte (au moins) autant que la moitié des étoiles brillantes. C’est peu. Mais l’étude dynamique se poursuit avec le télescope de 1,6 mètre du mont Mégantic et un réseau de sept antennes de 9 mètres, au Canada. 12 - MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°6/ACTUALITÉ DES LABORATOIRES WEIGHING THE ANDROMEDA GALAXY Our cosmic backyard, the Local Group of galaxies, has two main dwellers : the Milky Way, host of the Sun, and the large Andromeda spiral, 2.5 million light years away. Which of the two is the largest ? None of them, actually, because their massis approximately the same. This fact has been established through a study of Andromeda (a.k.a. Messier 31) carried out jointly by Claude Carignan, from the University of Montreal, in Quebec, and Laurent Chemin, from GEPI. The observations were performedat a wave length of 21 cm with the 100-metre antennas at Effelsberg, Germany and Green Bank, West Virginia, in the USA. These are the world’s largest fully steerable radio telescopes. The two researchers reported their result in the 20 April 2006 issue of Astrophysical Journal. « Andromeda contains the equivalent of 340 billion solar masses of matter within a 114,000-light year radius », explains Laurent Chemin. « Relatively speaking, that corresponds to the Milky Way’s 500 billion solar massesup to a distance of 160,000 light years. » The difference can only be explained by the size of the new available data. In addition, the estimate confirms that our spiral-shaped neighbour possesses a modest halo madeup of dark matter. An elegant and revealing rotation The motion of celestial bodies provides astronomers with information about their mass and structure. In this respect, galaxy clusters have revealed the presence of a significant, non-identified component : the famous and mysterious dark matter. The rotation of spiral galaxies indicates that a similar phenomenon is at work, but the two closest, Andromeda and the Milky Way, are not about to reveal their secrets, for their distribution of massis difficult to map. Recent studies have measured how the gas, madeup of atoms of neutral hydrogen, revolves in Messier 31. At a distance of between 65,000 and 114,000 light years from the centre, its velocity is constant and equal to 815,000 km/h. This contradicts previous controversial results and M 31 really behaves like most other galaxies in the universe. In the outer region, the invisible matter is (at least) as massive as half the bright stars. Which is not much, but the dynamical studies continue with the 1.6-metre telescope at Mont Mégantic and a network of seven 9-meter antennas, in Canada. GREEN BANK L’antenne de 100 mètres, en Virginie de l’Ouest, est plus haute que la statue de la liberté. The 100-metre antenna in West Virginia is taller than the Statue of Liberty. NRAO/AUI
C’est la galaxie spirale la plus proche et la plus évidente. Remarquée dès l’an 905 par le Perse Al Sufi, elle se repère à l’œil nu dans le ciel d’automne boréal. Cet objet correspond au 31 e recensé, en 1764, par le Français Charles Messier. En 1923, il a également révélé à l'Américain Edwin Hubble que les galaxies étaient des univers-îles. Pour autant, la grande galaxie d’Andromède renferme encore une large part d’inconnu. La preuve : « elle a été frappée presque de plein fouet dans une rencontre subie voici 210 millions d’années », explique Françoise Combes du LERMA, auteur des travaux avec Frédéric Bournaud au sein d’une équipe internationale. Ce résultat remarquable, publié le 19 octobre dans Nature, « provient d’observations effectuées à 8 microns de longueur d’onde avec la caméra infrarouge du télescope spatial Spitzer. L’analyse s’est appuyée sur des simulations au moyen de supercalculateurs vectoriels. » Choc des mondes L’histoire bousculée de Messier 31 explique sa morphologie, une énigme vieille de vingt ans. En effet, le rayonnement capté reflète l’émission de poussières froides et de macromolécules complexes d’hydrocarbures polycycliques aromatiques (PAH). Or, celles-ci dessinent un premier anneau extérieur bien connu : excentré et éventré par endroit, de 60 000 années-lumière de diamètre. En outre, la partie externe du disque de la galaxie apparaît voilée, gauchie, gondolée. Dans ce contexte, les études menées dans l’espace ont abouti à la découverte d’un second anneau, plus petit, intérieur, décentré et de 5 000 années-lumière de long. Jusqu’ici, son existence était restée masquée par la lumière des étoiles du bulbe au centre. Environ 60 crash tests numériques ont été conduits sur ordinateur afin de rendre compte du mouvement du gaz, de la matière noire et des étoiles. La galaxie était représentée par un million de points, avec une précision de 1000 années-lumière.Verdict : les deux anneaux superposés aux morceaux de spirale trame de l’univers-île sont des ondes de densité. Elles se propagent et s’étendent, comme les ronds d’une pierre jetée dans l’eau. Le coupable ici n’est autre que la galaxie naine elliptique voisine, Messier 32. La compagne - alors plus massive - a percuté puis traversé Andromède presque au cœur. Un avant-goût du choc des mondes prévu avec la Voie lactée, d’ici 3 milliards d’années. MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°6/ACTUALITÉ DES LABORATOIRES - 13 ANDROMÈDE VICTIME D’UNE COLLISION FRONTALE ANDROMEDA INVOLVED IN A HEAD-ON COLLISION La grande galaxie d’Andromède a eu une histoire chahutée. Deux chercheurs du Laboratoire d'Étude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique - LERMA le prouvent. The large Andromeda galaxy had an agitated history, as two researchers from the Laboratory for the Study of Radiation and Matter in Astrophysics (LERMA) demonstrate. ANDROMÈDE EN INFRAROUGE. L’image du télescope spatial Spitzer montre la spirale et les deux anneaux, interne et externe. ANDROMEDA IN INFRARED. This image from the Spitzer space telescope shows the spiral and the two rings, the internal and the external. NASA/LERMA – Observatoire de Paris/CNRS/CEA It’s the closest and most conspicuous spiral galaxy. Already spotted in 905 by the Persian astronomer Al Sufi, it is visible to the naked eye in the northern autumn sky.This celestial object is the 31 st on the list drawn by the French astronomer Charles Messier in 1764, and in 1923, it also suggested to the American astronomer Edwin Hubble the idea that galaxies are island universes. Despite its proximity, the large Andromeda galaxy has not yet revealed all its secrets. « Andromeda was hit almost head-on in a violent collision that took place 210 million years ago, » explains Françoise Combes from LERMA, who worked on the project together with Fréderic Bournaud as part of an international team. This remarkable fact, which was reported in the 19 October issue of Nature, « is the result of observations carried out at a wavelength of 8 microns with the infrared camera of NASA’s Spitzer space telescope. The analysis was based on simulations performedon vector supercomputers. » Collision of worlds Messier 31’s bumpy history explains its morphology, a twenty-yearold enigma. In fact, the detected radiation shows the emission of cold dust and complex macromolecules of polycyclic aromatic hydrocarbures (PAH). These forma well-known external first ring, off-centre and ruptured at places, with a diameter of 60,000 light-years. In addition, the external region of the galaxy’s disk appears hazy and warped. In this context, space observations led to the discovery of an internal second ring, smaller, off-centre, and 5,000 light-years long. Until now, its existence had been masked by the light from the stars in the galaxy’s bulge. Some 60 numerical crash tests were performedonthe computer to account for the motion of the gas, the dark matter, and the stars. The galaxy was represented by one million points, with a precision of 1,000 light-years.The verdict : the two rings superposed to the spiral pieces of the island universe are density waves. They propagate and expand, like the rings produced by a stone thrown into a pond. The culprit here is none other than the neighbouring elliptic dwarf galaxy Messier 32. The companion, then about twice as massive as today, smashed through the disk of Andromeda almost at its centrea foretaste of the predicted collision of worlds with the Milky Way, three billion years from now. Pour en savoir plus/Further information:• « An almost head-on collision as the origin of two off-centre rings in the Andromeda galaxy », Nature, 19 octobre 2006 http://arxiv.org/abs/astro-ph/0610543• Vidéo téléchargeable sur/Downloadable video at : http://www-dapnia.cea.fr/Phys/Sap/Actualites/Breves/bournaud061019/• Site de l’Observatoire/Observatoire’s site : http://www.obspm.fr/actual/nouvelle/oct06/m31.fr.shtml COLLISION SIMULÉE : LE FILM La galaxie heurtée M 31 évolue au fil des millions d’années. En rouge, la trajectoire de sa compagne naine M 32. SIMULATED COLLISION : THE MOVIE The struck M 31 galaxy’s evolution through millions of years. In red, the trajectory of its dwarf companion, M 32. LERMA – Observatoire de Paris/CNRS/CEA Contacts : Françoise COMBES Astronome LERMA +33 (0)1 40 51 20 77 francoise.combes@obspm.fr Frédéric BOURNAUD Post-doctorant LERMA CEA +33 (0)1 69 08 55 08 frederic.bournaud@cea.fr



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