Magazine Observatoire de Paris n°7 mar/avr/mai 2007
Magazine Observatoire de Paris n°7 mar/avr/mai 2007
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°7 de mar/avr/mai 2007

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 2,1 Mo

  • Dans ce numéro : retour sur Corot, l'aventure ne fait que commencer.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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VERY LARGE TELESCOPE Les quatre télescopes géants de 8 mètres. The four 8-metre giant telescopes. ESO Contacts : Aurélie LECUREUR Doctorante GEPI +33 (0)1 45 07 71 61 aurelie.lecureur@obspm.fr Vanessa HILL Chargée de recherche CNRS GEPI +33 (0)1 07 78 27 vanessa.hill@obspm.fr Ana GÓMEZ Astronome GEPI +33 (0)1 07 78 43 ana.gomez@obspm.fr GIRAFFE/FLAMES Le spectrographe multi-objet à fibre optique, équipement du VLT construit en partie à l’Observatoire de Paris. The multi-element fibre-optic spectrograph, a component of the VLT partly built at the Observatoire de Paris. ESO 10 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°7/MARS 2007/RECHERCHE - GEPI VOIE LACTÉE : UN CŒUR FOUGUEUX ET PRÉCOCE THE MILKY WAY’S EARLY AND FIERY HEART Les origines de la Galaxie se précisent. Trois chercheuses du laboratoire Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation - GEPI revisitent sa formation et l’éclairent d’un jour nouveau. Three researchers from the Galaxies, Stars, Physics and Instrumentation Laboratory (GEPI) throw a new light on the formation of our Galaxy. C’est un trio féminin brillant : Aurélie Lecureur et ses directrices de thèse, Vanessa Hill et Ana Gómez, affinent le scénario de la naissance de notre univers-île. Selon elles, la Galaxie aurait eu une histoire très tôt tourmentée. Le bulbe, renflement marqué au milieu de la structure de spirale étendue, se serait constitué plus rapidement que le reste. L’étude de la composition des étoiles a été conduite en collaboration avec Manuela Zoccali (Chili) et Beatriz Barbuy (Brésil) grâce au télescope Kueyen de 8 mètres de diamètre au sein du quatuor européen du Very Large Telescope, sur le Cerro Paranal au Chili. « Nous avons mesuré la teneur en oxygène, sodium, magnésium, aluminium et fer de 50 géantes rouges dans quatre directions de la constellation du Sagittaire », explique Aurélie Lecureur. Là : « Surprise ! nous nous sommes aperçues que la signature génétique - ou pedigree - de ces astres différait parfois de 50% de celle en vigueur au voisinage du Soleil. » La naissance de la Galaxie La Voie lactée compte peut-être 300 milliards d’étoiles. Elle se présente comme une spirale brillante de 90 000 années-lumière de diamètre. Le bulbe rond, au centre, abriterait un énorme trou noir. Le Soleil et la Terre s’en tiennent à 26 000 années-lumière de distance, séparés par des nuées de gaz et de poussières. Jusque-là, on pensait que le cœur avait pu se former lentement par migration de la matière du disque alentour. Mais les résultats exposés dans Astronomy & Astrophysics 1 semblent s’inscrire en faux. Ils sont basés sur les observations conduites avec le spectrographe GIRAFFE/FLAMES du VLT. Celuici permet d’analyser le rayonnement et la composition chimique des étoiles. Au final, à teneur en fer donnée, il apparaît nettement que les étoiles du bulbe s’avèrent plus riches en oxygène que celles du disque. Ceci signe l’action antérieure de générations d’étoiles massives qui ont rapidement explosé en supernovae de type II. En définitive, la population du bulbe ne posséderait aucun lien de parenté avec celle du disque. On savait déjà que ces géantes étaient vieilles de plus de 10 milliards d’années ; elles sont nées pendant le premier quart d’évolution de l’Univers après le Big Bang. Il s’avère ici qu’elles sont apparues en moins d’un milliard d’années, dans de vastes salves de flambées d’activité. Le disque se serait bâti ensuite. Ce résultat ouvre des perspectives intéressantes sur la compréhension de la formation des galaxies en général, un phénomène mal connu à l’heure actuelle. (1) A&A 457, L1-L4 (2006). According to Aurélie Lecureur and her thesis supervisors, Vanessa Hilland Ana Gómez, our Galaxy appears to have had a turbulent history from its very beginning. This brilliant all-female trio of researchers suggests that the bulge at the centre of the Milky Way’s spiral structure formedrelatively quickly, faster than the rest of the galaxy. Their study of the composition of the stars was carried out in collaboration with Manuela Zoccali (Chile) and Beatriz Barbuy (Brazil) using the 8-metre Kueyen telescope, one of the four in the array makingup the European Very Large Telescope at Mount Paranal, in Chile. « We measured the oxygen, sodium, magnesium, aluminium, and iron content of 50 red giants in four different directions of the Sagittarius constellation », explains Aurélie Lecureur. « We were in for a surprise. We realized that the genetic signature—or pedigree—of such stars wasup to 50 per cent different from that of those in the Sun’s neighbourhood ». The birth of our Galaxy There are perhaps 300 billion stars in the Milky Way, which has the shape of a bright spiral 90,000 light-years in diameter. In the nearly spherical bulge at the centre there would be a huge black hole. The Sun and the Earth are 26,000 light-years away, separated by clouds of gas and dust. Until now, it was believed that the bulge could have slowly formedfrom migration of matter from the surrounding disk. But the results published in Astronomy & Astrophysics 1 seem to contradict this assumption. They are based on observations carried out with FLAMES/GIRAFFE spectrograph of the VLT that allows astronomers to analyse the radiation and chemical composition of stars. In conclusion (for a given iron content), it clearly appears that stars in the bulge are richer in oxygen than those in the disk. This is evidence of the previous activity of generations of massive stars that have rapidly exploded into type II supernovae. All this indicates that the bulge star population would have nothing in common with that of the disk. It was known that those giant stars were more than 10 billion years old ; they were born during the first quarter of the Universe’s evolution after the Big Bang. It now turns out that they appeared in less than one billion years, during intense bursts of star formation activity. As for the disk, it would then have been created. This result opensup some interesting possibilities for the understanding of galaxy formation in general, a phenomenon still lacking a satisfactory explanation. VOIE LACTÉE Un demi-milliard d’étoiles et le bulbe de la Galaxie, en infrarouge. THE MILKY WAY Half a billion stars and the galaxy bulge, in infrared. 2MASS/J. Carpenter, T. H. Jarrett, R. Hurt
MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°7/MARS 2007/RECHERCHE - NANÇAY – 11 KLUN : TOUTE LA RICHESSE DE L’HYDROGÈNE KLUN : TAPPING HYDROGEN’S WEALTH OF INFORMATION Le grand radiotélescope de la station de radioastronomie de Nançay obtient des données de premier ordre pour l’étude de la distance des galaxies, de leur cinématique et même pour l’évaluation de certains paramètres cosmologiques. Cela grâce au programme KLUN, mené par le département Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation - GEPI, qui parviendra à son terme dans quelques mois. The large radio telescope at the Nançay radio astronomy station provides first-rate information for the study of galactic distances, galaxy kinematics and the determination of certain cosmological parameters. All that thanks to the KLUN program, run by the Galaxies, Stars, Physics and Instrumentation Laboratory (GEPI), to be completed in the coming months. C’est l’une de ses spécialités. Le radiotélescope de Nançay, qui a été optimisé pour cela, observe le spectre des galaxies, en particulier la raie de l’hydrogène, à la longueur d’onde de 21 cm. L’instrument est même devenu le deuxième contributeur au monde pour ce genre de recherche après le radiotélescope d’Arecibo, à Porto Rico 1. Cet effort est toujours en cours 2 grâce au programme KLUN - Kinematics of the Local UNiverse que dirige Gilles Theureau, du laboratoire GEPI. Les données obtenues sont en effet d’une grande richesse, surtout depuis que l’instrument de Nançay a gagné en sensibilité grâce à la dernière rénovation de l’année 2000. Avant tout, elles donnent une mesure indirecte de la distance des galaxies en question. La raie de l’hydrogène est en effet d’autant plus large que ces assemblages d’étoiles, de gaz et de poussières tournent rapidement sur eux-mêmes. Or, cette vitesse de rotation est directement liée, par les lois de la gravitation, à la masse totale de la galaxie. Comme les chercheurs connaissent statistiquement quelle est la proportion de matière visible (et de matière noire) au sein de cette masse, ils déduisent la luminosité intrinsèque de la galaxie. Et, en la comparant à la luminosité observée, ils parviennent à connaître la distance qui nous en sépare, de la même manière qu’un phare en mer paraît d’autant moins brillant qu’on en est éloigné. Connaissance des paramètres cosmologiques Mais ce n’est pas tout. L’étude de la cinématique des galaxies, c’est-à-dire de leurs mouvements, fournit une mesure de certains paramètres des modèles cosmologiques. Les chercheurs sont ainsi capables d’évaluer la constante de Hubble, ou taux d’expansion globale de l’Univers. Comme les vitesses des galaxies sont localement influencées gravitationnellement par la présence d’un amas de galaxies à proximité, par le voisinage d’une « bulle » de vide, etc., de telles études donnent aussi accès à la distribution de la masse totale dans l’Univers. Elles permettent aussi d’en évaluer la densité globale. Et ce ne sont que quelques exemples… Cependant, dans quelques mois, KLUN touchera à sa fin. Dans le monde, 20 000 spectres de galaxies à 21 centimètres de longueur d’onde, qui correspond à la raie de l’hydrogène, ont été obtenus. Dont 8 000 pour le seul radiotélescope de Nançay. « Contrat rempli », estime Gilles Theureau. One of the main uses of the Nançay radio telescope is the observation of galaxy spectra, in particular the line of hydrogen, at a wavelength of 21 cm. The powerful instrument has become the second in importance for that type of research, after the one in Arecibo, Puerto Rico 1. These observations are currently being performed2 under the KLUN (Kinematics of the Local UNiverse) program headed by Gilles Theureau, from GEPI. The data so obtained provide a wealth of information, especially after the instrument increased its sensitivity following its latestupgrade in 2000. Most of all, the data provide indirect measurements of galactic distances, for the wider the line of hydrogen, the faster those collections of stars, gas and dust revolve around themselves. This rotation speed is directly related to the galaxy’s total mass through the laws of gravitation. Given that researchers know, statistically, the proportion of visible matter (and of dark matter) of such a mass, they can deduce the intrinsic luminosity of the galaxy. Finally, after comparing it with the observed luminosity, they can calculate the distance between the galaxy and the Earth, in the same way that, at sea, a distant lighthouse appears dimmer than one close by. Determining cosmological parameters But there is more. The study of galaxy kinematics, that is, of their motion, provides a measurement of certain parameters that appear in cosmological models, such as Hubble’s constant or the global expansion rate of the Universe. Since, due to gravitation, galaxy speeds are locally affected by nearby galaxy clusters, vacuum « bubbles », and so forth, the data carries information on the total distribution of massin the Universe. Its global density can thus be evaluated — and this is just one example. In a few months, the KLUN program will come to an end. Of the 20,000 galaxy spectra at a wavelength of 21 cm. (the line of hydrogen) obtained throughout the world, 8,000 come from Nançay. « We got the job done », says Gilles Theureau with satisfaction. L’UNE DES ANTENNES du radiotélescope décimétrique de Nançay. Ce miroir de 8 000 m² est constitué de dix panneaux alignés sur un même axe, représentant 400 tonnes mobiles à chaque observation. ONE OF THE ANTENNAS of the Nançay radio telescope. This 8,000-square metre mirror is madeup of ten panels linedup along an axis, a total of 400 tons that shift with each observation Observatoire de Paris (1) Spectres accessibles sur/The spectra can be found at : http://klun.obs-nancay.fr (2) Dernière publication/Latest publication : « Kinematics of the Local universe », XIII, A&A, à paraître en 2007. COUPE DE L’UNIVERS jusqu’à 8 000 km/s de vitesse radiale. Au centre se trouve la Voie lactée. On a représenté par un code de couleurs les vitesses, dites « particulières », qui se superposent au mouvement d’expansion général des galaxies. Le bleu représente les vitesses d’approche, le rouge les vitesses d’éloignement des galaxies (points noirs) par rapport à nous. Up to 8,000 km/s radial speed SECTION OF THE UNIVERSE. The Milky Way appears at the centre. The speeds, known as « particular speeds » and which are added to the general expansion motion of the galaxies, are represented in different colours. Approaching speeds appear in blue, while those of the galaxies moving away from us (black dots) are represented in red. G. Theureau, USN - Observatoire de Paris Contact : Gilles THEUREAU Astronome GEPI +33 (0)2 38 25 53 10 theureau@cnrs-orleans.fr



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