Télescopes, Radiotélescopes d'aujourd'hui et de demain...

Le télescope infrarouge Sofia, embarqué à bord d'un Boeing 747 de la Nasa, a fait sa première observation le 26 mai 2010.

Ce vol de 6 heures, au départ de Palmdale, en Californie, est l'aboutissement de plus de dix ans de mise au point pour cet instrument à mi-chemin entre les télescopes terrestres et spatiaux.

Le télescope Sofia à bord de son Boeing 747 observe le ciel infrarouge depuis la stratosphère. Crédit: NASA.

Première lumière sur Jupiter
Pour sa première lumière, le télescope Sofia a visé Jupiter.

Les résultats obtenus se montrent meilleurs que ceux attendus. Le télescope est stable, et son système de pointage performant. L'image est certes moins fine qu'une bonne photo d'amateur. C'est normal: on perd en résolution en observant dans l'infrarouge.

Jupiter vu par SOPHIA. Crédit: NASA.

Sofia a également observé la galaxie M82. Dans l'infrarouge, le télescope est capable de voir à travers les nuages de poussières de la galaxie, comme le montre la photo ci-dessous.

M82 vue par SOPHIA. Crédit: NASA.

« Avec ce vol, Sfia entame une carrière de 20 ans, qui va permettre une grande variété d'observations impossibles à effectuer depuis le sol et avec les télescope spatiaux actuels », souligne John Morse, de la Nasa.

Échapper à la vapeur d'eau
Spécialisé dans l'observation du ciel infrarouge, le télescope de 2,5 m de diamètre est emporté dans la stratosphère. À une altitude de 11 km, Sofia http://www.sofia.usra.edu/ échappe à 99% de l'humidité contenue dans l'air et accède ainsi à plus de 80% de la lumière infrarouge émise par les astres.

Un temps de pose de quelques minutes lui suffit pour obtenir des images nécessitant des heures d'observation depuis le sol.

SOFIA: le télescope à bord d'un D747. Crédit: NASA.

Installé dans la partie arrière du fuselage du fuselage d'un Boeing 747 modifié, l'instrument est protégé par une trappe qui s'ouvre en vol, comme le montre la vidéo ci-dessous (ou sur You Tube).

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/evenement/5420_sophia-la-naissance-d-un-telescope-volant

L'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge (Sofia), embarqué dans un avion, un programme conjoint de la Nasa et du Centre aérospatial allemand, vient de réaliser une première série de clichés. Bonne nouvelle: leur qualité dépasse les attentes des ingénieurs et des astronomes. Sofia pourrait commencer à travailler cet automne et espérer sa retraite dans 20 ans.

Les premières images de Sofia (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) n’ont aucun caractère scientifique. Elles ont été réalisées en conditions de vol réel pour démontrer la stabilité du télescope et sa capacité à pointer une cible sans bouger. Les trois miroirs du télescope (le primaire, le secondaire et le tertiaire) sont installés à l’arrière du fuselage du Boeing 747SP, une trappe coulissante s'ouvrant en vol.

L’électronique et les instruments sont, eux, installés au centre de l’appareil dans un compartiment pressurisé, là où travaillent l’équipage et les scientifiques. Il fallait s’assurer que le vent qui s’engouffre dans le compartiment où il est logé ainsi que les soubresauts du Boeing ne créent pas des vibrations capables de perturber les observations et compromettre le pilotage voire endommager la structure de l'avion.

Le télescope installé dans la partie arrière du fuselage de ce Boeing 747SP modifié, baptisé Clipper Lindbergh. © Nasa

Pari technologique gagné
Le pari d’un télescope embarqué à bord d’un avion volant jusqu'à la limite basse de la stratosphère est donc en passe d’être gagné. L'avion volera entre 12 et 14 km d'altitude, au-dessus des couches atmosphériques qui absorbent la majorité du rayonnement infrarouge venant du cosmos. L'instrument s’affranchira ainsi des turbulences qui limitent les performances des télescopes terrestres observant dans l’infrarouge. Situé au-dessus de plus de 99% de la vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère terrestre, Sofia captera 80% de plus de lumière infrarouge qu’un télescope au sol.

L’image de Jupiter montre la chaleur résiduelle de la planète piégée lors de la formation de la planète, visualisée à travers les trous dans la couverture nuageuse. Quant à la galaxie M 82, la performance réside dans le fait qu’il a fallu seulement quelques minutes de pose pour capturer les détails du cœur de la galaxie contre de nombreuses expositions d’une heure qui auraient été nécessaires à un télescope terrestre pour réaliser une mosaïque similaire.

Ces premières images acquises par Sofia confirment l'utilité d'utiliser au télescope aéroporté pour sonder l'Univers infrarouge. Crédits Nasa/Sofia Science Team

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/premieres-lumieres-pour-le-telescope-aeroporte-sofia_23893/

Le James Webb Space Telescope, qui sera lancé en 2014, avec son miroir de 6,5 m, pourrait détecter des océans et des éruptions volcaniques à la surface des planètes extrasolaires. Deux études réalisées par des équipes américaines l'affirment.

Le reflet du Soleil sur l'océan rend la Terre plus brillante. Pourra-t-on aussi détecter des océans sur les planètes extrasolaires ? Crédit: Nasa

Des océans qui réfléchissent les étoiles
La surface d'un océan brille comme un miroir. En 1993, l'astronome américain Carl Sagan l'avait remarqué sur une photo de la Terre prise par la sonde Galileo car l'image brillante du Soleil se reflétait dans le Pacifique.

Aujourd'hui, les astronomes envisagent de détecter par ce moyen la présence éventuelle d'océans sur des planètes extrasolaires. L'éclat des étoiles autour desquelles tournent des exoplanètes se réfléchirait de la même manière que le Soleil dans l'océan Pacifique.

Le Soleil dans les lacs de Titan
La méthode fonctionne. Elle a déjà été mise à profit pour asseoir l'existence de lacs d'hydrocarbures sur Titan. Le reflet du Soleil sur les surfaces sombres que les astronomes suspectaient être des lacs les a convaincus que leur idée était la bonne.

Des exoplanètes plus brillantes
Mais les exoplanètes, elles, sont trop éloignées de la Terre pour être vues autrement que comme de minuscules points près de leur étoile. Même sans voir directement le reflet de l'étoile dans leurs océans, les astronomes pourraient toutefois noter le surplus d'éclat qu'il produirait. Ce surplus serait la preuve de l'existence d'étendues d'eau à sa surface.

Le James Webb Space Telescope sur la brèche
Détecter un écart de brillance sur une exoplanète exige un télescope très puissant. Le James Webb Space Telescope (JWST), remplaçant de Hubble, ferait parfaitement l'affaire selon les astrophysiciens Tyler Robinson, Victoria Meadows et David Crisp.

Mais l'instrument de la Nasa, doté d'un miroir principal de 6,5 m, devra être équipé d'un occulteur externe semblable à celui proposé par l'équipe du New Worlds Observer. Ceci afin de masquer la lumière des étoiles, éblouissante pour observer en détail les exoplanètes. Pour le moment la construction de cet accessoire n'est pas programmée.

Des volcans à 30 années-lumière
Dans une deuxième étude, Lisa Kaltenegger, Wade Henning et Dimitar Sasselov (Harvard) s'intéressent à la possibilité de détecter des volcans sur une planète extrasolaire. Leur modèle, développé en s'appuyant sur l'exemple terrestre, montre que le dioxyde de soufre produit lors d'une éruption 10 fois plus massive que celle du Pinatubo (en 1991) pourrait tout à fait être observé par le JWST, jusqu'à 30 années-lumière de distance.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/5879

En 2020, un téléscope géant de 42 mètres de diamètre, le E-ELT, s'élèvera au Chili. Jean-Gabriel Cuby, chercheur au Laboratoire d'Astrophysique de Marseille et « Monsieur ELT-France » , explique à Futura-Sciences les objectifs scientifiques de ce grand instrument de l’Eso.

Les découvertes permises par les télescopes terrestres et les observatoires spatiaux soulèvent de nouvelles questions qui appellent à une nouvelle génération d’instruments. Aujourd’hui, les astronomes butent sur le premier milliard d’années après le Big Bang. Les instruments actuels, qu’ils soient dans l’espace ou sur Terre, ont certaines difficultés à caractériser des objets aussi lointains. Pour avancer et répondre aux besoins des scientifiques, l’ESO a lancé 2 projets d’envergure: Alma (un réseau de 66 antennes radio) et le E-ELT, pour European Extremely Large Telescope, un télescope de 42 mètres de diamètre, construit au Chili, qui observera le ciel dans le visible et l’infrarouge.

Avec ce télescope, on s’attend à des « avancées significatives dans de nombreux domaines », explique Jean-Gabriel Cuby du LAM: étude des exoplanètes, des trous noirs, des galaxies distantes et recherche sur des questions fondamentales comme la nature de la matière et de l’énergie noire ou encore la physique des premiers instants. Concrètement, les astronomes seront en mesure de détecter et caractériser des exoplanètes de la taille de la Terre, d’étudier l'horizon des trous noirs, voir les premières galaxies et isoler les étoiles des galaxies bien au-delà de l'Amas local. D’importantes synergies sont prévues avec le VLT, Alma et James Webb.

Les astronomes espèrent ainsi étudier l'environnement des étoiles en formation et ouvrir de nouvelles fenêtres sur la sortie des Ages sombres, cette période de l'histoire de l'Univers qui débute après la diffusion du rayonnement cosmique et avant la formation des premières structures lumineuses, à partir de 200 millions d'années après le Big-Bang.

Lorsqu'il sera opérationnel, ce télescope aura pour tâche d’observer et d’imager les objets qui se sont formées entre 100.000 et 400.000 ans après le Big Bang. © Eso

Le principal objectif des télescopes géants est de voir « les premières étoiles et galaxies qui se sont formées quelques centaines de millions d’années après le Big Bang (il y a 13,7 milliards d’années) ». C’est fondamental pour comprendre la formation et l’évolution des galaxies et de l’Univers dans son ensemble. Ces premières étoiles que « l’on suppose très massives, dites de population III, auraient brillé pendant un bref laps de temps (de l’ordre de un à quelques millions d'années chacune) ». Aujourd’hui disparues, elles sont « peut-être à l'origine des sursauts gamma très lointains ». L’E-ELT devrait voir les galaxies qui abritent ces premières étoiles, ce que ne réussit pas à faire Hubble, bien qu’il ait récemment vu quelques galaxies situées à plus de 13 milliards d’années « à la limite de ses capacités ». L’E-ELT « pourra les caractériser et faire de la spectroscopie », de sorte que l’on pourra voir la composition de ces galaxies et leurs étoiles, « dont les fameuses étoiles de population III ».

Voir mieux et plus loin
A ce jour, on recense plus de 490 exoplanètes. Elles sont détectées de façon indirecte par la méthode du transit (passage devant l’étoile, ce qui l'occulte légèrement) et par la méthode des vitesses radiales (l'étoile, si la planète est dans à peu près la ligne de visée, avance et recule à raison de quelques dizaines ou centaines de mètres par seconde, à cause de l'effet gravitationnel de la planète). Seule ombre au tableau, il est pour ainsi dire impossible d’imager de façon directe des exoplanètes bien que tout récemment le télescope Gemini ait réussi à en photographier une. L’E-ELT sera utilisé pour rechercher « des planètes de faible masse avec la méthode des vitesses radiales » et fera « des images ou des spectres lorsque ce sera possible par la méthode de l’imagerie à haut contraste ». Ce télescope de 42 mètres aura la capacité de « découvrir des planètes de la taille de la Terre et dans un premier temps de réaliser des images de Jupiter chauds ». Le but étant de voir des planètes similaires à la Terre. « Et on s’y prépare dès aujourd’hui » !

Des instruments sont en cours de développement pour les télescopes de 8 mètres. Le VLT et Gemini devraient « permettre de progresser significativement dans l’imagerie directe et la caractérisation de planètes extrasolaires de masses semblables à celle de Jupiter ». Ce n’est seulement qu’avec l’arrivée des télescopes géants que l’on sera en mesure d’imager des planètes « de plus en plus petites, jusqu’à la taille de la Terre ». Cependant, « il ne faut pas s’attendre à des images visuellement attrayantes ». Un seul pixel caractérisera chaque planète... « Cela peut paraître peu mais, ce point contiendra pas mal d’informations que l’on pourra exploiter par la spectroscopie. » Ce ne sera sans doute qu’avec la deuxième génération d’instruments que « des avancées significatives sur cette question pourront être accomplies ». Lorsque l'on sera capable de séparer une étoile de sa planète située dans la zone habitable, on pourra faire de la spectroscopie pour caractériser les atmosphères, rechercher des traces d’eau à l’état de vapeur ou liquide et un certain nombre de gaz que l’on trouve sur Terre ou dans le Système solaire « comme du CO2, de l’oxygène ». Mais, il faudra des années avant que l’E-ELT soit capable de le faire. « Les instruments nécessaires ne seront pas opérationnels avant plusieurs années après la mise en service du télescope prévue vers 2020. »

L’E-ELT « ne traquera pas de formes de vies intelligentes » mais, en revanche, il est «parfaitement dimensionné pour rechercher les conditions propices à la vie, des biosignatures». Il pourra détecter la signature de gaz compatibles avec la vie comme «l’hydrogène, l’ozone, voire le méthane sous certaines conditions». La détection de ces gaz sera un indicateur fort mais « pas une preuve irréfutable de vie ».

Concernant la physique, l’E-ELT devrait répondre rapidement aux questions qui taraudent les chercheurs sur « l’évolution possible des constantes de la physique fondamentale comme la charge de l’électron, la vitesse de la lumière, etc. ». Pour un certain nombre de ces constantes, on peut retrouver les variations dans un passé très lointain « de façon à voir si les lois et constantes de la physique ont évolué au cours du temps ». Aujourd’hui, les télescopes de 8 mètres abordent cette thématique avec plus ou moins de succès. Ils « défrichent le terrain en quelque sorte pour les générations suivantes de télescopes ». D’ici quelques années on s’attend donc à quelques avancées mais cela restera assez peu précis jusqu’à ce que les télescopes géants voient le jour.

On s'attend à ce que l'E-ELT résolve les galaxies du champ profond obtenue par Hubble (HDF, Hubble Ultra Deep Field). Ces galaxies sont les premières de l'Univers. Crédit Nasa

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/a-quoi-servira-le-telescope-geant-e-elt_25194/

Sofia (pour Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) est un observatoire volant installé à bord d'un Boeing 747. Il vient véritablement de commencer son programme de travail prévu pour durer deux décennies en observant M 42, la nébuleuse d'Orion.

Soutenu par l'USRA (Universities Space Research Association) depuis 1996, le projet de télescope volant infrarouge Sofia a bien failli tomber aux oubliettes en 2006 en raison des contraintes budgétaires de la Nasa. Finalement repêché in extremis, il a débuté ses observations cette année. Sofia est le fruit d'une étroite collaboration entre Allemands et Américains: les premiers ont réalisé un télescope de 2,5 mètres de diamètre pesant 23 tonnes, les seconds ont modifié un Boeing 747 pour y loger l'instrument et l'emporter à 13 kilomètres d'altitude, laissant sous lui 99% de la vapeur d'eau qui empêche le rayonnement infrarouge stellaire d'atteindre les observatoires terrestres. Le télescope a été livré en 2002 par l'Agence spatiale allemande (DLR) puis installé l'année suivante dans l'avion avant d'être calibré et validé.

Jusqu'à présent, seul le télescope Wise (pour Wide-Field Infrared Survey Explorer), lancé en 2009, était en mesure d'observer le ciel infrarouge depuis l'espace. Wise a ainsi détecté un anneau invisible dans NGC 1514, mesuré la taille des particules de poussière relâchées par la comète Hartley 2 ou encore débusqué des astéroïdes sombres qui ne réfléchissent qu'un faible pourcentage de la lumière solaire. Mais Wise arrive au terme de sa mission, limité par l'épuisement de l'hydrogène solide destiné à refroidir ses récepteurs. Le télescope Sofia a donc de belles années devant lui.

Le télescope Sofia et sa caméra infrarouge installés à l'intérieur du Boeing. © Nasa

Premières lumières
Pour observer dans l'infrarouge de 0,3 micron à 1,6 millimètre de longueur d'onde, Sofia dispose de neuf capteurs différents. Lors de chaque mission, les techniciens choisissent le capteur le mieux adapté aux observations prévues et le placent au foyer du télescope. Les grandes régions froides de l'univers, les trous noirs et les atmosphères planétaires sont au menu de Sofia. Son premier vol réalisé en juin dernier a d'ailleurs été l'occasion d'obtenir des vues infrarouges de Jupiter et de la galaxie M 82. L'occasion également de s'assurer que le vent qui pénètre par l'ouverture réalisée dans le fuselage du Boeing pour pointer le télescope ne compromette pas la stabilité de l'avion.

Le 30 novembre dernier, un second vol qui a duré une dizaine d'heures a permis d'observer un jeune amas d'étoiles dans la nébuleuse d'Orion. Cet amas, l'objet Becklin-Neugebauer (BN), porte le nom des deux astrophysiciens qui l'ont découvert en 1967. C'est une source infrarouge très brillante ensevelie dans la poussière de la nébuleuse (dans la partie haute de l'image présentée ci-dessous) qui se situe non loin de la région du Trapèze, le cœur d'Orion. Détail amusant, Eric Becklin, l'un des découvreurs, est aujourd'hui le directeur scientifique de l'observatoire Sofia. Si tout va bien, la longue carrière de Sofia ne fait que commencer. Les astronomes espèrent pouvoir compter sur ses services pendant une bonne vingtaine d'années !

Avec Sofia les sources infrarouges cachées dans la poussière interstellaire se dévoilent, comme l'objet BN dans la célèbre nébuleuse d'Orion. © Nasa

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/le-telescope-sofia-voit-rouge-dans-la-nebuleuse-dorion_26451/

La raie à 21 cm est une raie spectrale émise par l’atome d’hydrogène neutre dans le domaine radio. Elle est devenue célèbre par son utilisation dans le cadre du programme Seti. Très importante aussi en astrophysique, elle va le devenir pour la cosmologie.

On peut faire remonter la naissance de la radioastronomie à l’annonce faite en 1933 par Karl Jansky qu’il existait un rayonnement radio en provenance de la Voie lactée. Comme il n’avait rien détecté de semblable en provenance du Soleil, Jansky en avait aussi déduit que ce rayonnement radio devait provenir des nuages de gaz et de poussières interstellaires dans la Galaxie. Stimulée par l’invention du radar, la radioastronomie ne se développera cependant vraiment qu’après la seconde guerre mondiale.

Une fenêtre d’observation dans le domaine des ondes radio particulièrement importante fit son apparition à la suite des réflexions du grand astronome néerlandais Jan Oort. Celui-ci avait conjecturé qu’une raie spectrale dans le domaine radio serait un outil important pour la découverte de la structure de notre galaxie.

En effet, Oort avait passé plusieurs années à étudier la rotation et la structure de la Galaxie en utilisant des moyens optiques. Ses travaux étaient rendus particulièrement difficiles à cause des nuages de poussières s'étendant dans le plan galactique, bloquant la lumière visible. On ne peut ainsi voir qu’à travers quelques milliers d'années-lumière seulement en direction du centre galactique car la lumière des étoiles lointaines est absorbée par ces nuages.

Mais les ondes radio, elles, peuvent traverser les nuages de poussières. Si l’on disposait d’une raie dans le domaine radio, on pourrait alors faire des mesures de vitesses du gaz, émettant cette raie, par effet Doppler et peut-être ensuite étudier la rotation différentielle des distributions de nuages dans la Voie lactée.

Une transition quantique dans l'atome d'hydrogène
Puisque l'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers, Oort demanda à son élève, H.-C. Van de Hulst, de trouver une telle raie spectrale en rapport avec l’hydrogène. Ce dernier en découvrit effectivement une... par le calcul, au niveau de ce qu’on appelle la structure spectrale hyperfine de l’atome d’hydrogène neutre.

Tous les 10 millions d'années en moyenne, le spin d'un électron bascule relativement à celui du proton dans un atome d'hydrogène et un photon de longueur d'onde de 21 cm est émis. © Pearson Prentice Hall, Inc

L’atome d’hydrogène possède en effet des niveaux d’énergies fins résultant de l’interaction magnétique du spin de son électron avec celui de son proton. Selon que ces deux spins sont parallèles ou antiparallèles, le niveau d’énergie de l’électron n’est pas le même et une transition avec émission d’un photon d'une longueur d’onde de 21 cm est possible. Cette transition est très improbable mais comme les nuages d’hydrogène neutre possèdent une quantité littéralement astronomique d’atomes, un rayonnement est bel est bien constamment émis et son intensité n’est pas négligeable.

La raie de 21 cm fut finalement découverte par Harold Ewen et le prix Nobel de physique Edward Purcell en mars 1951. Oort put enfin s’atteler à la tâche de cartographier les nuages de gaz dans la Voie lactée et démontra avec eux que cette dernière avait une structure spirale.

C’est aussi au début des années 1950 que Oort proposa l’hypothèse de l’existence d’un immense réservoir de comètes à longues périodes connu aujourd’hui sous le nom de nuage d’Oort.

La raie à 21 cm comme clé de l'astrophysique
À partir des années 1960, l’emploi de la raie HI (désignant l’hydrogène neutre) à 21 cm connut une belle carrière en astrophysique, qui ne se dément pas aujourd'hui. Des radiotélescopes comme le Very Large Array (VLA) s’en servent par exemple pour cartographier les nuages d’hydrogènes neutres dans les galaxies et même les interactions entre les galaxies.

Le groupe de galaxies de M81 vu dans le visible à gauche. Le même groupe observé à la longueur d'onde de la raie 21 cm. On voit clairement des courants d'hydrogène, ce qui démontre que ces galaxies sont en interaction. © NRAO/AUI

Des galaxies observées à différentes longueurs d'onde. En bleu, la raie à 21 cm observée avec le VLA et en violet les émissions en ultraviolet des zones de formation d'étoiles observées par Galex. En orange, ce sont les observations en infrarouge de vielles étoiles par Spitzer. © NRAO/AUI

La galaxie NGC 2403 observée par le VLA, Spitzer et Galex. En bas les vitesses de rotation des nuages d'hydrogène de NGC 2403 déduites de l'effet Doppler mesuré pour la raie à 21 cm. © NRAO/AUI

La raie à 21 cm comme clé de la cosmologie
Un second souffle à la carrière de la raie à 21 cm devrait être donné tout prochainement par la cosmologie. Pour comprendre en quoi la raie HI va se révéler importante pour la cosmologie du futur il faut considérer la période de l’univers s’étendant de la recombinaison à la réionisation.

Lorsque la température de l’univers a chuté en dessous de 3.000 kelvins, assez rapidement mais pas instantanément vers 380.000 ans après la naissance de l’univers observable, celui-ci s’est retrouvé dans un état où la formation massive d’atomes d’hydrogène et d’hélium était devenue possible.

Comme il n’y avait pas encore d’étoiles, l’univers est passé de la brillance de la surface solaire à celle d’un ciel noir, c’est ainsi qu’ont commencé ce qu’on appelle les Âges sombres de l’univers, qui n’ont vraiment pris fin que quelques centaines de millions d’années plus tard avec la Renaissance cosmique.

Très rapidement cependant, des étoiles ont dû commencer à se former au bout de 100 millions d’années, et le rayonnement UV intense produit a fini par réioniser une grande partie de l’hydrogène atomique HI du cosmos. Cette réionisation pourrait aussi avoir eu lieu en raison du rayonnement émis par de la matière s’accrétant autour des premiers trous noirs, ancêtres des noyaux actifs de galaxies, les quasars. À l’heure actuelle, on pense que les deux processus auraient pu opérer mais l’on ne sait pas lequel était dominant.

Ce qui s’est passé pendant les Âges sombres est, sans jeu de mots, particulièrement obscur puisque les premières étoiles se sont formées précisément à cette époque avec les premières galaxies. Toutefois, il devait bel et bien y avoir un rayonnement à 21 cm à cette époque. Les modifications de la répartition des distributions des nuages d’hydrogène neutre (pendant que la réionisation se produisait et que ces mêmes nuages s’effondraient pour former étoiles et galaxies) ont dû laisser des empreintes dans le rayonnement radio autour de cette longueur d’onde.

L’expansion de l’univers a décalé vers des longueurs d’onde encore plus longues les émissions de cette époque. Le signal doit être faible et très bruité mais il doit être possible d’observer ainsi ce qui s’est passé pendant la réionisation grâce au LOw Frequency ARray radio telescope (LOFAR) en construction.

Un schéma montrant les différentes époques de l'univers observable à différents décalages spectraux mesurés par la valeur de z. L'ère de la réionisation (ERO) s'est produite environ 400 millions d'années après le début de l'univers observable. © V. Jelic

Par habitude, les astrophysiciens parlent d’un décalage spectral vers le rouge fonction d’une quantité z donnée. Plus celle-ci est importante, plus les observations montrent une région lointaine de l’univers dans un passé plus reculé. Selon eux, la raie de l’hydrogène devrait constituer un moyen inégalé pour observer ce qui s’est produit dans le passé du cosmos pour une valeur de z comprise entre 3,5 et 12.

Grâce à elle, il devrait être possible de savoir si ce sont les premières étoiles ou les premiers quasars qui ont réionisé majoritairement l’univers. Mais on devrait également pouvoir remonter à de possibles variations de la valeur de l’énergie noire à travers l’influence de celle-ci sur la dynamique des nuages d’hydrogène neutre pendant cette période ancienne de l’histoire de l’univers, s’étendant d'un peu avant la fin des Âges sombres à quelque temps après la Renaissance cosmique.

La raie à 21 cm comme clé de la communication avec des E.T

La plaque équipant les sondes Pioneer montre un homme et une femme à l'échelle de la sonde, la position du Soleil par rapport à quatorze pulsars et au centre de la Galaxie. Pour cela, une représentation de la transition hyperfine de l'atome d'hydrogène est montrée en haut à gauche. Elle donne donc une longueur d'onde de 21 cm qui peut servir d'unité de mesure. Ainsi, la hauteur de la femme à droite est donnée en binaire comme étant huit fois la longueur d'onde de la raie de l'hydrogène précédente. Les pulsars sont identifiables par leur fréquence de rotation en binaire exprimée comme un multiple entier de celle de la raie à 21 cm. En bas, le Système solaire et la planète d'origine de la sonde sont montrés avec les distances relatives des planètes, aussi en numérotation binaire. © Nasa

Comme on l'a dit plus haut, l’hydrogène est l’élément le plus abondant dans l’univers. La poussière interstellaire étant de plus transparente au rayonnement radio proche de la raie à 21 cm, on peut penser que des communications entre civilisations à travers la Voie Lactée au moyen d’ondes radio doivent naturellement se faire à ces longueurs d’onde.

C’est ainsi qu’en 1959, le physicien italien Giuseppe Cocconi et le physicien américain Philip Morrison ont publié dans Nature un article intitulé: « Searching for Interstellar Communications », exposant tout le potentiel d’une bande de fréquence associée à la raie à 21 cm de l'hydrogène pour la recherche de communications interstellaires. Depuis, la raie à 21 cm est devenue importante pour le programme Seti de diverses façons, comme le montre l'exemple de la plaque de Pioneer.

La distribution de nuages d'hydrogène dans des galaxies proches de la Voie lactée observée avec le VLA. © RAO/AUI et Fabian Walter, Max Planck Institute for Astronomy

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/la-raie-a-21-cm-une-cle-pour-lastrophysique-la-cosmologie-et-seti_27588/

Chaque fois qu’une bande de fréquences du spectre électromagnétique s’est ouverte pour l’astronomie, il en a résulté un bon pour l’astrophysique et à la cosmologie. Une nouvelle fenêtre observationnelle s'ouvre aujourd'hui, comme le montrent les images hautes résolutions à basses fréquences du radiotélescope géant LOFAR (LOw Frequency ARray).

C'est grâce à la mise au point des télescopes capables d’observer dans le domaine des rayons X et des rayons gamma, que l'on a pu découvrir les disques d’accrétions des trous noirs et les sursauts gamma (toujours quelque peu énigmatiques). Et c'est la mise en service des radiotélescopes qui a permis de découvrir les quasars. Le rayonnement fossile lui-même a pu être observé dans le domaine des microondes à l'aide de la radioastronomie. Dans l’infrarouge, les observations de Spitzer nous ont fourni des informations précieuses sur les disques protoplanétaires. Il restait toutefois une gamme de fréquences assez peu étudiée jusqu’à présent, en tout cas pas avec la résolution angulaire suffisante.

Pour pallier ce manque, plusieurs pays en Europe se sont associés pour développer un réseau d’antennes combinant des observations en basses fréquences (de 30 à 240 MHz) par la méthode bien connue de l’interférométrie. De cette façon, il est possible d’obtenir, avec un grand nombre d’antennes réparties sur un large territoire, l’équivalent d’un radiotélescope géant pouvant atteindre, par exemple, la centaine de kilomètres de diamètre.

Ce réseau a finalement vu le jour: il s’agit d’un groupe d'antennes, nommé LOFAR (LOw Frequency ARray pour réseau à basses fréquences), aux Pays-Bas, en Allemagne, au Royaume-Uni et en France, avec pour notre pays la station de radioastronomie de Nançay. Il permet d’obtenir aujourd’hui des images à haute résolution des extrémités du jet issu du noyau du quasar 3C196, situé à environ 7 milliards d'années-lumière de la Terre (il existe une belle vidéo en anglais sur ce radiotélescope s'étendant maintenant sur 1.000 kilomètres environ).

Le champ large montré ci-dessus se trouve autour du quasar 3C196 (tache brillante au centre) et c'est une portion du ciel équivalente à 1.000 fois la Pleine Lune. On voit clairement d'autres objets astrophysiques autour de 3C196. © Insu-Multi-national Lofar commissioning teams led by Olaf Wucknitz (Argelander Institut für Astronomie, University of Bonn, Germany) and Reinout van Weeren (Leiden Observatory, University of Leiden)

À gauche: l'image radio prise avec les seules antennes du cœur de Lofar aux Pays-Bas. La résolution est de 11 secondes d’arc, représentée par le grand cercle vert. Le plus petit détail discernable mesurant 265.000 années-lumière de diamètre, 3C196 apparaît comme une source étendue sans sous-structures. L'image de droite a été obtenue avec l'appoint des stations Lofar en Europe. Elle couvre le même champ que celle de gauche mais, cette fois, la résolution est de 0,3 seconde d’arc, représentée par le tout petit cercle vert en haut à droite du cliché. Le plus petit détail mesurable est de 7.200 années-lumière, ce qui permet d'observer les deux extrémités du jet issu du trou noir supermassif au centre du quasar. © Insu-Multi-national Lofar commissioning teams led by Olaf Wucknitz (Argelander Institut für Astronomie, University of Bonn, Germany) and Reinout van Weeren (Leiden Observatory, University of Leiden)

Lofar et le programme d'observations
Lofar est un instrument qui va permettre d'entreprendre un programme d'observations ambitieux et très diversifié. Plusieurs thèmes de travail sont prévus, dont cinq principaux.

• Ère de la réionisation: après l’émission du rayonnement fossile, l’univers est devenu froid, avec des atomes neutres. C'est le début de la période surnommée « les Âges sombres » car les étoiles n'existaient pas encore. Puis vers 400 millions d’années les premières étoiles et les premiers quasars apparaissent et évoluent, illuminant et ionisant les nuages d'hydrogène et d'hélium. Les émissions de ces derniers avec la raie à 21 cm tracent la formation et l'évolution de ces toutes premières structures de l’univers

• Observations à grand champ: pour l’observation à grande échelle du ciel entier, et notamment des objets étendus, galaxies et amas de galaxies et la formation d’étoiles

• Sources transitoires: de nombreuses sources observées en radioastronomie basse fréquence sont variables, qu’il s’agisse par exemple de planètes, de pulsars ou de trous noirs accrétant la matière environnante

• Magnétisme cosmique: en particulier le champ magnétique des galaxies

• Observation du Soleil:

• Rayons cosmiques: les rayons cosmiques de très haute énergie produisent, lorsqu’ils pénètrent dans l’atmosphère, un intense signal radio. Celui-ci pourrait être intéressant pour étudier les sources astrophysiques des rayons cosmiques, ce que font déjà des instruments comme Auger.

Il existe un domaine de recherche moins académique qu'il est possible d'explorer avec Lofar. L'équation de Drake a cinquante ans cette année et si le programme Seti n'a toujours rien donné, c'est peut-être parce que nous observons aux mauvaises longueurs d'onde. Les basses fréquences sont employées sur Terre pour des applications militaires et civiles. Si des E.T. existent pas trop loin de la Terre et font de même actuellement, il se pourrait que Lofar nous le dise.

Les antennes BF de Lofar à Nançay. © I. Cognard

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/le-radiotelescope-geant-lofar-observe-les-jets-des-quasars_27928/

Jamais les astronomes n'avaient mesuré directement la distance d'une galaxie aussi lointaine que NGC 6264. A l'aide du réseau de radiotélescopes VLBA (Very Long Basline Array), ils ont établi que cette galaxie se trouve à 450 millions d'années-lumière, avec une marge d'erreur de 9%.

Vue d'artiste de la Voie lactée avec les positions des nébuleuses dont l'éloignement a été mesuré par le VLBA. Crédit: CfA/SSC/JPL/Caltech/NRAO/AUI/NSF

Ce résultat est une avancée considérable car il constitue une mesure de distance directe trois fois plus lointaine qu'auparavant (160 millions d'années-lumière, en 2009). Le VLBA du NRAO (National Radio Astronomy Observatory) est le télescope virtuel le plus précis existant, capable de produire des images des centaines de fois plus détaillées que celles du satellite Hubble.

NGC 6264, record pour les mesures directes
Constitué de radiotélescopes de 25 m de diamètre répartis sur tout le continent américain, d'Hawaï à Porto Rico en passant par l'ensemble des Etats-Unis, le VLBA peut localiser très précisément les objets célestes. Comment ? Par triangulation de la réception des ondes radio provenant des astres. Cette méthode géométrique est directe, ce qui signifie qu'elle n'implique pas d'hypothèse ou d'autres mesures préalables.

Obtenir de telles données permet de réduire les incertitudes sur les évaluations de distances dans l'Univers.

La galaxie NGC 6264, dont la distance de 450 millions d'années-lumière a pu être mesurée directement grâce au réseau VLBA. Crédit: DSS.

Une enquête sur l'énergie sombre
Affiner la mesure de distances de plus en plus grandes est vital pour déterminer le rythme d'expansion de l'Univers (la constante de Hubble). Ces mesures pourraient aider à comprendre la nature de l'énergie sombre, qui constitue 70% de l'Univers.

Une nouvelle carte de la Voie Lactée
Le VLBA est aussi en train de redessiner la carte de la Voie Lactée. Les mesures réalisées sur les étoiles et sur nébuleuses de notre Galaxie sont deux fois plus précises.

Les meilleures observations ont déjà révélé que la Voie Lactée possédait quatre bras spiraux et non deux comme on le pensait.

Une traque des exoplanètes
Le VLBA est aussi utilisé pour une recherche à long terme sur trente étoiles, afin de trouver la subtile attraction gravitationnelle qui doit révéler des planètes en orbite autour de ces étoiles. En 2009, ce réseau avait permis d'étudier en détail l'environnement d'une étoile géante dans la nébuleuse d'Orion.

Ce programme de 4 ans a débuté en 2007, à l'aide du Green Bank Telescope (Virginie) du NRAO, la plus grande antenne parabolique orientable au monde.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/6795

Avec un miroir de 6,5 mètres et un bouclier thermique aussi grand qu’un court de tennis, le futur télescope spatial James Webb pose de redoutables problèmes techniques. L'une des difficultés est le déploiement de ce bouclier. Northrop Grumman a entamé une longue série de tests pour s'assurer que tout se passera bien, car, à la différence de Hubble, James Webb sera situé bien trop loin pour envoyer un équipage le réparer.

Le futur télescope spatial James Webb, successeur du télescope Hubble, fonctionnera dans le proche infrarouge. Ce domaine de longueurs d’onde a été choisi de préférence au visible ou à l’ultraviolet car il ouvre une fenêtre sur les objets les plus froids et pénètre les nuages opaques de gaz et de poussière. Avec son grand diamètre, il sera en mesure de repérer et d'observer des objets des centaines de fois moins lumineux que ceux observés par les télescopes actuels et de sonder plus profondément l’univers.

Pour éviter de perturber les observations, les instruments du télescope devront être suffisamment froids. C'est pourquoi il sera doté d’un bouclier thermique pour abaisser sa température de fonctionnement à plus de - 220°C et réduire autant que possible les variations thermiques qui pourraient déformer le miroir primaire. Abaisser la température ne suffira pas, il faudra également la conserver. Situé à quelque 1,5 million de kilomètres, au point de Lagrange 2, le télescope sera toujours orienté de la même manière par rapport au Soleil, à la Terre et à la Lune. Un bouclier sera donc efficace pour se protéger de leur lumière, à condition qu'il soit suffisamment vaste: avec 20 mètres sur 12 mètres, ses dimensions sont à peu près celles d'un court de tennis.

Le télescope James Webb comprend deux zones. Une partie chaude exposée au rayonnement en provenance du Soleil, de la Terre et de la Lune et une froide où se trouvent les instruments scientifiques. © Nasa

Un déploiement qui conditionne toute la réussite de la mission
Il est constitué de cinq couches en Kapton (un polyimide) d’une superficie d’environ 150 mètres carrés chacune, offrant une protection thermique dans une large gamme de température (de - 237 à + 377 degrés). Chaque couche joue le rôle de dissipateur de chaleur de telle sorte que la différence de température entre la couche la plus chaude et la plus froide atteint 240°C!

Avec de telles dimensions, son lancement ne peut se faire que plié (comme le miroir) pour le faire tenir à l’intérieur de la coiffe de son lanceur, en l'occurrence une Ariane 5. L’idée est de le plier de façon très compacte, comme un parachute, autour du télescope. Northrop Grumman (maître-d'œuvre du programme) doit s’assurer que le pliage ne réservera pas de mauvaises surprises (faux plis, amorces d’un déchirement). D'où le choix de Kapton, un matériau aussi résistant que souple et la mise au point d'un système de poutrelles et de câbles animé par deux mécanismes. Le premier étire le bouclier sur toute sa surface et le second sépare les unes des autres les cinq couches qui le composent.

Essai de déploiement et de tension d'une maquette au 1/3 du bouclier thermique du télescope spatial James Webb. © Nasa

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronautique/d/le-bouclier-thermique-geant-du-futur-telescope-james-webb-a-lessai_28965/

19/04/2011

© NASA

Le site de la NASA a publié plusieurs milliers de photos uniques de nouvelles étoiles, galaxies et astéroïdes, prises par le télescope spatial américain WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer). Le télescope, mis en orbite le 14 décembre 2009, a terminé le 17 juillet 2010 l'essentiel de sa mission visant à cartographier le ciel dans l'infrarouge.

© NASA

On estime que les données obtenues par le télescope WISE peuvent contenir les preuves de l'existence de Tyché, géante gazeuse qui pourrait constituer la neuvième planète du système solaire. Sur la photo: la "tête" d'Orion (l'étoile rouge au centre de la constellation).

© NASA

La nébuleuse NGC 6729 (photo du télescope WISE).

© NASA

La supernova Tycho Brahe (photo du télescope WISE).

© NASA

La comète C/2007 Q3 Siding Spring (photo du télescope WISE).

Source RIANOVOSTI Diaporama: http://fr.rian.ru/photolents/20110419/189206316.html

Deux télescopes spatiaux travaillent de concert pour repérer les astres les plus massifs qui se cachent dans la poussière et le gaz de la Voie lactée.

Lancé en 1999, Chandra est un observatoire spatial qui étudie les émissions de rayons X en provenance des trous noirs, des supernovae ou des étoiles à neutrons, quelques-unes des sources célestes les plus énergétiques. Le nom de cet observatoire rend hommage à Subrahmanyan Chandrasekhar, l'un des pionniers de l'astrophysique du XX^e siècle. Spitzer quant à lui est un télescope spatial qui scrute l'univers en infrarouge depuis 2003. Bien qu'à court d'hélium pour refroidir ses récepteurs, il continue d'observer le ciel dans des longueurs d'onde qui lui permettent de voir ce qui se passe derrière des nuages de poussière. Il nous a ainsi révélé dernièrement le nouveau visage de la nébuleuse North America.

Les astronomes ont décidé d'utiliser Spitzer et Chandra pour un relevé systématique des étoiles massives de la Voie lactée. Les deux observatoires sont complémentaires: Spitzer peut voir à travers les nuages obscurcissants situés au voisinage du plan de la Galaxie mais il fournit des images surchargées en étoiles. Chandra peut de son côté démasquer les plus massives trahies par l'intensité de leur rayonnement en rayons X.

Une patiente recherche
L'étude des étoiles massives qui nous entoure a commencé il y a une quinzaine d'années avec la mission Asca (pour Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics), un satellite japonais spécialisé dans l'étude des rayons X qui a été opérationnel de 1993 à l'an 2000. Asca avait alors déniché 160 sources de rayons X mais sa faible résolution spatiale n'avait permis d'en identifier qu'un tiers. Chandra fournit désormais des positions beaucoup plus précises de ces sources dont 4 ont été associées à des étoiles au moins vingt-cinq fois plus massives que le Soleil, situées entre 7.500 et 18.000 années-lumière de la Terre. Pour expliquer la brillance de ces étoiles en rayons X, les astronomes ont proposé le scénario suivant. Les vents stellaires violents qui s'échappent de ces astres à plus de 3 millions de kilomètres à l'heure rencontrent parfois le vent stellaire d'autres étoiles environnantes. L'onde de choc qui résulte de ces collisions génère des températures jusqu'à 100 millions de degrés et une forte production de rayons X.

L'image ci-dessous montre un des champs stellaires étudiés par Spitzer à proximité du plan galactique. Les deux carrés assombris artificiellement permettent de localiser deux des quatre étoiles massives (en bleu) détectées par Chandra comme étant des sources à fort rayonnement X.

Spitzer et Chandra unissent leurs efforts à la recherche des étoiles massives de notre galaxie. © X-ray: Nasa/U. of Sydney/G.Anderson et al; IR: Nasa/JPL-Caltech

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/chandra-et-spitzer-traquent-les-etoiles-massives_29571/

L'Allen Telescope Array (ATA) a été temporairement mis en sommeil, faute de moyens financiers pour assurer son fonctionnement.

Seti privé de son principal moyen d'écoute
La décision d'arrêter les écoutes radio de la Galaxie en quête de signaux artificiels est un rude coup pour le programme Seti de recherche d'intelligence d'extraterrestre: l'ATA était son outil d'observation dédié.

Seule la maintenance du radiotélescope, installé au nord de la Californie, reste assurée. Seti devra parvenir à se greffer sur le temps d'observation d'autres instruments pour continuer ses écoutes.

Le champ d’antennes radio de l’Allen Telescope Array, en Californie, est en mal de financement. Crédit: Seti

Des ambitions déjà amputées
L'ATA devait à terme être constitué de 350 antennes radio de 6,1 m de diamètre pour écouter les astres simultanément. Seules 42 paraboles ont vu le jour en 2007, grâce au mécénat initial de Paul Allen, cofondateur de Microsoft.

Depuis, la seule exploitation de l'ATA pour Seti coûte 2,5 millions de dollars par an. Beaucoup trop dans un contexte de réduction drastique des financements publics de l'État de Californie et de la National Science Foundation.

À la recherche de fonds
La survie de Seti repose plus que jamais sur les dons privés. Une campagne de levée de fonds a ainsi été lancée pour financer une recherche de deux ans centrée sur les 1235 planètes découvertes par Kepler.

Autre piste, la vente de services à l'US Air Force pour surveiller les débris orbitaux risquant d'endommager les satellites de la Défense américaine.

Ciel & Espace également à l'écoute
Pour en savoir plus, retrouvez les dossiers consacrés au programme Seti dans le numéro de janvier 2011 de Ciel & Espace (50 ans de Seti: le point sur les écoutes extraterrestres) et dans celui de juillet 2010 (Extraterrestres: Faut-il leur parler ?).

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7155

L’État de Californie et la National Science Foundation viennent d'infliger une douche froide aux enthousiastes de la recherche de la communication avec des extraterrestres. En réduisant drastiquement les fonds alloués au fonctionnement de l'Allen Telescope Array, ils forcent la mise en sommeil du principal outil du programme Seti. Les recherches se poursuivent avec Arecibo et d'autres télescopes.

• À lire: le dossier Seti, recherche de la vie extraterrestre >>

Carl Sagan n’est plus là pour défendre la cause de la recherche d’une intelligence extraterrestre en écoutant d’éventuels signaux envoyés dans une bande radio entourant la fameuse raie à 21 cm de l’hydrogène. Il s'est pourtant trouvé quelques donateurs généreux, en particulier Paul Allen (cofondateur de Microsoft), pour financer la poursuite de ce programme.

Allen a ainsi dépensé plus de 25 millions de dollars pour ce qui est maintenant connu comme l'Allen Telescope Array. À terme, l'Ata devait être composé de 350 antennes de 6,1 mètres, répartis sur une surface d'environ 1 kilomètre de diamètre et fonctionnant en réseau.

Malheureusement, des coupes budgétaires sévères dans les financements publics de Seti ne permettent plus de développer l’Ata ni d’assurer son fonctionnement, bien que l’entretien du matériel le soit. L’Allen Telescope Array est donc techniquement dans un état d’hibernation.

Pour aider à la collecte de fonds nouveaux, notamment en provenance du grand public, il est prévu d’écouter 1.235 candidats exoplanètes récemment découverts par Kepler. Un espoir vient aussi du côté de l’US Air Force qui pourrait octroyer des fonds pour surveiller les débris orbitaux risquant d'endommager les satellites de la Défense américaine à l’aide de l’Ata.

Il ne faudrait pas croire que Seti n'écoute plus les extraterrestres il reste le radiotélescope d'Arecibo. C'est ce que nous explique Elisabeth Piotelat, la représentante en France de la Seti League, jointe par Futura-Sciences. « Le radiotélescope d’Arecibo est toujours employé. Il fait de l’écoute Seti "parasite" (Serendip) même si le récepteur utilisé par SETI@HOME ne fonctionne pas en permanence. Surtout, Seti dans le monde, ce n'est pas QUE le Seti Institute. Même s'il n'existait plus, il y aurait tout de même l'université de Berkeley aux États-unis et assez d'acteurs dans tous les pays pour remplir une salle de l'Unesco... En 2010, il y a eu le projet Dorothy avec des écoutes à Nançay par exemple. Enfin, ce n'est qu'un projet du Seti Institute qui s'arrête (Ata). Le Seti Institute fait plein d'autres choses. Ainsi, ils viennent d'accueillir un artiste en résidence. Il y a aussi de la recherche Optical Seti à Berkeley. »

Le temps se couvre au-dessus de l'Ata qui entre en hibernation, faute de financements suffisants. © Adam Hart-Davis

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/en-bref-seti-necoute-plus-les-extraterrestres_29782/

L’un des buts principaux du télescope spatial Herschel est de nous livrer les secrets de la formation des étoiles. Et il vient d’en révéler un en fournissant des images inédites de réseaux de filaments dans des nuages interstellaires. Ces images renforcent la thèse d’un rôle important de la turbulence dans ces nuages où se formeraient la majorité des étoiles.

L’astrophysique progresse grâce à de nouveaux outils théoriques mais surtout grâce à de nouveaux instruments. Les observations fournies dans l’infrarouge par le télescope Herschel le prouvent à nouveau. Cet instrument fournit des images avec une résolution inégalée jusqu’à présent dans les domaines spectraux de l’infrarouge et submillimétrique, une gamme de lumière privilégiée pour observer la naissance des étoiles.

Dans le cadre du programme « Relevé des nuages de la ceinture de Gould », le télescope de l’Esa a permis de faire une intéressante découverte en zoomant sur les intérieurs de la nébuleuse du Cocon (IC5146) et sur la nébuleuse de poussières de l'étoile polaire ainsi que sur ceux d'autres nuages interstellaires. Rappelons que la ceinture de Gould est un anneau géant de pouponnières d'étoiles d'environ 3.000 années-lumière de diamètre dont le Soleil occupe presque le centre et qui présente un angle de 20° avec le plan de notre galaxie. Orion, le Scorpion et le Taureau appartiennent à cette ceinture.

Le réseau de filaments interstellaires dans la nébuleuse de poussières de l'étoile polaire (un cirrus galactique) observé par l'Observatoire spatial Herschel de l'Esa à des longueurs d'onde dans l'infrarouge de 250, 350 et 500 microns. Ces filaments ne possèdent pas encore d'étoiles en formation. © Esa/Herschel/SPIRE/Ph. André (CEA Saclay)

Les chercheurs ont ainsi analysé 27 filaments présents dans les nuages interstellaires. À leur grande surprise, ils ont constaté que si les filaments pouvaient présenter des densités différentes et des longueurs variables, pouvant atteindre des dizaines d'années-lumière, ces filaments ont cependant tous la même largeur, à savoir seulement 0,3 année-lumière environ.

Si les astrophysiciens s’intéressent particulièrement à ces filaments c’est que dans les plus denses d’entre eux se forment les jeunes amas d’étoiles. Or, cette indépendance de la largeur des filaments est une donnée observationnelle qui s’explique bien dans le cadre des modèles hydrodynamiques théoriques basés sur la turbulence.

Une origine incertaine
Selon l’astrophysicien Philippe André: « Ce n’est pas une preuve directe mais un indice très fort quant à la connexion entre la turbulence interstellaire et l’origine des filaments vus par Herschel. » Pour le moment, on ne comprend cependant pas très bien le mécanisme à l’origine de l’apparition de cette turbulence. On constate néanmoins son existence à grande échelle dans les nuages, avec des vitesses supersoniques de la matière constituant le gaz des nuages. À plus petites échelles, ces vitesses sont subsoniques et il est tentant de décrire la formation de ces filaments comme la manifestation de l’échelle à laquelle se fait la transition entre ces deux gammes de vitesses du gaz diffus des nuages.

Plus précisément, ce serait la manifestation des ondes de choc résultant de l’explosion d’étoiles en supernovae, et qui comprimeraient localement le gaz du milieu interstellaire en formant des filaments. On obtiendrait ainsi des régions plus denses, favorables à la formation de pouponnières d’étoiles. On a d’ailleurs de bonnes raisons de penser que notre propre Système solaire est ainsi né d’un Little Bang.

Filaments denses de gaz dans le nuage interstellaire IC5146. Ce nuage est plus connu sous le nom de la nébuleuse du Cocon. Cette nébuleuse mesure près de 15 années-lumière de diamètre et se trouve à quelque 4.000 années-lumière de nous dans la constellation boréale du Cygne. Cette image a été prise par l'observatoire spatial Herschel de l'Esa dans l'infrarouge. Les fausses couleurs correspondent aux différentes longueurs d’onde observées par le télescope (rouge = 350-500 µm, vert = 160-250 µm et bleu = 70 µm). La zone bleue est une nébuleuse éclairée par une étoile massive, plus chaude que le reste. © Esa/Herschel/SPIRE/PACS/D. Arzoumanian (CEA Saclay)

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/herschel-suggere-un-lien-entre-turbulence-et-naissance-detoiles_29753/

Le programme Seti vient de perdre l’une de ses oreilles mais il reste d'autres façons de détecter l’existence de civilisations extraterrestres avancées. Deux astrophysiciens viennent ainsi d’étudier la possibilité qu’elles trahissent leur présence en faisant de l’exploitation minière de leurs astéroïdes à grande échelle.

La première méthode mise en œuvre pour détecter des extraterrestres a consisté à tenter de les écouter dans le domaine radio dans une bande entourant la célèbre raie à 21 cm. Mais depuis longtemps les chercheurs impliqués d’une façon ou d’une autre dans le programme Seti utilisent d’autres méthodes.

Il y a par exemple celle d’Oseti (Optical Seti) mise en œuvre à Harvard, à UC Berkeley qui utilisent des télescopes optiques comme ceux des observatoires Keck et Lick pour traquer des flashs lasers. De telles impulsions pourraient être utilisées pour communiquer entre des sondes interstellaires ou même pour les propulser.

Classification des civilisations et consommation d'énergie
Autre façon de procéder: imaginer que passé un certain stade de développement technique et de consommation énergétique, une civilisation née sur une planète doit impérativement coloniser son système planétaire pour en exploiter les ressources minières et capter l’énergie en provenance de son étoile à grande échelle. Elle doit ainsi se mettre à construire de grandes stations spatiales solaires en orbite autour de sa planète mère et finalement autour de son soleil. Il s’agit donc, sur la fameuse échelle de Kardachev, d’une civilisation de type II, c'est-à-dire une civilisation dont les ressources en énergie sur sa planète ne suffisent plus à assurer son développement (une civilisation de type III devrait elle se développer à l’échelle galactique). Une civilisation de type II construirait ainsi une sphère de Dyson.

Pour construire ces gigantesques objets, il faut utiliser la matière présente dans les astéroïdes. Deux astrophysiciens, Martin Elvis et Duncan H. Forgan, ont alors eu l’idée d’étudier d’un peu plus près ce que donneraient comme signal observable des grands chantiers de ce genre à l’échelle d’un système planétaire. Il faut savoir que la formation d’un système de planètes laisse derrière elle un disque (ou une ceinture) de débris, formé de blocs rocheux, de cailloux et de poussière. Celle-ci, de plus, est alimentée par des collisions entre des astéroïdes dans des ceintures entourant l’étoile centrale.

Des indices chimiques et granulométriques
Le Système solaire possède ainsi trois disques de ce type: la ceinture de Kuiper, la ceinture d’astéroïdes et le nuage zodiacal. On sait détecter et analyser la composition des disques de débris ainsi que la taille des corps matériels le constituant. Ce sont des observations qui ont fréquemment été conduites dans l’infrarouge avec Spitzer pour ceux particulièrement riches en poussières. La détection de l'équivalent de ceux du Système solaire n'est pas encore possible.

L’idée des deux astrophysiciens est que l’exploitation des richesses minières des disques de débris et des astéroïdes qu’ils contiennent, par des civilisations de types II et III devrait se traduire par un appauvrissement en éléments importants pour l’industrie, à savoir des métaux comme le fer ou le platine. La granulométrie des corps matériels des disques devrait elle aussi changer du fait d’une exploitation intense des astéroïdes.

Au final, les deux chercheurs qui ont publié les résultats de leurs réflexions récemment dans un article sur Arxiv, en arrivent à la conclusion que des processus naturels pourraient donner des résultats identiques à ceux d’une telle exploitation. On pourrait ainsi avoir un système qui proviendrait de l’effondrement d’un nuage pauvre en fer par exemple. Toutefois, si plusieurs signaux interprétables comme le signe de la présence d’une civilisation technologiquement évoluée (par exemple des flashs lasers et des caractéristiques anormales du disque de débris) étaient observés autour d'une étoile, il y aurait des raisons de penser qu’il y a bel et bien là une vie intelligente.

Image d'artiste d'un disque de débris entourant une étoile . © T. Pyle (SSC), JPL-Caltech, Nasa

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/peut-on-detecter-des-et-construisant-des-stations-spatiales_29833/

Malgré les difficultés financières rencontrées par Seti, l’écoute des extraterrestres se poursuit et, même, s’intensifie avec le début d’une campagne d’observation de quelque 86 exoplanètes, découvertes par le télescope Kepler de la Nasa et que l’on suppose évoluer dans la zone d’habitabilité de leur étoile.

Les difficultés financières rencontrées par Seti n’entament en rien la volonté de cet institut de recherche de débusquer une civilisation extraterrestre. Malgré l’arrêt du fonctionnement de l'Allen Telescope Array, de nombreux autres programmes d’observations se poursuivent et un nouveau vient de débuter.

Il a pour objectif d’écouter 86 planètes extrasolaires que l’on suppose favorables à la vie car évoluant dans la zone d'habitabilité de leur étoile, une notion très utile même si elle manque de précision, comme le rappellent les débats autour de l'habitabilité de l'exoplanète Gliese 581d. Le terme désigne la région où l'eau peut rester liquide à la surface d'une planète et où les conditions physiques (température en particulier) sont susceptibles d'être compatibles avec l'existence de la vie, du moins sous la forme que nous lui connaissons.

L’objectif est évidemment d’entendre un signal caractéristique d’une émission intelligente. Même si les astronomes ne découvrent pas de civilisations extraterrestres, le retour scientifique sera néanmoins conséquent. © NRAO

Une masse de données confiée aux internautes
Ces planètes n’ont évidemment pas été choisies au hasard. Elles font partie des 1.235 planètes découvertes par Kepler, dont une cinquantaine évolue dans la zone d’habitabilité de leur étoile. On suppose que ces 86 planètes sont dans cette zone. « Il n'est pas absolument certain que tous ces systèmes planétaires soient habitables, mais ce sont de très bons endroits pour chercher E.T. », a déclaré Andrew Siemion, étudiant de troisième cycle à l'Université de Californie à Berkeley.

Initiées par l’Université de Berkeley, ces observations vont se faire depuis le radiotélescope de Green Bank (100m), en Virginie Occidentale (États-Unis). Le projet a commencé le 8 mai et doit durer un an. Lorsque les chercheurs auront obtenu 24 heures de données sur les 86 planètes, ils vont les analyser grossièrement et, deux mois plus tard, demander aux millions d’utilisateurs du Seti@home de procéder à une analyse plus fine.

Ce réseau, mis au point par Seti, utilise la puissance inutilisée de millions d’ordinateurs personnels, un peu partout dans le monde. L’idée est de se servir du temps de veille de chaque ordinateur du réseau pour traiter les données d’observations du radiotélescope d’Arecibo, le plus grand du monde (300m).

Des astronomes vont utiliser un radiotélescope de plus de 100m pour écouter 86 planètes susceptibles d'offrir des conditions favorables à la vie. © ESO/L. Calçada

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/on-va-ecouter-86-planetes-pour-rechercher-la-vie-extraterrestre_30263/

Après le VLT, Very Large Telescope, voici le dernier joyau de l'Observatoire Européen Austral, le VST, télescope dédié aux grands sondages de l'univers. Il n'est pas géant mais il a un œil de lynx.

Ne vous fiez pas aux apparences: même si son miroir primaire ne dépasse pas les 2,6m de diamètre, le VST (pour VLT Survey Telescope) n'a rien d'un télescope pour amateur. Fruit d'une alliance entre la recherche astronomique italienne et l'Observatoire Européen Austral, le tout dernier des instruments de l'ESO vient d'entrer en service à l'Observatoire du Cerro Paranal dans le désert d'Atacama au nord du Chili, juste à côté des quatre télescopes du VLT.

Destiné exclusivement à des sondages du ciel en lumière visible, le VST est doté d'une caméra impressionnante de presque 800kg, Omega Cam, capable de fournir des images de 268 mégapixels à l'aide d'une combinaison de 32 détecteurs CCD. Voilà de quoi reléguer la caméra du télescope VISTA et ses 67 millions de pixels au rang d'appareil photo compact ! Comme tous les télescopes de sa génération, le VST est également doté d'un système d'optique adaptative active qui corrige en temps réel les dégradations des images produites par la turbulence atmosphérique.

Première image impressionnante réalisée par le VST, le faux amas globulaire Omega du Centaure. © ESO/Inaf-VST/Omega Cam/A. Grado/Inaf-Capodimonte Observatory

Premières images prometteuses
Permettant de photographier des champs stellaires deux fois plus larges que la Pleine Lune, le VST va se consacrer pendant les cinq ans qui viennent à la réalisation de trois sondages. Kids consistera à étudier de lointaines galaxies en pointant des régions célestes éloignées de la Voie Lactée et pauvres en étoiles. VST Atlas viendra renforcer le dispositif actuel consacré à l'étude de l'énergie noire et VPHAS+ aura pour mission la cartographie du disque galactique. L'énorme quantité de données recueillies sera acheminée vers l'Europe par Evalso, la liaison très haut débit inaugurée fin 2010, avant d'être traitée par un nouveau logiciel spécialement conçu pour cette tâche.

Les deux premières images prises par le VST sont spectaculaires. La première révèle la splendide région de gaz, de poussière et de jeunes étoiles que forme M17, la nébuleuse du Cygne. La seconde dévoile quelque 300.000 étoiles au sein d'Omega du Centaure, un faux amas globulaire. Pour Konrad Kujiken, responsable du consortium d'Omega Cam, « la combinaison du grand champ, de l’excellente qualité d’image et du très efficace système de commande du VST produira une quantité énorme d’informations qui permettront de faire avancer de nombreux domaines de l’astrophysique. »

Avec le VST, l'ESO possède désormais le plus grand télescope du monde destiné aux sondages du ciel en lumière visible. © ESO/ G. Lombardi

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/le-vst-268-megapixels-derriere-le-nouveau-telescope-de-leso_30734/

L'un des plus grands télescopes du monde, le japonais Subaru, est à l'arrêt complet depuis le 2 juillet, date de la découverte d'une fuite de liquide de refroidissement sur le miroir primaire.

• Découvrez les images d'un télescope géant, le Gran TeCan >>

Subaru signifie Pléiades en japonais, le nom d'un des plus célèbres amas d'étoiles du ciel, connu également sous l'appellation M45. Cet instrument (en service sur l'île d'Hawaï depuis 1998) qui dépend de l'Observatoire astronomique national du Japon dispose d'un miroir primaire de 8,2m de diamètre, l'équivalent des miroirs du VLT. Les observations menées dans les domaines visible et infrarouge permettent de faire régulièrement des découvertes, comme celle d'un nouvel astéroïde troyen autour de Neptune il y a un peu moins d'un an.

Le samedi matin 2 juillet, alertés par une alarme, les techniciens ont découvert une fuite importante de liquide de refroidissement. D'après les premières informations, il s'agit d'un mélange d'eau et d'éthylène glycol qui sert à refroidir l'instrument Suprime-Cam (Subaru Prime Focus Camera) installé au foyer du télescope. La fuite assez importante a touché le miroir primaire, certains instruments comme Focas, le spectrographe infrarouge à objets faibles, et s'est répandue sur le plancher de la coupole. Bien que le liquide ne soit pas corrosif pour les optiques, il est pour le moment impossible d'évaluer l'importance des dégâts infligés au matériel et à l'électronique.

La fuite de liquide de refroidissement est à l'origine des traces orange sur le miroir principal du télescope japonais Subaru. © Observatoire astronomique national du Japon

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/en-bref-serieux-incident-sur-le-telescope-japonais-subaru_31252/

La cure d’austérité que veut imposer le parti Républicain aux États-Unis pourrait faire une victime scientifique: le télescope spatial infrarouge James Webb, présenté comme le successeur de Hubble et pourtant réalisé aux trois quarts.

Aux États-Unis la préparation des budgets est toujours l’occasion de passe d’armes oniriques. À la sortie difficile d’une crise économique et financière sans précédent, les Républicains (majoritaires à la Chambre des représentants mais pas au Sénat) veulent réduire la dette et ne pas augmenter les impôts. Concernant le budget de la Nasa, la proposition de coupes est sévère. Le plan de réduction des dépenses fédérales impose à la Nasa un budget équivalent à celui de 2008 (16,8 milliards de dollars) en baisse de 1,9 milliard par rapport à la proposition de l’administration Obama. En résumé, ce budget augmente les fonds pour le système de transport gouvernemental et baisse ceux alloués aux transport spatial privé et dans de nombreux domaines liés à la science.

Principal point d’achoppement, les deux partis n’ont pas du tout la même vision de l’avenir de l’accès à l’espace. Les Républicains veulent un système de transport spatial gouvernemental qui s'appuie sur le Multi-Purpose Crew Vehicle (MPCV) et le SLS (Space Launch System), que certains appellent Senate Launch System, tandis que l’administration Obama parie sur la privatisation de l’accès à l’espace grâce aux partenariats public-privé Cots (transport de fret) et CCDev (transport de personnes). Concernant la science, c’est le télescope spatial James Webb (James Webb Space Telescope, JWST) qui fait les frais de cette politique de réduction des dépenses voulue par les Républicains.

Le télescope James Webb devrait (devait ?) être lancé par une fusée Ariane 5 ECA. On voit ici l'instrument dans la coiffe du lanceur. © Arianespace/Esa/Nasa

Dérapage budgétaire
Ce télescope spatial infrarouge doit succéder à Hubble dont la fin est proche. Réalisé dans le cadre d’une coopération internationale avec les Agences spatiales canadienne et européenne, il a déjà subi un report de lancement jusqu'à 2018 alors qu’il était initialement prévu au début des années 2010.

Outre ces retards dans son développement, ce projet doit faire face à l’explosion de son coût passé d’un petit milliard à plus de six aujourd’hui. Pour expliquer leur décisions, les membres du sous-comité du Congrès en charge du budget de la Nasa expliquent que malgré l’état d’avancement de ce programme (achevé à plus de 75%), les responsables réclament une nouvelle rallonge de 1,5 milliard de dollars.

Quant à ses partisans, ils arguent que ce télescope fera beaucoup mieux que Hubble, pas seulement parce qu’il est technologiquement plus avancé. Sa position sur le point de Lagrange n°2 et son aptitude à observer dans l’infrarouge conduiront à ce que sa contribution à la science spatiale sera sans commune mesure à tout autre projet spatial actuel ou en préparation.

Aujourd’hui, seule une intense activité de lobbying pourrait sauver l'instrument. Seule note optimiste, si ce télescope est annulé, une partie du budget qui aurait dû lui être consacré sera redistribué sur d'autres projets plus petits, comme le souhaitent certains membres de la Commission du Congrès en charge de la Nasa. C’est d’ailleurs un des principaux reproches faits à ce projet qui, selon certains, cannibaliserait d’autres budget à son profit.

L’abandon de ce télescope pourrait causer des dégâts collatéraux, affectant sur d’autres programmes appuyés sur la complémentarité avec le JWST. Quelques scientifiques s’inquiètent déjà ouvertement sur les dates de mises en service de certains programmes phares, comme l’E-ELT ou Alma.

Le télescope spatial James Webb qui doit succéder à Hubble, avec à la clé de formidables avancées scientifiques, pourrait faire les frais de la volonté du Congrès américain de réduire le budget de la Nasa. © Esa

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronautique/d/le-futur-telescope-spatial-james-webb-pourrait-etre-abandonne_31339/

Parmi les instruments futurs qui pourraient révolutionner l’astronomie moderne, le Square Kilometer Array (SKA) additionne tous les superlatifs. De par sa conception et ses dimensions, il sera le plus grand, le plus cher et celui qui verra et entendra le plus loin. Même les signaux d’une civilisation extraterrestre !

Le SKA est un réseau d’antennes radio réparties sur une surface pouvant s’étendre jusqu’à plus de 3.000km de rayon qui constituera une surface collectrice cumulée atteignant près d'1km², d’où sa dénomination. Quelque 20 pays participent à ce projet gigantesque qui verra l’installation de quatre mille antennes paraboliques, ainsi que 200.000m² de petites antennes en réseau. 50% de la surface collectrice sera répartie sur une surface 5km de diamètre, 75% sur une aire de 150km de diamètre et le reste dans différentes stations lointaines. Résultat, le SKA aura une vitesse d’acquisition des images 10.000 fois plus élevée que n’importe quel instrument d’imagerie actuel. En plus d’une plus grande résolution angulaire (moins de 100 millisecondes d’arc) et spectrale , il aura une sensibilité 50 fois plus importante que tous les radiotélescopes actuels.

Le consortium en charge de se projet a décidé que ce réseau d’antennes radio sera construit dans l’hémisphère sud car la majorité des radiotélescopes en service se situent dans l’hémisphère nord. Deux sites sont encore en compétition, un sud-africain et un australien. Le site retenu sera annoncé en février 2012. Il devra répondre à des exigences fortes notamment celles concernant les niveaux d'interférence radio et l’absence de toute activité humaine dans le futur, ce qui nécessitera de solides garanties. Il faut savoir que tous les appareils électriques émettent des ondes radio, très facilement détectables par un radiotélescope et sont donc susceptibles de générer un bruit de fond perturbant les observations.

Des avancées considérables attendues
Ce projet dont le coût est estimé à environ 1,5 milliard d’euros pour la construction et plus de 100 millions d’euros par an pour l’entretien est prévu pour durer 50 ans. Les premiers travaux de construction pourraient débuter en 2016 avec l’aménagement du terrain, et l’assemblage du dispositif lui-même commencerait en 2019 pour être achevé en 2024.

Quant aux objectifs scientifiques, on s’attend évidemment à ce que cet instrument apporte des réponses à des questions actuellement sans réponse. En particulier, SKA explorera les Âges Sombres, période de l'histoire de l'univers débutant après la diffusion du rayonnement cosmique, lorsqu'il apparaissait chaud et opaque et avant la formation des premières structures lumineuses constituées d'étoiles et de galaxies à partir de 200 millions d'années après le Big-Bang.

SKA étudiera également le rôle du magnétisme dans l'univers, réalisera un important test de la gravité par l’observation des pulsars et des trous noirs et recherchera la vie et des planètes extrasolaires. On s'attend également à ce qu’il nous aide à comprendre ce qu’est la masse manquante qui imprègne les quatre cinquièmes de l’univers sans que l’on sache de quoi il s'agit ! et peut-être révéler comment la matière noire a contribué à la formation d'étoiles.

En conclusion, comme chaque nouvel instrument, le SKA offrira sûrement des découvertes inattendues qui pousseront les limites de la connaissance et ouvrira d’autres champs d’investigation encore inexplorés. Il est même capable de découvrir des civilisations extraterrestres en captant leurs signaux...

Parce qu'elles doivent baigner dans un environnement vierge de toute interférence radio d'origine humaine, les quelque quatre mille antennes paraboliques, ainsi que les multiples petites antennes totalisant 200.000m2, seront construites dans un désert sud-africain ou australien. © SPDO/TDP/DRAO/Swinburne Astronomy Productions

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronautique/d/le-radiotelescope-geant-ska-la-nouvelle-generation-se-prepare_31272/

L’avenir du télescope spatial James Webb est menacé. Mais si le projet devait finalement être annulé, il sera bon de se souvenir que des grands projets de télescopes au sol sont en cours. Petit rappel sur l'étonnant LSST (Large Synoptic Survey Telescope), avec en prime une vidéo montrant la fabrication de ses miroirs en 2008.

Pour ceux qui n’auraient pas le moral suite aux récentes annonces laissant entendre que le télescope spatial James Webb pourrait bien ne jamais s’élancer vers les étoiles à bord d’une fusée Ariane, il faut savoir que la construction du LSST (Large Synoptic Survey Telescope) se poursuit bel et bien sur le site de Cerro Pachón, une montagne chilienne située à 2.680m d'altitude.

Avec ses 8,4m de diamètre et ses trois miroirs, le LSST est un télescope de type Paul-Baker de très grand champ puisqu’il couvrira 20.000° au carrés dans 6 bandes photométriques visibles. Il prendra plus de 800 images panoramiques chaque nuit avec sa caméra de 3 milliards de pixels. En un seul mois, il devrait fournir plus d’observations dans le visible que tous les précédents télescopes combinés en couvrant le ciel deux fois par semaine. Le volume de données fournies par le LSST sera en effet considérable. On s’attend à ce qu’il soit de 15 To à 30 To (Téraoctets) chaque nuit, ce qui est comparable au volume de données fournies par les analyses des collisions de protons au LHC. Surtout, les images en couleurs seront disponibles rapidement en accès libre ! Sur le Web, tout un chacun pourra parcourir le cosmos et zoomer sur des objets d'une luminosité cent millions de fois plus faibles que ceux visibles à l’œil nu.

On sait que la fabrication de grand miroir est difficile. Il faut des verres de qualités exceptionnelles, résistant aux chocs, se déformant le moins possible sous leur propre poids et à faible coefficient de dilatation thermique. Le processus de fonte et de refroidissement du verre dans le moule du miroir est lui-même délicat. C’est pourquoi on a proposé de construire de grand miroir sur le Lune ou avec des ferrofluides.

Un refroidissement lent sur 4 mois
Pour le LSST, sa fabrication a débuté avec du Pyrex, un verre borosilicate présentant un faible coefficient de dilatation dont la première commercialisation remonte à 1915, après sa découverte par E. C. Sullivan et W. C. Taylor des laboratoires Corning Glass Works aux États-Unis. Des blocs de 4kg à 5kg de ce verre ont été déposés dans un moule avant d’être portés à une température de 1.180°C. La surface du liquide fondu a alors pris la forme d’un paraboloïde de révolution du faite de la rotation de son moule à une vitesse de 6,7 tours par minute. 7 caméras CCD ont surveillé cette surface 24h/24h pendant 4 mois alors que la température du liquide était lentement abaissée de 2,6°C par jour pendant le premier mois puis est passé de 400°C à 20°C pendant 100 jours environ. Une vidéo en anglais montre la fusion de ce verre.

La traduction du commentaire de cette vidéo en anglais est la suivante: « Vous regardez le verre thermofusible à l'intérieur du four rotatif de l'université de l'Arizona Mirror Lab. Une fois refroidi, le verre forme les miroirs primaire et tertiaire du Large Synoptic Survey Telescope (LSST), un télescope unique à large champ qui devrait voir sa première lumière à l’horizon 2014 au sommet du Cerro Pachón, au Chili. Le verre fond pendant plusieurs heures avant atteindre la consistance du miel et de s'infiltrer ensuite dans les moules en céramique. Lorsqu'il est refroidi et forme une surface solide, le verre est prêt pour le ponçage et le polissage produisant la forme appropriée pour les miroirs du télescope. »

Une image du DLS. Le LSST fera encore mieux ! © Deep Lens Survey/UC Davis/NOAO

L'image ci-dessus, qui provient des observations du Deep Lens Survey (DLS) projet, donne un avant-goût de ce que verra le LSST. Elle représente une portion de la voûte céleste équivalente à la taille angulaire de la Lune. Cette image est profonde car elle montre à peu près dix fois plus de galaxies par unité de surface que le Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Le LSST fera mieux avec des images couvrant 50.000 fois la superficie de cette image, dans six différentes bandes optiques et avec une meilleure résolution. En outre, comme le LSST prendra des images d’une même zone plusieurs fois par mois et sur au moins 10 ans, il révélera des changements progressifs ou au contraire de brusques variations transitoires et éphémères. C'est idéal pour partir à la chasse aux supernovae, aux éruptions dans les noyaux de galaxies actives ou encore pour découvrir des petits astéroïdes.

Si tout va bien, le LSST devrait voir sa première lumière à l’horizon 2014-2015 mais il ne commencera vraiment à cartographier en 3D et à surveiller l’univers qu’à partir de 2016. On s’attend à ce qu’il nous aide à mieux comprendre la nature de l’énergie noire, notamment grâce à l'étude fine des traces des oscillations acoustiques des baryons dans la distribution des galaxies.

La mise en place des blocs de verre Ohara E6 à faible coefficient d'expansion thermique a nécessité deux jours avant que ne débute le processus de fusion devant donner les miroirs primaire et tertiaire du LSST. Le poids total des deux miroirs est d'environ 23,5 tonnes. © Ray Bertram/Steward Observatory

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/en-video-le-verre-en-fusion-des-miroirs-du-lsst-le-telescope-geant_31410/

On le savait depuis l’année dernière grâce aux observations conjointes de Hubble et du satellite XMM-Newton de l’Esa. Ce ne sont pas les collisions entre galaxies qui sont responsables de l’immense majorité des allumages des quasars. Aujourd’hui, le VLT le confirme en remontant encore plus tôt dans l’histoire du cosmos observable.

On ne comprend pas très bien comment se sont formés les premiers trous noirs géants de l’univers. En revanche, on pensait savoir ce qui faisait d’eux des quasars: des collisions entre galaxies. Pourtant, comme on l’avait déjà expliqué dans un article précédent en début d’année, les observations dans le domaine des rayons X faites par le satellite XMM-Newton de l’Esa, jointes à celle de Hubble, ont fait l’effet d’une bombe dans la communauté des astrophysiciens en 2010.

Plongeant dans le passé de l’univers observable sur une durée de 8 milliards d’années, elles montraient que les noyaux actifs de galaxies, plus précisément ceux possédant un trou noir supermassif accrétant voracement de la matière et devenant ainsi un quasar, n’étaient généralement pas associés à des collisions de galaxies. Cette conclusion était tirée des observations du champ Cosmos, une région d'environ dix fois la surface de la Pleine Lune, dans la constellation du Sextant.

Le nombre de quasars était plus élevé dans le passé de l’Univers, précisément quand celui-ci était plus dense et que les collisions entre galaxies étaient plus fréquentes. Il était logique de penser que c’est à l’occasion de ces collisions que d’importantes quantités de gaz frais tombaient en direction du trou noir central d’une galaxie, alimentant le moteur magnétohydrodynamique constitué par un trou noir en rotation accrétant de la matière.

Cosmos sous l'œil du VLT
En remontant encore plus dans le passé, alors que le taux de collisions devait être encore plus important, c'est-à-dire jusqu’à il y a 11 milliards d’années, soit moins de 4 milliards d’années après le Big Bang, les observations du VLT (toujours dans le champ Cosmos) montrent aujourd’hui que l’énigme de l’allumage des quasars persiste est qu’elle est encore plus troublante.

Dressant une carte montrant près de 600 quasars détectés par leur émissions en rayons X et dont les distances ont été déterminées grâce au VLT au bout de cinq ans de travail, les astrophysiciens ont non seulement constaté qu’il n’y avait pas vraiment de corrélation entre l’allumage des quasars et des collisions de galaxies mais ils ont aussi découvert que les noyaux actifs se trouvent principalement dans les grandes galaxies massives, avec beaucoup de matière noire. En outre, la plupart des noyaux actifs se trouvent plutôt dans des galaxies de masses environ 20 fois plus grandes que celles prédites par la théorie de fusion des galaxies.

Selon Viola Allevato, l’un des auteurs principaux d’un article déposé sur Arxiv, donné en lien ci-dessous, et exposant les détails de la découverte, il y aurait tout de même des explications probables pour l’allumage des quasars: « ces nouveaux résultats nous donnent un nouvel aperçu de la manière dont les trous noirs supermassifs commencent leur repas. Ils indiquent que les trous noirs sont généralement alimentés par des processus au sein de la galaxie elle-même, tels que les instabilités de disque et les régions à flambées d’étoiles, par opposition à des collisions de galaxies ».

Le VLT sous la voûte céleste. De gauche à droite, on voit les Grand et Petit Nuages de Magellan, deux galaxies irrégulières voisines de la Voie Lactée. L'étoile brillante sur la partie supérieure gauche est Canopus, dans la constellation de la Carène. © ESO/José Francisco Salgado

* The XMM-Newton Wide field survey in the COSMOS field: redshift evolution of AGN bias and subdominant role of mergers in triggering moderate luminosity AGN at redshift up to 2.2
Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/le-vlt-confirme-lenigme-de-lallumage-des-quasars_31423/

Le début du XXI^e siècle sera celui des télescopes terrestres géants. Après la génération des 10m (de diamètre), voici venue l'ère d'instruments deux à quatre fois plus grands. Le TMT est l'un de ces futurs monstres.

Ils sont à ce jour trois en lice, trois télescopes géants qui devraient nous faire faire un bond prodigieux dans notre connaissance de l'univers: le GMT, l'E-ELT et le TMT.

Le GMT (pour Giant Magellan Telescope), financé par des institutions américaines et australiennes, devrait être opérationnel vers 2016. Construit dans le désert d'Atacama au Chili, il sera constitué de sept miroirs de 8,4m de diamètre dont l'ensemble formera une surface collectrice équivalente à un miroir unique de 24,5m de diamètre.

L'E-ELT (pour European Extremely Large Telescope) sera le fleuron de l'ESO. Construit lui aussi au Chili, sur le site de Cerro Armazones, il est le plus ambitieux des trois. Son miroir de 42m de diamètre sera constitué d'un assemblage de 906 segments hexagonaux de 1,4m de diamètre, un montage identique à celui du GTC. Première lumière si tout va bien en 2020.

Le TMT (pour Thirty Meters Telescope) est un projet américain qui comprend également le Canada, le Japon et la Chine, rejoints dernièrement par l'Inde. Construit sur le Mauna Kea à Hawaï, il sera assemblé à la manière de l'E-ELT avec « seulement » 492 segments de 1,4m de diamètre pour former un miroir primaire de 30m de diamètre. Il sera peut-être opérationnel en 2018.

Défits financiers et technologiques
À ce jour, aucun des trois projets n'est à l'abri de mauvaises surprises. Car les obstacles sont à la hauteur des promesses de découvertes que pourraient faire de tels instruments. Les ingénieurs sont en effet confrontés à de véritables casse-têtes technologiques. Il leur faut réaliser des miroirs de grande précision, insensibles aux variations thermiques, dont la qualité de surface doit être la plus proche possible de la perfection. Dans le cas du TMT comme de l'E-ELT, l'ensemble des miroirs doit épouser une forme qui ne doit pas se déformer quelle que soit l'orientation du télescope et la hauteur de la cible qu'il pointe.

À cela s'ajoutent des contraintes locales, comme les vents violents et les séismes qui peuvent toucher les sommets du Chili, des spécificités que doivent prendre en compte les abris de ces télescopes géants. Si la coupole de l'E-ELT s'annonce assez classique (un dôme avec une trappe coulissante à deux volets), il n'en va pas de même pour le GMT qui devrait être doté d'un bâtiment octogonal. Quant au TMT, sa coupole prévoit une ouverture sphérique mobile alignée avec le télescope.

Ces projets pharaoniques sont en permanence à la recherche de financements pour boucler des budgets qui ne cessent de gonfler. Mais c'est sans doute le prix à payer pour réaliser des observations exceptionnelles. Comme le rappelle Jean-Gabriel Cuby, chercheur au laboratoire d'Astrophysique de Marseille, ces instruments géants devraient permettre de voir « les premières étoiles et galaxies qui se sont formées quelques centaines de millions d’années après le Big Bang (il y a 13,7 milliards d’années) », afin de mieux comprendre la formation et l'évolution de l'univers.

GMT, E-ELT et TMT. Trois projets pharaoniques pour approcher les débuts de l'univers. © GMT/ESO/TMT

* GMTO

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/en-video-le-futur-telescope-geant-tmt_31610/

Le plus gros télescope spatial est russe et il vient de déployer son miroir fait de 27 pétales de fibres de carbone. Destiné à faire de la synthèse d’ouverture en radioastronomie, il pourrait révéler, entre autres, que certains quasars sont en réalité des trous de ver connectant notre univers à un autre.

Cela faisait des dizaines d’années que les ingénieurs et les astrophysiciens russes travaillaient sur une gamme de satellites du nom de Spektr-R, destinés à rivaliser au cours des années 1990 avec les projets américains qui sont devenus Hubble, Chandra, Compton et Spitzer.

Malheureusement, la chute de l’URSS et les coupes budgétaires ont paralysé ce programme. Tenaces, certains ont tout de même continué à développer ce qui s’appelle aujourd’hui le projet RadioAstron et dont on peut voir une vidéo de présentation (en russe) sur la chaîne YouTube tvroscosmos, celle de l’équivalent russe de Nasatelevision.

Il s’agit d’un radiotélescope pesant 5t et qui, une fois ses 27 pétales en fibres de carbone déployés, se retrouve doté d’un miroir de 10m de diamètre. Il a été lancé du cosmodrome de Baïkonour, situé au centre du Kazakhstan, le 18 juillet 2011. C’est de ce même cosmodrome, aujourd’hui administré conjointement par la Russie, l'Ukraine et le Kazakhstan, que sont partis Youri Gagarine et Valentina Tereshkova.

Mais pourquoi lancer un radiotélescope dans l’espace alors que l’atmosphère ne fait pas obstacle aux ondes radio ?

Tout simplement pour faire de la synthèse d’ouverture avec des radiotélescopes au sol. En utilisant cette technique d’interférométrie, on peut alors disposer de l’équivalent d’un radiotélescope dont le diamètre du miroir peut se compter en milliers de kilomètres et même plus. De fait, le satellite RadioAstron, qui vient de déployer avec succès son miroir il y a quelques jours comme l’a indiqué l’agence Roscosmos, se retrouve sur une orbite elliptique dont le périgée est à environ 10.000km de la Terre mais l’apogée à 390.000km. En fonctionnement, il sera donc capable d’avoir, dans le domaine des ondes radio centimétriques à décacentimétriques, une résolution mille fois supérieure à celle de Hubble dans le visible !

Un test scientifique de l'hypothèse d'un multivers ?
Cela ouvrira des perspectives fantastiques. On devrait ainsi pouvoir observer les noyaux actifs de galaxies avec une résolution jamais égalée jusqu’à présent et en particulier on pourra tester certaines de nos idées sur la nature des quasars. En effet, la résolution atteinte devrait nous révéler ce qui se passe au plus près de l'horizon du trou noir supermassif à l'origine du rayonnement des quasars.

RadioAstron (ou Spektr R) avec ses 27 pétales avant son lancement. © Tigovik, Wikipédia

Certains vont même plus loin, comme le grand radioastronome Nikolaï Semionovitch Kardachev que l’on peut voir dans la vidéo de présentation de RadioAstrom. Il avait déjà suggéré, avec Igor Novikov, que certains noyaux actifs de galaxies, comme celui de M87, pourraient bien être des trous de ver formés dans des phases très primitives de la naissance de l’univers !

Connectant notre cosmos avec des univers parallèles, ils pourraient ressembler à des trous noirs mais n’en seraient pas à cause de l’absence d’un horizon des événements. Cette absence d’horizon et les modifications engendrées concernant les orbites des plasmas proches de l’entrée d’un trou de ver confondue avec l’horizon d’un trou noir, pourraient être visibles avec la résolution record d’un radiotélescope dont le diamètre est de l’ordre de la distance de la Terre à la Lune. RadioAstron serait donc en mesure, peut-être, de départager ces deux théories concernant la nature des quasars.

Des quasars au champ de gravité de la Terre
Tout cela est bien sûr très, très spéculatif mais l’on ne peut s’empêcher de rêver aux conséquences qu’une telle découverte aurait sur notre quête de la compréhension de la structure et de l’évolution de l’univers Du Big Bang au Vivant. Nous pourrions avoir une preuve de l'existence du multivers !

En tout état de cause, on attend du Hubble russe qu'il nous en apprenne plus sur l'univers observable dans les domaines suivants:

<> les noyaux galactiques actifs (trous noirs supermassifs et quasars)
<> la cosmologie avec la matière noire et l'énergie noire
<> les zones de formation des étoiles et des planètes (masers, mégamasers)
<> les trous noirs de masse stellaire et les étoiles à neutrons
<> le milieu interplanétaire et interstellaire
<> l'astrométrie avec la construction d'un système de référence de haute précision
<> les mesures à haute précision du champ gravitationnel terrestre.

Une vue d'artiste du Hubble russe, RadioAstron (ou Spektr R), le radiotélescope spatial développé par le Centre Spatial Astro rattaché à l'Institut de Physique Lebedev. © Tigovik, Wikipédia

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/radioastron-le-hubble-russe-decouvrira-t-il-des-trous-de-ver_31639/