Les Amas de Galaxies...

Une équipe d'astronomes européens vient de mesurer la distance de la plus lointaine galaxie connue à ce jour. Repérée dans le Hubble Ultra-Deep Field - la plus profonde image du ciel jamais réalisée, par le télescope spatial Hubble en 2009 - UDFy-38135539 est vue telle qu'elle était lorsque l'Univers avait à peine 600 millions d'années. C'est le Very Large Telescope installé au Chili, équipé du spectrographe infrarouge Sinfoni, qui a permis de réaliser cette datation.

Au coeur des ages sombres
Mesurer la distance d'un objet si lointain est très intéressant, « mais les implications astrophysiques de cette détection sont encore plus importantes » souligne Nicole Nesvadba, de l'Institut d'astrophysique spatiale, co-auteure de la découverte. Pour la première fois, « nous savons avec certitude que nous observons l'une des galaxies ayant dissipé le brouillard qui baignait l'univers dans sa prime jeunesse. »

L'Univers, en effet, n'a pas été toujours transparent au rayonnement visible. Juste après l'épisode du Big bang, il était essentiellement composé d'hydrogène neutre, né de l'association des ses protons et de ses électrons au cours de son refroidissement. Ce gaz étant opaque, ce n'est qu'en le dissociant, sous l'effet de leur intense rayonnement ultraviolet, que les premières étoiles des premières galaxies ont arraché l'Univers à son « age sombre ». Les astronomes pensent que cette ère a duré entre 150 et 800 millions d'années.

Dans la simulation ci-dessous, on peut voir les progrès de cette sortie de l'obscurité (la « réionisation » de l'Univers). Les zones ionisées, translucides, sont en bleu. Le front d'ionisation est en rouge et blanc et les régions neutres, opaques, sont en noir.

Une vue d'artiste du même phénomène est visible ci-dessous.

Plongée dans une image du télescope spatial Hubble
Cette dernière vidéo invite le spectateur à plonger dans le Hubble Ultra-Deep Field à la rencontre de UDFy-38135539. Tandis que l'on voyage toujours plus loin, et que la lumière des galaxies rougit (c'est un effet de l'expansion de l'Univers, qui étire les ondes lumineuses tandis qu'elles voyagent et décale leur fréquence vers les rouges), c'est le temps que l'on remonte. UDFy-38135539, petite tâche rougeâtre perdue aux fond des ages, nous envoie sa lumière d'une époque où l'univers n'avait que 600 millions d'années.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/6199

Des observations menées avec le télescope spatial Hubble ont permis de cartographier précisément la matière noire au sein de l'amas de galaxies Abell 1689. Cette matière noire, composée de gaz et de corps célestes invisibles pour les instruments actuels, se concentre au cœur de l'amas. Sur l'image du télescope Hubble prise en 2002, elle est représentée en blanc.

Carte de la matière noire (représentée en blanc) plaquée sur une photo d'Abell 1689 prise par le télescope Hubble. Crédit: Nasa/ESA/Coe

Distant de 2,2 milliards d'années-lumière, l'amas Abell 1689 contient 1000 galaxies. Sa force de gravité déforme les images de 42 galaxies situées bien plus loin à l'arrière-plan.

C'est en étudiant ces images distordues que l'astrophysicien Dan Coe, du Jet Propulsion Laboratory, à Pasadena, en Californie, a réalisé cette carte. Il a également découvert qu'Abell 1689 contenait plus de matière noire que prévu. Une caractéristique qui pourrait donner une indication sur les conditions qui régnaient dans les premiers milliards d'années qui ont suivi le big bang... Et qui semble indiquer que les amas de galaxies se sont formés très tôt.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/6280

Une équipe internationale a découvert l'amas de galaxies le plus lointain connu à ce jour. La lumière qui nous parvient de l'amas Cosmos AzTEC3 a été émise lorsque l'Univers avait à peine plus d'un milliard d'années, il a aujourd'hui 13,7 milliards d'années.

Une théorie sur les amas galactiques confirmée
Cosmos AzTEC3 est un « proto-amas », un ensemble de galaxies en cours de formation, et c'est l'un des plus jeunes jamais contemplé. Il est probablement devenu un amas moderne, similaire à ceux que l'on observe aujourd'hui dans notre voisinage cosmique.

Cosmos AzTEC3 abrite en effet un énorme trou noir et est constellé de sursauts de formation d'étoiles. Ce sont les germes d'une galaxie centrale géante, telle qu'on en trouve au cœur des amas actuels, affirme Peter Capak (Nasa), le principal auteur de la découverte.

« Un village de télescopes »
Jusqu'à présent, localiser un proto-amas s'est révélé difficile. « Il a fallu tout un village de télescopes pour le coincer », explique Peter Capak. Dans l'espace, Hubble, Spitzer et Chandra ont été mis à contribution, respectivement dans les domaines optique, infrarouge et X.

Au sol, les télescopes Keck (10 m de diamètre) et Subaru (8,2 m) ont étudié l'astre en lumière visible. Le radiotélescope de 30 m de l'Iram, le James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) et le réseau d'antennes Very Large Array l'ont, eux, observé en ondes radio.

Cosmos AzTEC3 est situé dans la constellation australe du Sextant. Il doit son nom au relevé céleste Cosmos et à la caméra AzTEC, qui équipe le JCMT.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/6578

Abell 383 est un amas galactique qui amplifie et déforme la lumière qui le traverse par un phénomène de lentille gravitationnelle. Véritable loupe cosmique, il vient d'être utilisé par une équipe d'astronomes pour mettre au jour une galaxie née seulement 200 millions d'années après le Big Bang (son image dédoublée est entourée d'un cercle dans l'image à haute résolution).

Observée à travers la loupe déformante de l’amas Abell 383, une galaxie née très tôt après le Big Bang apparaît en double dans les deux petits cercles. Crédit: NASA, ESA, J. Richard (CRAL) and J.-P. Kneib (LAM).

Cette galaxie primitive n'est pas la plus lointaine connue, mais elle fait probablement partie des objets qui ont rendu l'Univers jeune transparent, à la sortie des âges sombres. Ils sont si faibles et si lointains que leur découverte reste conditionnée par l'existence de loupes cosmiques telles que Abell 383.

Pour en savoir davantage sur la formation des galaxies et le phénomène de lentille gravitationnelle, écoutez notre série de podcasts "Les leçons de l'astronome - Galaxies" sur cieletespaceradio.fr

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7084

En mesurant la distribution des éléments dans une galaxie spirale distante de 9,3 milliards d’années-lumière, un groupe d’astrophysiciens a conforté la théorie selon laquelle ces grands objets se formeraient de l’intérieur vers l’extérieur.

Le monde des galaxies apparaît complexe et diversifié. Il existe au moins deux grandes classes de galaxies, celles dites elliptiques et celles dites spirales. Grâce aux travaux de Oort exploitant la raie à 21 cm de l’hydrogène, nous savons que notre Voie lactée est elle-même une galaxie spirale d’environ 100.000 années-lumière de diamètre. On a cherché à comprendre la formation des galaxies depuis longtemps et plusieurs scénarios ont été proposés. Les choses sont devenues un peu plus compliquées lorsque la théorie de la relativité générale a été découverte et surtout l’expansion de l’univers.

De façon basique, tout part de zones de surdensités de matière dans l’univers primordial, amorçant leur effondrement gravitationnel. Il arrive alors un moment où ces zones se déconnectent de l’expansion de l’espace pour ne plus être affectées que par leur gravité propre. Si l’on considère un grand nuage de matière baryonique en rotation dans une de ces zones de surdensités, la force centrifuge perpendiculaire à l’axe de rotation de ce nuage va s’opposer à sa contraction selon cette direction mais pas parallèlement à l’axe de rotation. Il en résulte que le nuage va s’aplatir pour former un disque avec un bulbe central.

Une galaxie étudiée à la loupe
La question qui se pose alors est celle de la naissance des étoiles proprement dites dans le protodisque galactique. Une première génération va-t-elle naître presque simultanément un peu partout dans ce protodisque ou d’abord dans le bulbe central ? Pour le savoir, il faudrait mesurer la répartition des éléments lourds, plus précisément mesurer ce qu’on appelle un gradient de métallicité dans les disques des galaxies spirales alors qu’elles ne sont âgées que de quelques milliards d’années.

L'amas de galaxies Abell 370 est responsable d'un fort effet de lentille gravitationnelle produisant des images de galaxies en forme d'arcs. Le même effet de lentille a été utilisé avec l'amas MACS J1149.5+2223. © Nasa, Esa, the Hubble SM4 ERO Team and ST-ECF

C’est précisément ce que viennent de faire Tiantian Yuan et Lisa Kewley de l’Université d’Hawaï avec leurs collègues britanniques de l’Université de Durham. Pour cela, ils ont utilisé l’effet de lentille gravitationnelle d’un amas de galaxies, MACS J1149.5+2223, multipliant la luminosité d’une galaxie située à 9,3 milliards d’années-lumière dans la constellation du Lion, la rendant vingt-deux fois plus brillante.

Un fort gradient de métallicité
Mais pourquoi mesurer un gradient de métallicité ? Rappelons d’abord que les astrophysiciens ont une définition bien particulière d’un métal. Pour eux, il s’agit d’éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium. Or, toujours quelques millions d’années après le Big Bang, aucun élément plus lourd que le béryllium n’existait dans l’univers observable. Pour qu'ils apparaissent, il a fallu que les premières étoiles massives synthétisent des éléments comme le carbone, l’oxygène et le fer, puis les dispersent dans le milieu interstellaire en explosant en supernovae.

Pour départager les théories sur la formation des étoiles dans le disque de gaz d’une jeune galaxie spirale, il faut donc mesurer la répartition de ces éléments lourds. Si les étoiles se forment de l’intérieur à l’extérieur, on doit observer un appauvrissement en fer et en oxygène au fur et à mesure que l’on s’écarte du bulbe central.

Les observations conduites avec le télescope Keck II au sommet du Mauna Kea à Hawaï ont effectivement montré un tel gradient. En voyageant de seulement 10.000 années-lumière, le taux de métallicité chute de 68% dans le cas de la galaxie observée grâce à l’effet de lentille gravitationnelle. Si l’on observe le même phénomène dans d’autres jeunes galaxies spirales, on aura donc la certitude d’avoir compris un des aspects de la formation de ces galaxies.

Six photos de galaxies prises avec le Very Large Telescope (VLT) de l'observatoire du Paranal au Chili. Les photos ont été prises dans l'infrarouge, grâce à l'HAWK-I © ESO/P. Grosbøl

Source Actualité Futura-Sciences:
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/on-comprend-mieux-la-genese-des-galaxies-spirales_29476/

Une équipe de chercheurs a découvert une galaxie lointaine qui contiendrait des étoiles âgées de 750 millions d'années, plaçant l'époque de sa formation à environ 200 millions d'années après le Big Bang. Ces résultats suggèrent que les premières galaxies se seraient formées bien plus tôt que prévu et apportent un éclairage capital sur leur formation et sur leur évolution au début de l'univers.

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Une équipe de recherche, menée par Johan Richard (Centre de recherche et d'astrophysique de Lyon - CNRS/Université Lyon 1/ENS Lyon) et Jean-Paul Kneib (Laboratoire d'astrophysique de Marseille - CNRS/Université de Provence), a fait une découverte, effectuée avec une lentille gravitationnelle, qui bouleverse la datation établie des premières galaxies, et dont les résultats seront publiés courant avril sur le site de la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

D'après Johan Richard, premier auteur de l'article, « les mesures obtenues sur cette galaxie lointaine suggèrent qu'elle aurait commencé à former ses étoiles seulement 200 millions d'années après le Big Bang ». La découverte d'une telle galaxie défie les théories de formation et d'évolution des galaxies actuellement en vigueur. Elle pourrait aider à résoudre le mystère concernant la réionisation du gaz d'hydrogène neutre qui remplissait l'univers à ses débuts.

Cette galaxie a pu être détectée grâce à l'amplification gravitationnelle de l'amas de galaxies Abell 383, dont l'importante force de gravitation, selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, amplifie les rayons de lumière des galaxies plus distantes à la manière d'une loupe déformante. La découverte de cette galaxie est exceptionnelle car seul un alignement naturel quasi-parfait entre la source, l'amas de galaxies et la Terre, en a permis la détection.

Les clés de la découverte
La galaxie a tout d'abord été identifiée avec le télescope spatial Hubble (Nasa - Esa), puis confirmée sur des images du télescope spatial Spitzer (Nasa). L'équipe a ensuite effectué des observations spectroscopiques avec le télescope Keck-II à Hawaï pour mesurer sa distance. Le décalage vers le rouge (redshift en anglais) mesuré spectroscopiquement est de 6,027, ce qui signifie que cette galaxie est vue telle qu'elle était lorsque l'univers était âgé d'environ 950 millions d'années. Contrairement aux autres galaxies lointaines détectées possédant en majorité des étoiles jeunes, celle-ci contiendrait des étoiles âgées de 750 millions d'années, plaçant l'époque de sa formation à environ 200 millions d'années après le Big Bang.

Cette découverte apporte des informations essentielles sur la période de formation des premières galaxies, mais pourrait également expliquer comment l'univers est devenu transparent aux rayons UV dans le premier milliard d'années après le Big Bang. Au début de l'univers, un gaz diffus d'hydrogène neutre bloque le cheminement de la lumière ultraviolette dans l'univers. Pour laisser passer ces rayons UV, des sources de rayonnement important doivent progressivement ioniser l'hydrogène neutre. Les toutes premières populations d'étoiles telles que celles présentes dans cette galaxie lointaine pourraient jouer un rôle important dans ce processus de réionisation de l'hydrogène neutre.

Ce diagramme explique le principe des lentilles gravitationnelles dans le contexte de notre découverte. L'amas de galaxies situé sur la ligne de visée entre la galaxie et la Terre, déforme l'espace-temps et les rayons lumineux de la galaxie lointaine sont déformés et amplifiés. Dans la configuration observée, deux rayons lumineux venant de notre galaxie atteignent directement la Terre. Ce sont ces deux images que l’on retrouve dans la photographie de l’amas Abell 383, prise par le télescope spatial Hubble. © Nasa, Esa, J. Richard (CRAL) and J.-P. Kneib (LAM)

« Il semble probable qu'il existe en fait, dans l'univers primitif, un plus grand nombre de galaxies formées à la même période que celle que nous avons découverte » explique Jean-Paul Kneib. « Ces galaxies qui se formeraient alors très tôt dans l'univers pourraient fournir le rayonnement manquant nécessaire à la réionisation. »

Actuellement, les galaxies de ce type ne sont détectables qu'au travers des amas massifs jouant le rôle de télescopes cosmiques. Dans les prochaines années, le télescope James Webb (Nasa/Esa/CSA), dont le lancement est prévu au cours de cette décennie, étudiera de manière détaillée cette nouvelle population de galaxies, tout comme, à plus long terme, le futur télescope géant européen (E-ELT) de l'ESO.

Les amas de galaxies massifs déforment l'espace-temps et sont donc capables de dévier et amplifier la lumière des galaxies lointaines d'arrière-plan. Les amas peuvent alors agir comme une loupe pour certaines galaxies bien alignées et permettent ainsi d'identifier des galaxies qui ne seraient pas visibles autrement. En observant l'amas de galaxie Abell 383 une équipe d'astronomes a identifié une galaxie si lointaine que nous la voyons alors que l'univers n'avait que 950 millions d'années. Elle est visible comme deux petits points (marqués) de chaque côté de la galaxie centrale de l'amas. Sur cette photographie prise par le télescope spatial Hubble, on identifie aussi d'autres images de galaxies fortement déformées apparaissant comme des arcs, mais plus proches que la paire de galaxies identifiée. © Nasa, Esa, J. Richard (CRAL) and J.-P. Kneib (LAM)

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/les-premieres-galaxies-se-seraient-formees-bien-plus-tot-que-prevu_29671/

L'astronome amateur Rogelio Bernal Andreo s'est fixé l'objectif de révéler les plus infimes variations d'éclat du ciel dans la direction de l'amas de la Vierge. Après un traitement d'image sophistiqué, il y est parvenu comme en témoigne ce splendide cliché, où la lumière diffuse de l'amas est entrecoupée de zones sombres - plus visibles encore sur la vue en noir et blanc.

L'amas de la Vierge photographié par Rogelio Bernal Andreo. Crédit: R. Bernal Andreo/Ciel et Espace Photos

Quelle est l'origine de ces régions obscures ? Probablement, des nuages de poussière de notre galaxie - donc à l'avant-plan de l'amas éloigné de 60 millions d'années-lumière. Mais une partie pourrait être causée par du gaz intergalactique.

L'amas de galaxies de la Vierge a été découvert par Charles Messier en 1781. Il héberge notamment l'une des plus grandes galaxies connues, M87. Aujourd'hui, on recense plus d'un millier de membres dans cet amas.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7163

Plusieurs instruments astronomiques au sol et dans l'espace ont été mis à contribution pour étudier Abell 2744, le spectaculaire résultat d'un carambolage entre plusieurs amas de galaxies.

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Le VLT de l'ESO, le télescope japonais Subaru, le télescope Hubble et l'observatoire en rayons X Chandra: pas moins de quatre télescopes ont observé Abell 2744, un ensemble complexe de galaxies surnommé aussi l'amas de Pandore. Les astronomes pensent qu'il s'agit là des restes de plusieurs collisions entre des amas galactiques, qui se sont déroulées sur une période de 350 millions d'années, un phénomène qu'on a aussi observé dans MACSJ0717.5+3745. Les différents instruments utilisés ont servi à cartographier la répartition géographique des constituants d'Abell 2744: des galaxies (qui représentent moins de 5% de la masse totale), du gaz (environ 20%) et de la matière noire.

Selon Julian Merten, l'un des membres de l'équipe internationale d'astronomes qui a mené cette étude, « nous pouvons utiliser les observations de ces carambolages cosmiques pour reconstituer les événements qui se sont déroulés sur une période de centaines de millions d’années. Ceci peut nous permettre de comprendre comment les structures se forment dans l’univers et comment différents types de matière interagissent les uns avec les autres quand ils entrent en collision. »

Abell 2744 est surnommé l'amas de Pandore car on y découvre d'étranges structures qu'on avait déjà observées séparément dans d'autres amas galactiques. Pour Dan Coe, un autre membre de l'équipe, « la distribution compliquée et irrégulière des différents types de matière au sein de Abell 2744 est extrêmement inhabituelle et fascinante ».

La combinaison des images prises par quatre télescopes, deux terrestres et deux spatiaux, permet aux astronomes d'étudier les particularités d'Abell 2744, les restes d'une collision multiple entre des amas de galaxies. © Nasa/Esa/ESO/CXC & D. Coe (STScI)/J. Merten (Heidelberg/Bologna)

Source Actualité Futura-Sciences: http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/en-bref-des-telescopes-scrutent-lamas-de-pandore_31117/

Ce délicat cliché d'un amas de galaxies situé à plus de 5 milliards d'années-lumière a été réalisé par le télescope spatial Hubble. Il fallait toute la finesse et la sensibilité permises par le porte-drapeau de la Nasa, qui a fêté ses vingt ans en 2010, pour saisir l'arc bleuté qui entoure LRG-4-606, la galaxie elliptique massive au centre de l'amas (à gauche sur cette image).

Un arc gravitationnel photographié par Hubble. Crédit: Nasa/ESA/C&E Photos

Cet arc est en réalité l'image d'une galaxie située à l'arrière-plan de l'amas, considérablement déformée par la masse de celui-ci. L'amas agit ici comme une lentille gravitationnelle, qui courbe et concentre les rayons lumineux de la galaxie lointaine.

Au final, l'éclat de cette galaxie est amplifié. Celle-ci se trouve à plus de 10 milliards d'années-lumière et serait sans doute restée invisible sans la présence de LRG-4-606 sur sa ligne de visée.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/7851

Cette photographie du télescope spatial Hubble contient un cadeau pour les astronomes. Un 'anneau d'Einstein' quasiment complet autour d'une galaxie. Cet anneau apparaît en bleu autour d'une galaxie orangée. Il s'agit de l'image d'une galaxie très lointaine, distordue par l'énorme masse de la galaxie orangée qui se situe bien plus proche. On appelle ceci un 'anneau d’Einstein' car l'existence de tels mirages gravitationnels avait été prédite par Albert Einstein.

Cet anneau, découvert en 2007 sur des images du SDSS, est exceptionnel car il est presque complet, ce qui signifie que les deux galaxies qui le forment sont presque parfaitement alignées par rapport à la Terre. Les astronomes l'ont appelé le "Fer à cheval cosmique". Quand l'alignement est moins rigoureux, il ne se forme que des arcs gravitationnels, comme celui d'Abell 370.

Le "Fer à cheval cosmique", un 'anneau d’Einstein' presque parfait. Crédit: NASA/ESA/C&E Photos

La galaxie orangée, qui est une " lumineuse rouge " dans le jargon des astrophysiciens, se situe environ à 1 milliard d'années-lumière. Celle dont elle déforme l'image au point d'en faire un anneau se trouve elle à près de 3 milliards d'années-lumière. On ne connaît, à ce jour, pas moins de 10 figures gravitationnelles galactiques aussi parfaites dans l'Univers observé, dont l'une est double.

Grâce à la théorie, les astronomes peuvent, à partir de l'image distordue, calculer la masse de la galaxie qui la forme. La lumière d'un arc gravitationnel étant amplifiée, il est aussi possible grâce à eux, d'étudier des galaxies a priori trop lointaines pour être accessibles aux télescopes. L'image du télescope spatial Hubble, prise avec la Wide Field Camera 3, permet d'admirer cette lentille gravitationnelle exceptionnelle avec un luxe de détails.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/8279

Un jeune et massif amas de galaxies extrêmement chaud - Le plus grand jamais observé dans l’Univers lointain - a été étudié par une équipe internationale avec le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO situé dans le désert d’Atacama au Chili ainsi que par l’Observatoire en rayons X de la NASA CHANDRA et par l'Atacama Cosmology Telescope (ACT). Ces nouveaux résultats seront annoncés le 10 janvier 2012 au cours de la 219^e assemblée de la Société Américaine d’Astronomie à Austin, au Texas.

L’amas de galaxies qui vient d’être découvert a été surnommé El Gordo - « le gros » en espagnol. Il s’agit en fait deux sous-amas distincts en train d’entrer en collision à une vitesse de plusieurs millions de km à l’heure. Il est si lointain que sa lumière a voyagé pendant 7 milliards d’années avant d’atteindre la Terre. « Cet amas est le plus massif, le plus chaud et est celui qui émet le plus de rayons X de tous les amas observés jusqu’à présent à cette distance ou au-delà », déclare Felipe Menanteau de la Rutgers University, responsable de cette étude. « Nous avons consacré beaucoup de notre temps d’observation à El Gordo et je suis heureux que notre pari soit récompensé par la découverte d’une exceptionnelle collision d’amas. »

L’amas de galaxies ACT-CL J0102−4915. Crédit: ESO/SOAR

Les amas de galaxies sont les plus grands objets de l’Univers, maintenus ensemble par la gravité. Leur processus de formation, quand de plus petits groupes de galaxies fusionnent ensemble, dépend beaucoup de la quantité de matière noire et d’énergie noire se trouvant dans l’Univers à ce moment-là - de ce fait, l’étude des amas peut nous apporter de précieuses informations sur ces mystérieux composants du Cosmos. « Les gigantesques amas de galaxies comme celui-ci sont exactement ce que nous recherchions », précise Jack Hughes, un des membres de l’équipe faisant également partie de la Rutgers University. « Nous voulons voir si nous comprenons comment se forment ces objets extrêmes en utilisant les meilleurs modèles cosmologiques actuellement en vigueur. »

Cette équipe dirigée par des astronomes chiliens et de la Rutgers University a découvert El Gordo en détectant une distorsion du fond diffus cosmologique en micro-ondes. Ce faible rayonnement est le vestige de la première lumière provenant du Big Bang, l’origine très dense et extrêmement chaude de l’Univers, il y a environ 13,7 milliards d’années. Ce rayonnement laissé par le Big Bang interagit avec les électrons du gaz chaud des amas de galaxies, provoquant une distorsion du rayonnement de fond diffus vu depuis la Terre. Plus l’amas est gros et dense, plus l’effet est important. El Gordo a été détecté au cours d’un sondage du fond diffus réalisé par l’Atacama Cosmology Telescope.

Le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO a été utilisé par cette équipe pour mesurer les vitesses des galaxies de cette gigantesque collision d’amas ainsi que pour mesurer sa distance à la Terre. De plus, l’Observatoire en rayons X de la NASA CHANDRA a été utilisé pour étudier le gaz chaud de l’amas. Bien qu’un amas aussi éloigné et de la taille d’El Gordo soit très rare, les auteurs de l’article scientifique précisent que ces nouveaux résultats restent cohérents avec l’interprétation actuelle qu’ont les astronomes d’un Univers qui a commencé par un Big Bang et qui est principalement fait de matière noire et d’énergie noire.

Cette amas de galaxies également surnommé El Gordo, « le gros » en espagnol. Crédit: ESO/SOAR/NASA

El Gordo s’est très probablement formé comme l’amas du Boulet, un spectaculaire amas de galaxies en interaction plus proche de la Terre de pratiquement quatre milliards d’années-lumière. Dans ces deux amas, il y a des preuves que la matière normale, principalement composée de gaz chaud lumineux en rayons X, a été séparée de la matière noire.

Le gaz chaud a été ralenti par la collision, mais pas la matière noire. « C’est la première fois que nous trouvons un système semblable à l’amas du boulet à une telle distance », dit Cristóbal Sifónn étudiant à la Pontificia Universidad Católica du Chile (PUC) à Santiago. C’est comme le dit le vieux dicton, « Si vous voulez comprendre où vous êtes en train d’aller, vous devez savoir où vous étiez avant. »

Source ESO France: http://www.eso.org/public/france/news/eso1203/

Le télescope spatial Hubble a récemment dévoilé l'amas de galaxies les plus lointaines, situées à environ 13,1 milliards d'années lumière et s'offrant à nos yeux telles qu'elles étaient 600 millions d'années après le Big bang. D'après la NASA, lors d'un examen du ciel dans le rayonnement proche infrarouge, Hubble a découvert cinq galaxies minuscules qui s'amassent en formant un groupe. Ces galaxies font partie des plus lumineuses de l'époque.

"Ces galaxies se sont formées aux différents stades du processus de formation des galaxies, lorsqu'elles venaient de commencer à se rassembler en amas. Ce résultat confirme les hypothèses sur le processus de constitution d'amas de galaxies", a déclaré Michele Trenti, de l'Université du Colorado, qui a présenté la découverte de Hubble lors d'une conférence de la Société astronomique américaine à Austin, au Texas.

Le télescope spatial Hubble. © NASA

La taille des cinq galaxies repérées par Hubble varie entre la moitié et un dixième de la taille de la nôtre. Les calculs montrent qu'elles finiront par fusionner pour former un gigantesque système elliptique ressemblant à la "supergalaxie" M87 dans la constellation de la Vierge. Les amas de galaxies sont les plus grandes structures de l'Univers, composés de centaines ou de milliers de systèmes stellaires maintenues par la gravité.

D'après les données fournies par le télescope Hubble, les premières "protoclusters" se sont formés il y a plus de 13 milliards d'années. On suppose qu'au fil du temps, ils forment des mégapoles galactiques géantes. Ainsi, l'amas de galaxies de la constellation de la Vierge comprend plus de 2.000 systèmes. Les amas mûrs ont été détectés à environ 11 milliards d'années de lumière de la Terre. Ils ont déjà été étudiés par des astronautes. La recherche d'amas dans leurs différents stades de formation est une tâche complexe, ces associations étant rares et ternes.

"Nous avons exploré une multitude de domaines différents, car les chances de trouver quelque chose d'aussi rare sont minimes", a expliqué M.Trenti avant de préciser que les recherches étaient menées à l'aide de la caméra grand angle WFC3.

Source RIANOVOSTI Sciences: http://fr.rian.ru/science/20120112/193010671.html

Grâce au Télescope spatial Hubble, une équipe américaine est parvenue à observer l'intense formation stellaire d'une galaxie située aux confins de l'Univers. Cette galaxie est si lointaine que nous la voyons tel qu'elle était il y a 10 milliards d'années. RCS2 032727-132609, c'est son nom, est visible sous la forme d'un grand arc de lumière dans l'amas galactique RCS2 032727-132623 dans l’Éridan. Il s'agit en fait de la plus brillante des galaxies vues à travers une lentille gravitationnelle.

La galaxie RCS2 032727-132609 déformée en arc et vue à travers un amas de galaxies. Crédit: NASA/ESA

Ce phénomène se produit lorsqu'une concentration de matière, en déformant la trame de l'espace-temps, infléchit et concentre les rayons lumineux issus d'une source à l'arrière-plan. Les détails dans l'image obtenue grâce à Hubble permettent de reconstruire l'image de la galaxie telle qu'elle devrait nous apparaître si elle n'était pas déformée. Cette image révèle d'imposantes régions de formation d'étoiles, beaucoup plus brillantes que celles qui sont observées dans la Voie Lactée.

Une reconstruction de l'image de RCS2 032727-132609. Les zones brillantes dans la vue encadrée sont les régions de formation d'étoiles. Crédit: NASA/ESA

En 2006, RCS2 032727-132609 avait déjà été observée depuis le sol, par le Very Large Telescope. Les astronomes avaient alors réalisé qu'elle était trois fois plus brillante que les autres galaxies vues jusqu'ici à travers des lentilles.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/8558

Un amas de galaxies en train de fusionner va-t-il remettre en cause l'existence de la matière noire ? Une observation du Télescope Spatial Hubble, analysée par une équipe américaine, oblige en tout cas les astronomes à réexaminer leurs certitudes. Cette énigmatique substance, censée représenter 80% de la matière de l'Univers, ne se comporte apparemment pas comme on l'imaginait.

Collisions monstres
L'amas de galaxies Abell 520 est si lointain que sa lumière a mis 2,8 milliards d'années à nous parvenir. Dans ce gigantesque objet constitué de plus petits amas en train de fusionner, la distribution de la matière noire ne suit pas celle des galaxies. Au contraire, elle se concentre en partie dans une zone apparemment vide, en contradiction avec tout ce que les astronomes auraient pu imaginer.

Se croiser sans se voir
En effet, selon les modèles théoriques, les concentrations de matière noire sont les lieux où naissent les galaxies. Soumises aux mêmes forces gravitationnelles, les unes et les autres sont censées évoluer ensemble, quoi qu'il arrive.

Dans Abell 520, la distribution de la matière noire (en bleu) ressemble plus à celle du gaz ordinaire (en vert) qu'à celle des galaxies (luminosité totale en rouge). ©Nasa/ESA/CFHT/CXO/C&E Photos

En particulier, lorsque des amas entrent en collision - comme dans Abell 520 -, leurs halos de matière noire doivent se traverser sans se voir, comme se croisent les galaxies sans se percuter. C'est une propriété spécifique à la matière noire - le fait qu'elle interagit très peu avec elle-même - qui rend cela possible.

Une matière noire au comportement ordinaire ?
Or, ce n'est pas ce que Hubble observe dans Abell 520. Au contraire, une partie de la matière noire semble s'être détachée des zones où se concentrent de galaxies. Ce comportement est similaire à celui du gaz ordinaire qui baigne les amas et qui, lui, est soumis à des frictions dues aux collisions entre atomes.

Du coup, certains chercheurs s'interrogent, le modèle canonique de la matière noire - interagissant peu avec la matière ordinaire et avec elle-même - est-il encore valable aujourd'hui ? L'équipe américaine reconnaît qu'il est encore trop tôt pour conclure, mais presse ses collègues de réaliser de nouvelles observations.

Source Ciel&Espace: http://www.cieletespace.fr/node/8689

Le VST (VLT Survey Télescope) à l’Observatoire du Paranal de l’ESO au Chili a photographié un groupe fascinant de galaxies en interactions dans l’amas de galaxies d’Hercule. La finesse de cette nouvelle image et les centaines de galaxies photographiées en détail en moins de trois heures d’observation témoignent de la grande puissance du VST et de son énorme caméra OmegaCAM pour explorer l’Univers proche.

L'amas de galaxies d'Hercule (ou Abell 2151) se situe à environ 500 millions d'années-lumière de la Terre dans la constellation d'Hercule. Par de nombreux points, il ne ressemble à aucun autre groupement galactique. Il a à la fois une forme plutôt irrégulière, il contient une grande variété de types de galaxies, particulièrement jeunes, des galaxies spirales à formation d'étoiles et l'on n'y voit pas de galaxies elliptiques géantes. Cette nouvelle image a été prise avec le VST, le plus récent des équipements de l'Observatoire du Paranal de l'ESO au Chili. Le VST est un télescope dédié aux grands relevés équipé d'OmegaCAM, une caméra de 268 mégapixels qui fournit des images couvrant de larges zones du ciel.

Cette nouvelle image, prise par le VST (VLT Survey Telescope) révèle une grande variété de galaxies en interaction dans le jeune amas de galaxies d'Hercules. La finesse de l'image et le nombre d'objets « capturé » sur un degré carré en moins de trois heures d'observation confirment la grande puissance du VST et de la caméra OmagaCAM pour explorer l'Univers proche. Cette image a été redimensionnée et ne couvre pas de ce fait le champ complet du VST. Crédits: ESO/INAF-VST/OmegaCAM

Normalement, seuls les petits télescopes peuvent photographier en une seule pose des objets aussi grands que celui-ci, mais le VST avec ses 2,6m de diamètre n'a pas seulement un grand champ, il bénéficie également des superbes conditions du site de Paranal pour réaliser très rapidement des images très fines et très profondes. On peut voir sur cette image des paires de galaxies qui se rapprochent intimement et s'apprêtent à fusionner pour former de plus grandes galaxies uniques. Les nombreuses interactions et le nombre important de galaxies spirales, riches en gaz, en train de former des étoiles dans l'amas d'Hercule, font que ses membres ressemblent aux jeunes galaxies de l'Univers le plus lointain. A cause de cette similitude, les astronomes pensent que l'amas de galaxies d'Hercule est un amas relativement jeune. C'est un groupe de galaxies brillant et dynamique qui va évoluer un jour en un amas plus comparable aux amas de galaxies plus vieux qui sont les plus courants dans notre voisinage galactique.

Les amas de galaxies se forment quand de plus petits groupes de galaxies se rassemblent sous l'effet de leur attraction gravitationnelle. Alors que ces groupes se rapprochent les un des autres, l'amas devient plus compact et plus sphérique. Dans le même temps, les galaxies elles-mêmes se rapprochent les unes des autres et beaucoup commencent à interagir. Même si les galaxies spirales sont les plus nombreuses dans les groupes initiaux, les collisions galactiques déforment finalement leur structure spirale et expulsent leur gaz et leur poussière, stoppant la grande majorité de la formation stellaire. C'est la raison pour laquelle la plupart des galaxies des amas évolués sont elliptiques ou irrégulières. Une ou deux galaxies elliptiques, formées à partir de la fusion de galaxies plus petites et pleines de vielles étoiles, résident habituellement au centre de ces vieux amas.

Ces morceaux choisis tirés de la nouvelle image du jeune amas de galaxies d'Hercule prise avec le VST (VLT Survey Telescope) et la caméra OmegaCAM, montrent une grande variété de galaxies en interaction. Les nombreuses interactions et le nombre important de galaxies spirales, riches en gaz, en train de former des étoiles dans l'amas, font ressembler les membres de l'amas d'Hercule aux jeunes galaxies de l'Univers le plus lointain. Crédit: ESO/INAF-VST/OmegaCAM

On pense que l'amas de galaxies d'Hercule est le fruit du regroupement d'au moins trois petits amas et groupes de galaxies qui sont actuellement en train de se regrouper pour former une plus grande structure. De plus, l'amas lui-même est en train de fusionner avec d'autres grands amas pour former un superamas de galaxies. Ces regroupements géants d'amas sont parmi les plus grandes structures de l'Univers. Avec son grand champ et sa qualité d'images, OmegaCAM sur le VST est idéal pour étudier la périphérie des amas de galaxies, là où se déroulent les interactions encore peu comprises entre les amas.

Cette image grand champ en lumière visible de la région autour de l'amas de galaxies d'Hercule a été réalisée à partir de clichés pris avec des filtres bleu et rouge faisant partis du sondage appelé le Digitized Sky Survey 2. L'amas de galaxies apparait comme un faible regroupement de galaxies proche du centre de l'image. Crédit: ESO and Digitized Sky Survey 2

Cette magnifique image ne montre pas seulement les galaxies de l'amas de galaxies d'Hercule, mais aussi de nombreux objets faibles et flous en arrière-plan. Ce sont des galaxies qui sont bien plus éloignées de nous. Plus proches de nous, plusieurs étoiles brillantes de la Voie Lactée sont aussi visibles au premier plan et il y a même quelques astéroïdes qui ont laissé de petites trainées en se déplaçant lentement sur le champ de l'image pendant le temps de pose de la prise de vue.

Source ESO France: http://www.eso.org/public/france/news/eso1211/