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Posté par Adrien le Jeudi 10/03/2016 à 00:00
L'image la plus détaillée à ce jour d'un disque de poussière autour d'une étoile vieillissante
L'interféromètre du Très Grand Télescope (VLTI) de l'ESO au Chili a acquis l'image la plus détaillée à ce jour d'un disque de poussière autour d'une étoile âgée. Il devient pour la première fois possible de comparer de tels disques à ceux qui entourent les étoiles jeunes - et leur ressemblance est étonnante. La possibilité qu'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle plan. La seconde...) génération de planètes se forme à partir d'un tel disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) dont l'apparition coïncide avec la fin de vie (La vie est le nom donné :) d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) paraît même envisageable.

A la fin de leur existence, de nombreuses étoiles s'entourent de disques stables de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à...) et de poussière. Cette matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...), issue de l'étoile elle-même, a été expulsée par les vents stellaires lors de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.). Ces disques ressemblent à ceux qui entourent les jeunes étoiles, et à partir desquels se forment les planètes. Toutefois, les astronomes n'étaient pas encore parvenus à comparer l'un et l'autre types de disques qui se constituent au tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) début et à la toute fin du cycle stellaire. En effet, si de nombreuses jeunes étoiles se situent à suffisamment grande proximité de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....) pour que leurs disques puissent faire l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale....) d'études approfondies, tel n'est pas le cas en revanche des étoiles âgées dotées de disques, trop éloignées pour pouvoir être imagées.

La situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre...) a toutefois récemment évolué. Une équipe internationale de chercheurs menée par Michel Hillen de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) d'Astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et...) de Leuven en Belgique a utilisé l'énorme potentiel de l'Interféromètre du Très Grand Télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la luminosité ainsi que la taille apparente des...) (VLTI) de l'Observatoire de Paranal de l'ESO au Chili, équipé de l'instrument PIONIER et du détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été spécifiquement...) RAPID, tous deux issus de développements de la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) française.


Disque de poussière autour du système double vieillissant IRAS 08544-4431. Au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des mammifères qui...) de l'encart figure l'image reconstruite du VLTI, sur laquelle l'étoile centrale brillante a été ôtée. La vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) d'arrière-plan montre l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement...) de cette étoile dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes...) des Voiles (Les Voiles sont l’une des 88 constellations du ciel, visible essentiellement de l’hémisphère sud. Incluse à l’origine par...). Crédits: ESO/Digitized Sky Survey 2 , Davide De Martin.

Un système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary digit, soit « chiffre binaire ») les chiffres de la numération binaire. Ceux ci ne peuvent prendre que deux valeurs,...) âgé constitua la cible de leurs observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...). Il s'agit de IRAS 08544-4431, situé à quelque 4000 années-lumière de la Terre dans la constellation australe des Voiles. Ce système est composé d'une géante rouge dont une partie du contenu matériel s'est condensé en un disque de poussière, et d'une étoile normale, moins évoluée, située à proximité.


Sur cette carte figure la localisation du système binaire vieillissant catalogué IRAS 08544-4431 au sein de la constellation des Voiles. L'ensemble des étoiles visibles à l'oeil nu par temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) clair et par nuit noire y apparaît. Au travers d'un petit télescope, ce système arbore l'aspect d'une faible et unique source de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de...). Crédits: ESO/IAU et Sky & Telescope.

L'incroyable netteté des images acquises par l'Interféromètre du Grand Télescope et l'adoption d'une nouvelle technique d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) capable de supprimer les étoiles centrales de l'image afin de révéler leur environnement, ont permis à l'équipe de scruter, pour la toute première fois, l'ensemble des blocs constitutifs de IRAS 08544-4431.

L'équipe a découvert que les disques qui entourent les étoiles âgées sont tout à fait semblables en réalité aux disques situés autour des étoiles jeunes, à partir desquelles se forment les planètes. La possibilité qu'une seconde génération de planètes se constitue autour de ces étoiles âgées est envisagée. Elle reste toutefois à confirmer.

"Pour l'ensemble des chercheurs impliqués, la magnifique image dudisque de poussière entourant l'étoile IRAS 08544-4431 couronne plusieurs années d'effort. Elle démontre enfin notre capacité à observer des objets astrophysiques complexes avec une haute résolution. Ce résultat illustre parfaitement la vitalité et l'impact de la recherche francaise sur l'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) pour l'astronomie, dont la réussite est ici basée sur la collaboration étroite et quotidienne entre chercheurs, personnels techniques et partenaires industriels" conclut Jean-Baptiste Le Bouquin, astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) à l'IPAG/OSUG, responsable scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) de l'instrument PIONIER et co-auteur de cette étude.


Disque de poussière autour du système double et âgé IRAS 08544-4431. Sur cette vue figure l'image reconstruite du VLTI, sur laquelle l'étoile centrale brillante a été ôtée. L'anneau fin constitue l'objet le plus important de l'image. Pour la première fois, le bord intérieur de l'anneau de poussière a pu être observé. Il matérialise parfaitement la lisière du disque de poussière ; plus près des étoiles, il s'évaporerait sous l'effet des intenses rayonnements stellaires. Une lueur plus faible issue de l'étoile compagnon est également visible, ce qui n'a pas manqué de surprendre les observateurs. Crédit: ESO
Ces observations n'auraient pu voir le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) sans les développements instrumentaux issus de la recherche française de ces 5 dernières années. L'instrument utilisé, PIONIER, a été conçu et réalisé en 2010 par l'Institut de Planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude s'étend des grains microscopiques jusqu'aux...) et d'Astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des...) de Grenoble, IPAG (CNRS/UGA, OSUG). Il est basé sur la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de l'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) intégrée, provenant du domaine des télécommunications (Les télécommunications sont aujourd’hui définies comme la transmission à distance d’information avec des moyens électroniques. Ce terme est plus utilisé que le terme synonyme officiel «communication...) et rendue pertinente pour l'astronomie grâce à 10 ans de recherche et développement (R&D) ininterrompues.

Depuis juin 2015, PIONIER bénéficie d'une caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil de prise de vues animées, pour le cinéma, la télévision ou la vidéo.) infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.) révolutionnaire nommée RAPID, fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du...) d'une collaboration soutenue entre des institutions académiques (IPAG-OSUG, LAM-Pythéas, CEA-LETI, ONERA) et des partenaires industriels (SOFRADIR).

Enfin, la technique innovante de reconstruction d'image a étédéveloppée entre 2011 et 2015 par un groupe de doctorants et chercheurs francais. Cette méthode, appliquée facilement aux donnéesde PIONIER/RAPID, est la clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) qui permet de produire une image riche et détaillée.

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Source: CNRS-INSU