[News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Observation du ciel et technologies relatives...

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Adrien
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[News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par Adrien » 24/08/2017 - 23:00:34

Grâce à l'interféromètre du Very Large Telescope de l'ESO, des astronomes sont parvenus à réaliser l'image la plus détaillée à ce jour d'une étoile - la supergéante rouge Antarès. Ils ont également effectué la toute première cartographie des mouvements de matière au sein de l'atmosphère d'une étoile autre que le Soleil, révélant par là-même l'existence inattendue de turbulence au sein de la vaste atmosphère d'Antarès. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Nature.
A l'oeil nu, la célèbre étoile Antares située au coeur de la constellation du Scorpion brille avec intensité et affiche une coloration rougeâtre. En termes astronomiques, cette étoile est une supergéante rouge relativement froide en fin de vie, sur le point de se changer en supernova (1).

Une équipe d'astronomes pilotée par Keiichi Ohnaka de l'Université Catholique du Nord du Chili, a utilisé l'Interféromètre du Very Large Telescope de l'ESO (VLTI) à l'Observatoire de Paranal au Chili pour cartographier la surface d'Antarès et déterminer les mouvements de matière à sa surface. L'image obtenue est la plus détaillée à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile autre que le Soleil.

Le VLTI est un instrument unique capable de combiner la lumière en provenance de quatre télescopes - les Télescopes de 8,2 mètres de diamètre ou les Télescopes Auxiliaires de taille intermédiaire - en vue de constituer un télescope virtuel doté d'un miroir unique de 200 mètres de diamètre. La résolution des détails fins excède celle obtenue au moyen d'un seul et unique télescope.

"Le processus responsable de la perte de masse si rapide d'étoiles en fin de vie telle Antarès est demeuré incompris durant plus d'un demi siècle", précise Keiichi Ohnaka, l'auteur principal de cette étude. "Le VLTI est le seul instrument nous permettant de mesurer directement les mouvements de gaz au sein de l'atmosphère étendue d'Antarès - une étape clé dans la résolution de ce problème. Le prochain défi consiste à identifier la source de ces mouvements turbulents."

Les nouveaux résultats obtenus ont permis à l'équipe de générer la première carte bidimensionnelle des mouvements animant l'atmosphère d'une étoile autre que le Soleil. La combinaison, dans le cadre du VLTI, de trois des Télescopes Auxiliaires et d'un instrument baptisé AMBER, a donné lieu à l'acquisition d'images distinctes de la surface d'Antarès sur une petite portion du spectre infrarouge.

L'équipe a ensuite déduit de ces données les différences de vitesses du gaz atmosphérique en diverses régions de l'étoile ainsi que la vitesse moyenne sur la globalité de sa surface (2). Ils ont ainsi pu réaliser une carte de la vitesse relative du gaz atmosphérique sur la totalité du disque d'Antarès - la toute première carte de ce type établie pour une étoile autre que le Soleil.

Les astronomes ont découvert l'existence de gaz turbulent, de faible densité, à plus grande distance du centre de l'étoile qu'estimé, et conclu que le mouvement ne pouvait résulter du processus de convection (3) qui transfère le rayonnement issu du noyau vers l'enveloppe extérieure de nombreuses étoiles. Leur étude les a conduits à envisager l'existence d'un processus encore inconnu, responsable de ces mouvements au sein des atmosphères étendues de supergéantes rouges semblables à Antarès.

"A l'avenir, cette technique d'observation, jusqu'alors limitée à la seule étude du Soleil, pourrait être appliquée à différents types d'étoiles afin d'analyser leurs surfaces et de leurs atmosphères de manière plus détaillée que jamais" conclut Keiichi Ohnaka. "Notre travail offre une nouvelle dimension à l'astrophysique stellaire et ouvre une nouvelle fenêtre d'étude des étoiles".

Notes

(1) Aux yeux des astronomes, Antarès est une supergéante rouge typique. Ces énormes étoiles en fin de vie sont à l'origine dotées d'une masse comprise entre neuf et quarante masses solaires. Lorsque ce type d'étoile devient une supergéante rouge, son enveloppe externe s'étend, de sorte que sa taille et sa luminosité croissent, mais sa densité diminue. A l'heure actuelle, la masse d'Antarès avoisine les 12 masses solaires et son diamètre excède les 700 diamètres solaires. A l'origine, sa masse devait être quinze fois supérieure à celle du Soleil. Au cours de son existence, elle aurait donc perdu trois masses solaires.

(2) La vitesse de la matière cheminant en direction ou à l'opposé de la Terre peut être mesurée grâce à l'effet Doppler, qui décale les raies spectrales vers l'extrémité rouge ou bleue du spectre, selon que la matière émettant ou absorbant la lumière s'éloigne ou s'approche de l'observateur.

(3) Le processus de convection entraîne la matière froide vers les régions internes de l'étoile et la matière chaude vers l'enveloppe externe, le long de boucles circulaires. Ce processus survient au sein de l'atmosphère terrestre, rend compte des courants océaniques, et déplace le gaz environnant les étoiles.


Source: ESO

kace
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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par kace » 25/08/2017 - 16:11:03

Eh, ça commence à ressembler à quelque chose, cool !
Jusqu'à présent, c'était plutôt 3 pixels qui se battaient en duel, rien de bien convaincant (http://www.popularmechanics.com/space/a ... etelgeuse/)

Là, on commence à avoir un peu des détails, qui plus est en lumière (presque) visible, donc ça doit ressembler à ce qu'on verrait à l'oeil nu si on était "pas trop loin".
Un rapide calcul précise le "pas trop loin" : Antarès a un diamètre ~900 x plus gros que celui du Soleil, donc pour la voir avec la taille apparente du Soleil, il faudrait être à ~900 UA ! Mais en se protégeant les yeux, on peut voir pas mal de détails à la surface du Soleil, donc pour voir le même niveau de détails que sur l'image, j'estime qu'il faudrait être ~5x plus loin, soit ~5000 UA, soit presque 0,1 Année-Lumière !!
Mais à cette distance, Antarès étant ~10 000x plus brillante que le Soleil (en lumière visible), elle serait 10 000 / (5000^2) = 1/2500 fois la luminosité du Soleil, soit une différence de 8,5 magnitudes.
En gros, une brillance entre celle du Soleil et celle de la Lune (et un peu plus proche de la Lune que du Soleil).
Mais pour un objet de taille apparente petite (5x plus petite que le Soleil, donc une surface 25x plus faible), ça reste très brillant : à regarder avec un filtre, sinon on serait largement ébloui !

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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par Victor » 25/08/2017 - 16:58:31

Dites donc si j'ai bien compris Antarés c'est une future supernova
Et qui dit supernova dit flux de particules énergétiques,
C'est à combien d'Années-Lumières Antarés ?
J'ai regardé sur Wiki 600 Années-Lumières
Est-ce que ça peut faire des dégâts sur Terre, cette supernova ?
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais: Cherche encore!

kace
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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par kace » 25/08/2017 - 21:00:53

Victor a écrit :Dites donc si j'ai bien compris Antarés c'est une future supernova
Et qui dit supernova dit flux de particules énergétiques,
C'est à combien d'Années-Lumières Antarés ?
J'ai regardé sur Wiki 600 Années-Lumières
Est-ce que ça peut faire des dégâts sur Terre, cette supernova ?
Non a priori, c'est trop loin. Sauf si ..., ça provoque un "Gamma Ray Burst" qui par mal chance est en direction de la Terre. Là, en quelques secondes, on se prend un flux massif de rayons Gamma qui ferait de sacré dégâts. A minima tous les satellites KO, couche d'ozone détruite (sur la moitié de la Terre), flash électromagnétique qui (je pense) détruirait tous les appareils électroniques ET électriques, etc ... Et si la puissance est suffisante, ça nous réchaufferait d'un certain nombre de degrés instantanément : si c'est 3°C au sol, pas un drame, si c'est 3000°C, c'est plus ennuyeux ... : je ferai les calculs ce we ...

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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par Trinita » 25/08/2017 - 23:24:08

Kace,

si ça se produisait, il vaut mieux que les média ne disent rien -> imaginez le chaos que ça produirait :pleure:

Elixire
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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par Elixire » 25/08/2017 - 23:28:53

Wow, wow et re-wow !
Impressionnante cette image.

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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par cisou9 » 26/08/2017 - 10:51:51

____________ :_salut:
Trinita a écrit :Kace, si ça se produisait, il vaut mieux que les média ne disent rien -> imaginez le chaos que ça produirait :pleure:
Si ça se produit il vaudrais mieux être du bon coté de la Terre, de toute façon c'est imprévisible donc les médias ne pourront que constater les dégâts. :_grat2:
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Message par Al Tarf » 26/08/2017 - 22:28:20

Mais.... si je comprends bien, l'étoile est à 600 années lumière....donc ce flux ne serait pas arrivé avant ...très longtemps
ce qui nous en laisse, et pour nous, et au flux ...pour se refroidir...???

celui-ci ne pouvant pas aller plus vite que la lumière..???

Merci à Kace...et a tous... pour la réflexion...
En chaque vieux un jeune se demande ce qui s'est passé !

kace
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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par kace » 26/08/2017 - 22:50:14

Un GRB émet ~10^44 Joules, focalisé avec un facteur de l'ordre de 1000 dans une direction donnée. Donc c'est comme si ça émettait ~10^47 Joules dans toutes les directions.
Reste à voir combien d'énergie ça fait par m2 quand on répartit cette énergie à la surface d'une sphère de 600 AL ; -)
Rayon : 600*300000000*3600*24*365 = 5.7.10^18 mètres
Surface : 4.pi.r^2 = 4.10^38 m2 (!)
Energie par m2 : 10^47/4.10^38 = 250 000 Joules/m2 ... Sur une durée de l'ordre de la seconde !
Rappel : on reçoit du Soleil 1400 W / m2
Donc un GRB nous enverrait en 1 seconde autant d'énergie que le Soleil en ~2 minutes, essentiellement sous forme de rayons gamma. Heureusement, ils sont arrêtés par l'atmosphère, donc on ne chaufferait pas de 10 ou 20°C instantanément, seule la haute atmosphère serait bien secouée et chauffée.
Par contre, plus gênant, ces rayons gammas induiraient une pluie de muons (entre autre) vers le sol, ce qui nous ferait une forte dose de radioactivité. Reste à faire le calcul, 2è post quand j'ai réussi à le faire ; -)

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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par kace » 26/08/2017 - 23:10:27

Supposons que 10% de l'énergie atteigne le sol sous forme de muons, de masse 100MeV, et que ces muons génèrent au sol ~1 bequerel en moyenne dans le corps humain (je pense que ça génère plusieurs dizaines de becquerel en décompositions secondaires, mais pas toutes sur une personne au sol, car pas mal partent dans le sol : d'où l'hypothèse au doigt mouillé de 1).
1 Joule = 6.10^18 eV, donc ça générerait 6.10^10 muons dans l'atmosphère, et 10x moins au sol, soit 6.10^9.
Avec 250 000 Joules, on recevrait 4.10^15 muons, et à peu près autant de becquerels ...
D'après wiki (https://fr.wikipedia.org/wiki/Sievert), 120.10^9 becquerels font 4mSv
Donc 4.10^15 becquerels ferait ~120 Sieverts, soit ~10x la dose mortelle pour l'homme ...

In fine, on ne serait donc pas tué par le coup de chaleur (quelques degrés au max), mais par contre la radioactivité massive générée par les rayons gammas et envoyée au sol sous forme de particules (notamment muons) serait sans doute mortelle.
Vues les approximations fortes faites dans ces calculs, ça serait peut-être 10x moins ou 10x plus de dose, mais a priori c'est pas bon dans tous les cas, on mourrait en quelques secondes à quelques jours selon la dose réellement reçue ...

Mais pour se rassurer, la proba est très faible (explosion dans une période de plusieurs milliers d'années à minima, et moins d'une "chance" sur mille d'être dans la direction du GRB), ouf ; -). Et puis, même si on n'a pas de chance, seule la moitié de la Terre serait stérilisée, l'autre côté serait quasiment intouché !
En bref, que ça vous empêche pas de dormir et faites plutôt gaffe en conduisant, le risque est très largement supérieur !

PS : si qqn sait faire les calculs de manière plus précise, je suis preneur

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Message par kace » 27/08/2017 - 9:49:47

Al Tarf a écrit :Mais.... si je comprends bien, l'étoile est à 600 années lumière....donc ce flux ne serait pas arrivé avant ...très longtemps
ce qui nous en laisse, et pour nous, et au flux ...pour se refroidir...???

celui-ci ne pouvant pas aller plus vite que la lumière..???

Merci à Kace...et a tous... pour la réflexion...
Si elle explose "maintenant", on recevra le flux dans 600 ans, mais si elle a explosé il y a 600 ans, on va se prendre le flux d'une minute à l'autre ...
En astronomie, en général (et sauf rare exception où c'est précisé), quand on dit que "on voit une étoile qui explose", c'est qu'on l'observe actuellement, mais dans les faits ça s'est passé dans le passé et c'est seulement maintenant sur Terre que l'on observe cette explosion. Idem pour les ondes gravitationnelles qu'on a détectées : elles ont été émises il y a ~1,3 Md d'années à ~1,3 Md d'années-lumière, et ces ondes sont arrivées en septembre 2015 sur Terre.

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Message par Al Tarf » 27/08/2017 - 10:34:20

Oui oui... merci kace...nous espérons bien cependant qu'elle n'est pas encore explosée aujourd'hui...nous ne le saurons que dans 600 ans.....mais j'ai bien compris... :) :fada:
En chaque vieux un jeune se demande ce qui s'est passé !

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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par Victor » 27/08/2017 - 10:39:39

Sauf qu'on ne sait rien sur son état au présent
ce qu'on voit actuellement ce n'est que du passé
En ce qui concerne la recherche en sciences, Je dirais: Cherche encore!

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Re: [News] Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile

Message par kace » 27/08/2017 - 12:09:25

Victor a écrit :Sauf qu'on ne sait rien sur son état au présent
ce qu'on voit actuellement ce n'est que du passé
On est bien d'accord.
Et donc pour être précis, quand on dit "elle n'a pas encore explosé" on devrait ajouter "vu depuis la Terre". Mais comme on voit toujours les évènements depuis la Terre (ou sa très proche banlieue, le système solaire) ça n'est pas la peine de le préciser, c'est sous-entendu

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Re:

Message par cisou9 » 27/08/2017 - 17:18:33

____________ :_salut:
Al Tarf a écrit :Mais.... si je comprends bien, l'étoile est à 600 années lumière....donc ce flux ne serait pas arrivé avant ...très longtemps
ce qui nous en laisse, et pour nous, et au flux ...pour se refroidir...???

celui-ci ne pouvant pas aller plus vite que la lumière..???

Merci à Kace...et a tous... pour la réflexion...
Il va presque aussi vite que la lumière mais si elle a explosé il y a 590 ans on ne le voit pas mais quand on le verra dans 10 ans, ce sera trop tard on recevra le flux de particules_! :jap: _____
Un homme est heureux tant qu'il décide de l'être et nul ne peux l'en empêcher.
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