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Posté par Redbran le Mercredi 02/05/2018 à 12:00
Mise à jour du paradigme dynamique des amas globulaires des galaxies
Les propriétés dynamiques des amas globulaires restent toujours relativement inconnues même si elles sont souvent utilisées par les astrophysiciens pour approfondir la compréhension des caractéristiques des galaxies. Le projet NESSY financé par l'UE entend lever le voile sur certains de ces mystères.


Amas 47 Tucanae ©NASA/ESA Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour...)

Les amas globulaires sont des amas stellaires qui orbitent autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter,...) d'un noyau galactique. Ils sont généralement considérés comme des systèmes simples, sphériques, non-rotatifs et thermodynamiquement relaxés. Ce qui signifie que les orbites des étoiles regroupées dans l'amas ne possèdent pas d'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la...) privilégiée. Durant des décennies, les amas globulaires étaient reconnus comme des modèles de ce qu'on appelait "une population stellaire (Les étoiles de notre Galaxie furent classées en deux populations stellaires, dites "Population I" et "Population II", par Walter Baade en 1944.) unique" où les étoiles étaient nées ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) et partageaient la même histoire de formation.

Cependant, ce modèle traditionnel des amas globulaires a été récemment contesté par une série de découvertes concernant leurs propriétés chimiques, structurelles et cinématiques. Les populations stellaires multiples sont désormais considérées comme omniprésentes. Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) NESSY financé par l'UE a contribué à la formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits homogènes, stables et possédant des propriétés spécifiques, en mélangeant...) d'un paradigme dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) plus réaliste pour ce type de systèmes stellaires. Pour ce faire, il a combiné les modèles analytiques et les simulations numériques, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en prenant en compte les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) astronomiques de nouvelle génération.

Le projet NESSY s'est attaqué à trois problèmes auxquels sont confrontés les astrophysiciens, à savoir: le rôle du moment angulaire (En physique, le moment angulaire ou moment cinétique est la grandeur physique qui joue un rôle analogue à la quantité de mouvement dans le cas des rotations. Comme le...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable...) et des courants externes dans l'évolution dynamique des systèmes stellaires denses, la formation des populations stellaires qui demeurent parmi les plus anciennes de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), et l'existence possible de trous noirs intermédiaires.

La nouvelle génération de données astronomiques

Gaia, la sonde spatiale (Une sonde spatiale est un vaisseau spatial non habité envoyé par l'homme pour étudier à plus ou moins grande distance les corps célestes se trouvant dans...) européenne, mesure actuellement, avec une précision inégalée, les positions et les célérités de milliers d'étoiles dans les amas globulaires que compte notre Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom...). Cette nouvelle génération de données, conjuguée avec les mesures réalisées par le télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Il est nommé...) et d'autres installations astronomiques de pointe, permettent aux théoriciens d'étudier, pour la première fois, l'"espace de phases" entier des amas globulaires en observant la position et la célérité (La célérité (traditionnellement notée c) est la vitesse de propagation d'un phénomène ondulatoire. Elle varie selon les composantes fréquentielles de l'onde et son...) de leurs étoiles.

La Dre Anna Lisa Varri, chercheuse 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 englobe...) du projet NESSY et titulaire d'une bourse individuelle Marie Sk?odowska-Curie, explique: "Ces groupes compacts d'étoiles sont vraiment comme un couteau suisse (Un couteau suisse présente des outils ingénieusement assemblés à un couteau pour tenir dans une poche et répondant à de multiples fonctions.) de l'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 propriétés des objets de l'univers...), étant donné qu'ils ont été exploités à des fins innombrables durant plusieurs décennies. Pourtant, l'étude des mouvements des étoiles dans les amas globulaires est toujours enfermée dans une marge étroite d'hypothèses de simplification. Et maintenant, des installations astronomiques de calibre mondial fournissent des volumes de données considérables sur le sujet qui ne correspondent pas à la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...) actuelle."

Parmi ses contributions, l'équipe a participé au développement d'une nouvelle compréhension du rôle de la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en...) cinématique (En physique, la cinématique est la discipline de la mécanique qui étudie le mouvement des corps, en faisant abstraction des causes du mouvement (celles-ci sont généralement modélisées par des forces et...), qui se présente sous la forme de la rotation interne et l'anisotropie (L'anisotropie (contraire d'isotropie) est la propriété d'être dépendant de la direction. Quelque chose d'anisotrope pourra présenter différentes caractéristiques...) des vitesses (différentes caractéristiques, dans différentes directions), dans l'évolution dynamique à long-terme des systèmes collisionnels tels que les amas globulaires. Le projet NESSY a également contribué au développement d'un modèle dynamique de l'amas 47 Tucanae, qui décrit sa riche structure dans l'espace de vélocité (VéloCité est un service de prêt gratuit mis en place par la ville d'Angers qui fournit aux personnes qui habitent ou travaillent à Angers des bicyclette aux couleurs de la ville.). Il révèle un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de rotation interne inattendu.

Le rôle du moment angulaire est l'un des aspects qui peut expliquer les dynamiques internes des systèmes collisionnels, tels que les amas globulaires. Comme le souligne la Dre Varri, malgré le manque de recherches sur ces phénomènes, "un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) croissant de jeunes et d'anciens amas stellaires est actuellement observé pour obtenir des preuves de rotation. En effet, il est possible que la présence de quelques moments angulaires puissent vraiment accélérer l'évolution dynamique de tels systèmes."

Propulser la recherche en astrophysique dans une nouvelle ère (Une nouvelle ère (1/2) et Une nouvelle ère (2/2) sont des épisodes de la série télévisée Stargate Atlantis. Ce sont les deux premiers épisodes de la...)

Les travaux réalisés dans le cadre du projet NESSY progresseront grâce à la collaboration avec l'école de mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) d'Édimbourg afin d'étudier plus avant le rôle de la complexité cinématique en examinant l'équilibre, la stabilité et les caractéristiques évolutives des systèmes stellaires rotatifs denses. Il est à espérer que ces recherches approfondiront notre compréhension des amas globulaires et des noyaux galactiques. Comme l'explique la Dre Varri, "sur la base de ces recherches, je continuerai d'étudier les effets de la complexité cinématique sur deux énigmes non-résolues dans mon domaine, à savoir la dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou...) dynamique du phénomène des populations multiples et la formation de trous noirs intermédiaires et stellaires".

En fait, la présence d'une rotation interne peut avoir un effet considérable sur la taille de l'espace des paramètres dans lequel les processus collisionnels conduisant à la formation de trous noirs dans les amas se produisent, ainsi que sur leurs résultats. Grâce à l'étude sur la complexité cinématique réalisée dans le cadre du projet NESSY, les chercheurs peuvent désormais examiner les incidences de ces degrés supplémentaires de liberté sur la formation et le maintien des trous noirs dans des systèmes stellaires denses. Comme le précise la Dre Varri, "ce sujet est réellement abordé au moment opportun car, grâce à l'interféromètre LIGO (LIGO (pour Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) est un projet d'interféromètre américain, destiné à...), une nouvelle voie de recherche s'est ouverte dans l'astrophysique pour étudier la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et...) des trous noirs, et notamment les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de...) gravitationnelles".

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Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS
 
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