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Posté par Michel le Mardi 23/03/2010 à 00:00
Apex photographie en gros plan des fabriques d'étoiles dans l'Univers lointain
Pour la première fois, des astronomes ont réalisé des mesures directes de la taille et de la luminosité de régions où naissent les étoiles dans une galaxie très lointaine, grâce à une découverte fortuite avec le télescope APEX. Cette galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres Galaxie, cette fois au singulier.) est si lointaine et sa 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 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée...) a mis tellement de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) à nous parvenir, que nous la voyons telle qu'elle était il y a 10 milliards d'années. Une lentille gravitationnelle (Les lentilles gravitationnelles déforment l'image que l'on reçoit d'un objet astronomique comme une galaxie.) cosmique grossit cette galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir...), nous en donnant une vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) en gros plan impossible à obtenir autrement. Ce phénomène chanceux révèle une trépidante et vigoureuse activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de formation d'étoiles dans les galaxies de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) jeune avec des nurseries stellaires se formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la...) cent fois plus rapidement que dans les galaxies plus récentes. Cette recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) est publiée en ligne dans le journal Nature.


Des fabriques d'étoiles dans l'Univers lointain.
Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) de la galaxie lointaine SMM J2135-0102.

Des astronomes étaient en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des...) d'observer un amas massif (Le mot massif peut être employé comme :) de galaxies [1] avec le 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...) APEX (Atacama Pathfinder Experiment), utilisant les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) submillimétriques, quand ils ont découvert une nouvelle galaxie d'une luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) peu commune, plus éloignée que l'amas. C'est la galaxie très lointaine la plus lumineuse jamais observée dans les ondes submillimétriques. Elle est si lumineuse parce que les grains de poussière cosmique de la galaxie rayonnent après avoir été chauffés par le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) des étoiles. Cette nouvelle galaxie a été nommée SMM J2135-0102.

"Nous avons été stupéfaits de trouver un 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...) étonnamment lumineux qui n'était pas à l'endroit attendu. Nous avons vite réalisé qu'il s'agissait une galaxie plus distante et inconnue jusqu'à présent, grossie par l'amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière entre...) plus proche" déclare Carlos De Breuk de l'ESO, un des membres de l'équipe. Carlos De Breuk était en train d'observer avec le télescope APEX sur le plateau de Chajnantor à une altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique...) de 5000 mètres dans les Andes chiliennes.

Cette nouvelle galaxie SMM J2135-0102 est lumineuse à ce point (Graphie) du fait de l'amas massif de galaxies situé au premier plan. L'énorme masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution...) de cet amas courbe (En géométrie, le mot courbe, ou ligne courbe désigne certains sous-ensembles du plan, de l'espace usuels. Par exemple, les droites, les segments, les lignes polygonales et les cercles sont des courbes.) la lumière de la galaxie plus distante, agissant comme une lentille gravitationnelle [2]. Comme avec un télescope, il grossit et éclaircit notre vision de la galaxie lointaine. Grâce à un alignement fortuit de l'amas et de la galaxie lointaine, cette dernière est fortement grossie, d'un facteur 32.

"Le grossissement dévoile cette galaxie avec des détails jamais obtenus précédemment, même si elle est si éloignée qu'il a fallu environ 10 milliards d'années à sa lumière pour nous atteindre," explique Mark Swinbank 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 supérieures). Aux...) de Durham, premier auteur de l'article présentant cette découverte. "Grâce à des 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 plaisir procuré explique la très grande...) renouvelées avec le télescope Submillimeter Array, nous avons été capables d'étudier avec une grande précision les nuages où les étoiles se forment dans la galaxie."

Ce grossissement signifie que la formation stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties à travers le...) peut être identifiée dans la galaxie, jusqu'à une échelle de seulement quelques années-lumière ? pratiquement en dessous de la taille des nuages géants de la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se situent le...). Pour voir ce niveau de détail sans l'aide de la lentille gravitationnelle, il faudrait de futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) télescopes comme ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), qui est actuellement en construction sur le même plateau qu'APEX. Cette découverte fortuite a donc déjà donné un aperçu aux astronomes de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de...) qu'il sera possible de faire d'ici quelques années.

Ces "fabriques d'étoiles" ont une taille semblable à celles que l'on trouve dans la Voie Lactée, mais elles sont cent fois plus lumineuses, laissant penser que la formation stellaire dans les premiers temps de la vie (La vie est le nom donné :) de ces galaxies est un processus beaucoup plus vigoureux que celui que l'on trouve habituellement dans les galaxies situées plus près de nous dans le temps et dans l'espace. Par de nombreux points, ces nuages ressemblent plus aux c?urs les plus denses des nuages de formation stellaire de notre Univers proche.

"Nous estimons que SMM J2135-0102 produit des étoiles à un taux équivalent à environ 250 Soleils par an," déclare Carlos De Breuk. "La formation stellaire dans ses grands nuages de poussière est différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace,...) de celle que l'on voit dans notre Univers proche, mais nos observations suggèrent également que nous devrions être capables d'utiliser une physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...) sous-jacente similaire pour les nurseries stellaires les plus denses des galaxies proches afin de comprendre la naissance des étoiles (La naissance des étoiles ou formation stellaire est un domaine de recherche actif en astrophysique qui consiste en l'étude des modes de formation des étoiles et des systèmes...) dans ces galaxies plus lointaines."


La galaxie SMM J2135-0102 dans son contexte.

Voir la video.

Notes:

[1]Les amas de galaxies sont parmi les objets les plus massifs de l'Univers, assemblés et maintenus par la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). Ils comprennent des centaines à des milliers de galaxies qui à peine un dixième de leur masse totale. La majeure partie de leur masse, qui s'élève jusqu'à un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et...) de milliards [1015] de fois la masse de notre Soleil (Soleils est une association à but humanitaire implantée sur le campus de Supélec (École Supérieure d'Electricité).), est composée 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 occuper...) chaud et de matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre) désigne la matière apparemment indétectable, invoquée pour rendre compte d'effets inattendus, notamment au sujet des galaxies. Différentes hypothèses ont été émises et...). Dans le cas de cette étude, l'amas observé est désigné par MACS J2135-010217 (ou MACS J213512.10-010258.5) et se situe à environ quatre milliards d'années-lumière.

[2] L'effet de lentille gravitationnelle est prévu par la théorie de la relativité (Cet article traite de la théorie de la relativité à travers les âges. En physique, la notion de relativité date de Galilée. Les travaux d'Einstein en ont fait un...) générale d'Albert Einstein (Albert Einstein (né le 14 mars 1879 à Ulm, Wurtemberg, et mort le 18 avril 1955 à Princeton, New Jersey) est un physicien qui fut successivement...). Du fait de leur masse extrêmement importante et de leur emplacement intermédiaire entre nous et les galaxies très distantes, les amas de galaxies agissent comme des lentilles gravitationnelles très performantes, courbant la lumière en provenance des galaxies situées en arrière-plan. Selon la répartition de la masse de l'amas, de nombreux effets très intéressants se produisent, tels que l'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) de luminosité, des distorsions, des arcs géants et une multitude d'images de la même source.


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Source: (c) ESO
Illustration: (c) ESO/M. Kornmesser/M. Swinbank et al.(artiste) et ESO / DSS2 (contexte)