[News] Une nouvelle fenêtre sur les premières étoiles de l'Univers

[Michel]

La découverte de l'astre le plus lointain connu par l'homme ouvre une nouvelle fenêtre sur une période encore inexplorée de l'histoire de notre Univers: celle de la formation des premières étoiles et des premières galaxies qui a conduit à l'Univers que nous connaissons actuellement. Depuis quelques années les astrophysiciens espéraient découvrir des explosions d'étoiles massives dans l'Univers très jeune (entre 400 et 700 millions d'années). Cette période de la vie de notre ...

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[Maulus]

Toujours plus loin !
Je voudrais avoir si on capte que du rayonnement infrarouge sur ce genre d'objet ou si on prend quand même des gamma et des X sur la tronche avec une distance pareil... Je suppose que non.. même le rayonnement énergétique est décallé vers le rouge non ?

[QJ]

Merci à Maulus qui a osé poser la question que je n'osais pas poser.
Mes lacunes en physique m'empêche de comprendre certaines choses.
L'objet observé s'éloigne par l'expansion de l'univers, on constate donc un décalage vers le rouge,
de l'ensemble de son spectre.
C'est dit dans l'article: un décalage vers le rouge z = 8,1.
Si l'ensemble du spectre se décale, comment peut-on détecter du rayon gamma ?

A mon humble avis, monsieur Planck a quelque chose a voir dans cette histoire.
Je sens que les "gros bras" de la physique vont débarquer dans ce forum...

Un Victor ou autre Techman pour illuminer mon incompréhension ? Merci d'avance.

[Maulus]

Moi ce qui m'a mit la puce à l'oreille c'est que dans le schéma il parle d'un "trou" dans le visible, et que l'objet n'est visible que dans l'infrarouge.

Que la spectre visible se décalle dans l'infrarouge ok, je comprend.
Mais qu'en est il des rayons de longueur d'onde très courte ?

J'imagine qu'il reste dans leur domaine tellement la différence de longueur d'onde est important entre le visible et le rayonnement de haute énergie mais je n'en suis pas sur...

En tout cas, si le visible est dans l'infrarouge, l'ultra violet devrait être dans le visible non ?

[Aldebaran]

Ca parait logique, et dans ce cas là, les rayons X se retrouveraient dans l'ultra-violet ?
Et pour une onde radio qui est au bout du spectre électromagnétique ? Ca pourrait faire une boucle et se retrouver dans les rayons gammas ? Ou on perd le signal ?

[cisou9]

Je pense qu'ils ne sont visible dans l'infra-rouge c'est à cause des poussières interstellaires qui bloque le visible.

[walgui]

Bonjour,

l : longueur d'onde
on a décalage spectral z = (lobserve - lorigine) / lorigine

donc si on décale vers le rouge (expansion de l'univers) : lobs > l0 donc z > 0

on a le même z pour toutes les longueurs d'ondes d'un même objet observé par un même observateur (c'est ce qui caractérise l'objet en question par exemple un quasar à z=13,2) donc

lobs = lorig x (z + 1)

donc c'est proportionnel à la longueur d'onde, plus la longueur d'onde d'origine est grande (X par ex.) plus le décalage est grand, voilà un tableau pour différente longueurs d'ondes et un z = 14 (dans le style objet bien décalé) :

gamma lorig = 10^-13 m lobs = 1.5x10^-12 X toujours
X lorig = 10^-9 m lobs = 1.5x10^-8 UV
UV lorig = 10^-8 m lobs = 1.5x10^-7 presque visible
visible lorig = 6x10^-7 m lobs = 9x10^-6 infrarouge

c'est donc pas très flagrant quand même, ce qui est bien énergétique le reste pas mal, par contre niveau doses c'est absolument ridicule, le nombre de photons au m²/s vu les détecteurs qu'il faut...

[Maulus]

Merci beaucoup walgui !!!
Donc tout le spectre se décale bien vers le rouge, même à très haute énergie.
Mais effectivement, le décalage reste proportionnel peu importe l'énergie de base. Donc finalement, les gammas avec z=14 finissent dans les X quand même ! Sachant qu'un redshift de 14 c'est énorme !

Mais tu as raison, le principale problème, c'est de réussir à chopper des photons
D'ailleurs je me demande comment la répartition s'opère avec des objets aussi lointains !
Sa doit dépendre du type de source, mais est ce que certains photons en fonction de leur longueur d'onde traversent mieux le cosmos que d'autre. Par rapport aux nuages de gaz et de poussières qui pourrait être sur le chemin, les ondes radio, infrarouge et surtout X passent très bien à travers.

Et puis tu n'as pas parlé des émissions radios qui sont déjà à la base très faible en énergie et longueur d'onde, j'imagine qu'elles disparaissent comme l'a dit Aldébaran mais si tu pouvais confirmer

[QJ]

Attendez, attendez...

Ma question porte sur les rayons gamma spécifiquement.

Swift de la NASA a détecté un éclair de rayons gamma d'une durée de 10 secondes

gamma lorig = 10^-13 m lobs = 1.5x10^-12 X toujours

Maintenant, je comprends l'ordre de grandeur du décalage...
Conclusion pour encore voir des rayons gamma malgré un redshift de 8,1, il a fallu que l'objet lointain génère des rayons
gamma très énergétiques, et de longueur d'onde très petite (De l'ordre des femto secondes), pour qu'ils arrivent à nous encore sous la forme de rayon gamma.

Vraiment, merci à walgui pour son post.

[Maulus]

Ah oui voilà en fait !
Pour recevoir encore des gammas il faut qu'à la base ils soit de très courte longueur d'onde !
Donc c'est fonction de l'énergie développée... En fait on peut monter très haut en énergie dans les gammas ! C'est le tout haut de l'échelle !
C'est vraiment géométrique

[Ze Venerable]

Mais on n'a pas vu non plus de rayons X, en fait rien au dessus (en fréquence) de la lumière visible. C'est pas étrange ? Qu'est devenue l'émission dans les très hautes fréquences de ce sursaut ?

[Maulus]

Si si il y a eu un flash de rayons gammas que Swift a détecté.
Mais certainement beaucoup moins énergétique qu'à leur départ de la source

Par contre je pense que le trou du spectre dans le visible c'est parce que sa butte sur des nuages de gaz sur le trajet du rayonnement.
Parce que bon, si tout le spéctre est décalé, je vois pas pourquoi il y aurait un trou dans le visible

[QJ]

Une dizaine d’heures après le sursaut gamma plusieurs observations couvrant simultanément les deux domaines visibles et infrarouge...

Les astronomes ont effectivement vu quelque chose dans le visible. Maintenant l'article ne précise pas si il y a eu
aussi des photons dans l'UV et le rayonnement X. Je dirais probablement oui, au moins pour le X, face à ce genre de phénomène.
Mais, il n'ont peut-être simplement pas été détectés faut de moyen de mesures adéquats ou de temps.

[Maulus]

En fait c'est contradictoire avec les images du graph qui montrent qu'avec les 4 filtres dans le visible, il n'y a rien...

[Ze Venerable]

ui, je n'avais quasiment regardé que le graphe et je pensais que l'on avait rien observé au dessus du visible. Mais finalement ce graphe ne montre pas le spectre aux très hautes fréquences je pense.

[cath's]

Bonjour !

La difusion inverse de Compton , peut peut t'être nous orienter .

http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Compton

Cath's

[Maulus]

m'étonnerait qu'il y ai un lien mais c'est intéressant comme effet.

[QJ]

Les astronomes ont effectivement vu quelque chose dans le visible. Maintenant l'article ne précise pas si il y a eu
aussi des photons dans l'UV et le rayonnement X. Je dirais probablement oui, au moins pour le X, face à ce genre de phénomène.
Mais, il n'ont peut-être simplement pas été détectés faut de moyen de mesures adéquats ou de temps.

Et une flagellation publique pour QJ ! Une !
Si j'avais lu correctement l'article (avec mon cerveau), j'aurais bien lu qu'il y a effectivement absence de détection
dans le visible.

En faisant un horrible effort de mémoire (gniii! -le cerveau est un muscle!- Gniiiii), je me rappelle ceci de mes cours
sur les fibres optiques:
Le spectre électromagnétique de la lumière visible s'étend de (je crois) ~400nm à ~750 nm.
Le spectre de l'infra-rouge: de 1 mm à 1 cm.
C'est donc normal, avec le redshift en question, de "voir" l'objet étudié dans l'infra-rouge.
Pour le gamma et le X, les ordres de grandeurs sont tels qu'ils restent dans le domaine du X et du gamma malgré le redshift.
Je crois que je suis un peu plus dans le bon là. Mais les plus incollables en physique me corrigeront... J'espère.

[Maulus]

ouaip on a fait le tour je pense, mais moi j'ai pas eu ma réponse...

je comprends pas pourquoi ya un trou dans le spectre au niveau des fréquences visibles...
si dans l'hypothèse ou il y aurait du gaz sur la trajectoire du rayon, que le visible ne passe pas ok, mais l'infrarouge devrait lui aussi avoir du mal à passer... par effet de diffusion dans le gaz...

bref, on a un spectre complet au départ, et on se retrouve avec un trou dans le visible au final... je pige pas...

[QJ]

bref, on a un spectre complet au départ, et on se retrouve avec un trou dans le visible au final... je pige pas...

Je vais risquer une tentative de réponse à Maulus, afin qu'il puisse passer une nuit de sommeil.


Si quelqu'un qui s'y connait en physique voit que j'énonce une erreur, s'il vous plait, poster la correction!

Je ne suis pas sur que, même un évènement comme une explosion d'étoile massive, génère un spectre complet.

Concernant le spectre, voir Image du spectre électromagnétique et propriétes.

La partie visible+UV du spectre est bien limitée par rapport aux IR, X et rayon gamma.
Le graphe de l'article, montre bien qu'aux longueurs d'onde de 400 à 12000 nm, ils ne voient rien.
Je suppose donc que durant le temps d'observation de GROND il n'a pas eu de photons observés provenant de la zone
400->750 nm. Si on "remonte" le retshift par les longueurs d'onde, pas de photons émis par l'objet observé depuis l'UV , pour obtenir quelque chose dans le visible. Javoue ne pas avoir fait le calcul inverse pour z=8,1... C'est lundi matin aussi.

[buck]

Serait il idiot de dire tout simplement que les faible longueurs d'ondes sont absorbes par le milieu interstellaire ?

[yaggro]

Bonsoir,

est ce qu'un effet de lentille gravitationnel ne pourrai pas tronquer une partie du spectre ?
Peu etre que cet effet deforme la lumiere de tel maniere que certaine partie du spectre se decalerai , se superposant ainsi sur d'autres et laissant un trou dans leur longueur?

[Maulus]

Serait il idiot de dire tout simplement que les faible longueurs d'ondes sont absorbes par le milieu interstellaire ?

Sa dépend se que tu entend par faible longueur d'onde.
Les infrarouges passent pas trop mal à travers la poussière et le gaz.

Pour la lumière visible non elle passe pas du tout. Enfin si le nuage est dense les infrarouges passent pas non plus...
Je trouve pas que le nuage interstellaire soit une bonne solution... et si c'est juste du nuage très "dilué" en milieux intergalactique on devrait voir que des raies d'absorptions, et pas un trou aussi grand...

Je me demande si il y a une explication validée sur ce problème.. ou si il persiste une sorte de mystère autour de ce trou du visible pour les objets très lointains.