{"id":346,"date":"2014-02-06T10:38:08","date_gmt":"2014-02-06T10:38:08","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/?p=346"},"modified":"2014-04-22T09:15:23","modified_gmt":"2014-04-22T09:15:23","slug":"des-etoiles-aux-quasars-le-programme-de-gaia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2014\/02\/06\/des-etoiles-aux-quasars-le-programme-de-gaia\/","title":{"rendered":"Des \u00e9toiles aux quasars : le programme de Ga\u00efa"},"content":{"rendered":"

Cet article reprend une interview que j’ai donn\u00e9e pour la revue “Une saison en Guyane”, agr\u00e9ment\u00e9e de quelques images…<\/em><\/p>\n

On parle d\u2019un milliard d\u2019\u00e9toiles cartographi\u00e9 par Ga\u00efa, cela ne repr\u00e9sente que 1% du nombre d\u2019\u00e9toiles de la Voie lact\u00e9e\u00a0? \u00c7a para\u00eet peu\u2026 <\/b><\/p>\n

C\u2019est la question qui vient lorsqu\u2019on pense qu\u2019il y a au moins 100 milliards d\u2019\u00e9toiles dans la Voie lact\u00e9e\u00a0! Mais 1 milliard c\u2019est \u00e9norme pour nous. On a un \u00e9chantillon extr\u00eamement significatif tout simplement parce qu\u2019on a une assez bonne id\u00e9e de la structure de notre galaxie, donc l\u2019\u00e9chantillon est homog\u00e8ne. J\u2019aime bien comparer la Voie lact\u00e9e \u00e0 une for\u00eat pour d\u00e9crire le travail de Ga\u00efa, au lieu d\u2019avoir des arbres vous avez des \u00e9toiles. Un botaniste qui rentre dans une for\u00eat qu\u2019il ne conna\u00eet pas trop \u00a0va observer les arbres \u00e0 diff\u00e9rents stades de leur \u00e9volution, des jeunes pousses, des arbres en pleine maturit\u00e9, des arbres qui commencent \u00e0 vieillir et des arbres morts. A partir de l\u00e0 il va reconstituer l\u2019histoire individuelle des arbres, puis l\u2019histoire de l\u2019ensemble de la for\u00eat gr\u00e2ce \u00e0 cet \u00e9chantillon significatif des arbres \u00e0 tous les degr\u00e9s de leurs existences.\u00a0 H\u00e9 bien c\u2019est un peu \u00e7a que va faire Ga\u00efa avec ce milliard d\u2019\u00e9toiles, en \u00e9tudiant le spectre et les couleurs, les luminosit\u00e9s de ces \u00e9toiles, en d\u00e9terminant quelles sont les \u00e9toiles adultes, quelles sont les vieilles \u00e9toiles, o\u00f9 et quand elles se sont form\u00e9es. On va reconstituer \u00a0l\u2019histoire enti\u00e8re de la Voie lact\u00e9e.<\/p>\n

<\/p>\n

\u00a0Ce 1 % est-il concentr\u00e9 dans une zone de la galaxie, ou va-t-il \u00eatre pr\u00e9lev\u00e9\u00a0 jusqu\u2019aux extr\u00e9mit\u00e9s de la galaxie\u00a0? <\/b><\/p>\n

Il y a deux aspects\u00a0: il y a l\u2019astrom\u00e9trie qui consiste \u00e0 mesurer les distances avec les parallaxes. Ce syst\u00e8me ne fonctionne que pour les \u00e9toiles relativement proches de l\u2019environnement solaire. En revanche, le catalogage du milliard d\u2019\u00e9toiles englobe \u00e0 peu pr\u00e8s toutes les r\u00e9gions de la galaxie, sauf \u00e9videmment celles qui sont obscurcies par les poussi\u00e8res galactiques.<\/p>\n

\"N\u00e9buleuse<\/a>
N\u00e9buleuse de la Flamme, r\u00e9gion d’\u00e9toiles en formation dans la constellation d’Orion, \u00e0 1500 ann\u00e9es-lumi\u00e8re. Photo ESO<\/figcaption><\/figure>\n

En effet, nous sommes situ\u00e9s \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de la Voie lact\u00e9e, donc avec une vision partielle d\u2019elle. Avec les r\u00e9sultats de Ga\u00efa d\u2019ici 2020, serons-nous en mesure de conna\u00eetre le nombre de bras qu\u2019elle poss\u00e8de ? <\/b><\/p>\n

Je ne peux pas dire si ce sera en 2020, mais oui, gr\u00e2ce \u00e0 la cartographie tridimensionnelle il sera possible de confirmer l\u2019existence d\u2019une barre centrale par exemple. Vous savez que les galaxies purement spirales n\u2019ont pas de barre centrale, mais depuis plusieurs ann\u00e9es, on soup\u00e7onne que la Voie lact\u00e9e n\u2019est pas galaxie spirale parfaite, mais une spirale barr\u00e9e.<\/p>\n

\"La<\/a>
La galaxie spirale NGC 1232, situ\u00e9e \u00e0 100 millions d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re. Les r\u00e9gions centrales contiennent de vieilles \u00e9toiles de couleur rouge, tandis que les bras spiraux sont peupl\u00e9s de jeunes \u00e9toiles bleues et de n\u00e9buleuses de gaz.<\/figcaption><\/figure>\n

\u00a0On parle du d\u00e9but de l\u2019arch\u00e9ologie galactique gr\u00e2ce \u00e0 Ga\u00efa, pouvez-vous nous en dire plus\u00a0? <\/b><\/p>\n

L\u2019histoire des galaxies ne d\u00e9pend pas uniquement de leur histoire individuelle. La plupart appartiennent \u00e0 des amas de galaxies et il y a une certaine interaction entre elles, car elles sont assez serr\u00e9es dans leur amas pour se fr\u00f4ler,\u00a0 se croiser, s\u2019interp\u00e9n\u00e9trer. La vie d\u2019une galaxie d\u00e9pend aussi des interactions qu\u2019elle a eues dans le pass\u00e9.\u00a0 Notre galaxie a d\u00e9j\u00e0 absorb\u00e9 des petites galaxies satellites et Ga\u00efa va pouvoir d\u00e9tecter les vastes courants d\u2019\u00e9toiles r\u00e9siduelles de ces anciennes interactions.<\/p>\n

La quantit\u00e9 d\u2019informations apport\u00e9es par Ga\u00efa va permettre d\u2019affiner les mod\u00e8les, voire d\u2019en \u00e9liminer certains. L\u2019astronomie, c\u2019est effectivement de l\u2019arch\u00e9ologie puisqu\u2019on remonte toujours dans le pass\u00e9 des objets que l\u2019on \u00e9tudie. Au-del\u00e0 de la cartographie, c\u2019est peut-\u00eatre sans doute l\u2019aspect le plus fascinant de cette entreprise qu\u2019est Ga\u00efa, observer un univers qui bouge et qui \u00e9volue constamment.<\/p>\n

La Voie lact\u00e9e absorbe-t-elle d\u2019autres galaxies\u00a0?<\/b><\/p>\n

Notre galaxie est actuellement entour\u00e9e d\u2019un cort\u00e8ge de petites galaxies satellites, dont les fameux Nuages de Magellan. On sait d\u00e9j\u00e0 qu\u2019il y a eu des interactions, car on observe ce que l\u2019on appelle le courant magellanique, vaste courant d\u2019 \u00e9toiles qui se d\u00e9tachent de la Voie lact\u00e9e jusqu\u2019au Grand Nuage de Magellan. Les Nuages de Magellan sont deux petites galaxies naines qui sont des satellites tournant autour de la Voie lact\u00e9e. La galaxie d\u2019Androm\u00e8de est une galaxie spirale plus volumineuse, actuellement situ\u00e9e \u00e0 2 millions d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re. On sait justement que la Voie lact\u00e9e et Androm\u00e8de se rapproche l\u2019une de l\u2019autre \u00e0 une vitesse de cinq cents kilom\u00e8tres par seconde, elles tombent litt\u00e9ralement l\u2019une sur l\u2019autre, et dans quatre \u00e0 cinq milliards d\u2019ann\u00e9es elles entreront en interaction.<\/p>\n

\"Fusion3galaxies-eso0755a\"<\/a>
Une \u00e9quipe internationale d’astronomes a d\u00e9couvert, gr\u00e2ce au Very Large Telescope de l’ESO (Chili), un cas rare de fusion entre trois galaxies. Ils l’ont surnomm\u00e9 “L’Oiseau”.<\/figcaption><\/figure>\n

Allons-nous observer plus de supernovas gr\u00e2ce \u00e0 Ga\u00efa\u00a0?<\/b><\/p>\n

Nous n\u2019avons plus vu de supernovas dans notre galaxie depuis 400 ans, la derni\u00e8re a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e en 1604 \u2013 notamment par le grand Kepler. Il n\u2019y a pas plus de deux \u00e0 trois supernovas par si\u00e8cle dans la galaxie. En plus, celles qui explosent dans notre galaxie sont des \u00e9toiles massives, situ\u00e9es dans le disque et obscurcies par les poussi\u00e8res. Les supernovas monitor\u00e9es par Ga\u00efa sont donc des supernovas ext\u00e9rieures, cela appartient \u00e0 la partie extragalactique du programme.<\/p>\n

Aujourd\u2019hui on voit un feu d\u2019artifice de\u00a0 supernovas chaque ann\u00e9e, peut-\u00eatre 30 ou 40 qui explosent dans toutes les r\u00e9gions de l\u2019univers, puisque quand une supernova explose elle devient aussi brillante que des galaxies enti\u00e8res. On les d\u00e9tecte donc jusqu\u2019aux confins de l\u2019univers. C\u2019est d\u2019ailleurs gr\u00e2ce aux supernovas tr\u00e8s lointaines observ\u00e9es assidument depuis quelques ann\u00e9es, qu\u2019on a d\u00e9couvert quelque chose de fondamental et qui pose beaucoup de questions\u00a0: l\u2019acc\u00e9l\u00e9ration de l\u2019expansion de l\u2019univers.\u00a0 On a cru longtemps que la vitesse d\u2019expansion ralentissait et que l\u2019univers \u00e9tait vou\u00e9 \u00e0 terme \u00e0 se contracter. Depuis dix ans, on sait qu\u2019au contraire l\u2019expansion s\u2019acc\u00e9l\u00e8re, et qu\u2019il existerait alors des formes de mati\u00e8re et d\u2019\u00e9nergie noire encore mal connues.<\/p>\n

Justement, quelles peuvent \u00eatre les r\u00e9percussions de Ga\u00efa en cosmologie\u00a0?<\/b><\/p>\n

Ga\u00efa \u00a0n\u2019est pas au d\u00e9part un t\u00e9lescope de cosmologie, mais indirectement, oui. Mis \u00e0 part des \u00e9toiles, la galaxie est constitu\u00e9e de nuages de gaz et de ce que l\u2019on appelle la mati\u00e8re noire. On sait tr\u00e8s bien que la mati\u00e8re lumineuse repr\u00e9sente un cent au maximum de ce qu\u2019il y a r\u00e9ellement. Et donc en analysant, gr\u00e2ce \u00e0 Ga\u00efa, non seulement le positionnement mais surtout la dynamique de la partie visible, nous pourrons en d\u00e9duire ce qu\u2019il y a derri\u00e8re. Outre les 100 milliards d\u2019\u00e9toiles de la galaxie qui sont potentiellement lumineuses, il y a une ou plusieurs composantes de mati\u00e8re noire dix \u00e0 cinquante fois fois plus massive. C\u2019est quoi cette mati\u00e8re noire\u00a0? Est-ce que ce sont de petites \u00e9toiles que l\u2019on appelle des naines brunes\u00a0? Des \u00e9toiles mortes, de grands nuages d\u2019hydrog\u00e8ne froid,\u00a0des plan\u00e8tes ou des objets naturels connus\u00a0? Ou encore des particules qui sont pr\u00e9dites par des th\u00e9ories de physique des hautes \u00e9nergies que nous n\u2019avons jamais encore d\u00e9tect\u00e9es directement, mais qui pourraient se manifester justement dans ces observations-l\u00e0\u00a0?<\/p>\n

La mati\u00e8re noire est situ\u00e9e dans la galaxie ou plut\u00f4t entre les galaxies\u00a0? <\/b><\/p>\n

En fait la mati\u00e8re noire, il y en a un petit peu partout. Mais il y a une forme de mati\u00e8re noire qui est plut\u00f4t concentr\u00e9e dans les galaxies, et il y a une autre forme de mati\u00e8re noire que l\u2019on appelle l\u2019\u00e9nergie sombre, qui elle est diffuse dans tout l\u2019espace et en particulier entre les galaxies. Mais l\u2019\u00e9nergie sombre ne fait pas partie des objectifs de Ga\u00efa. C\u2019est d\u00e9j\u00e0 pas mal de monitorer la mati\u00e8re visible et d\u2019en d\u00e9duire la mati\u00e8re noire ordinaire\u00a0!<\/p>\n

Ga\u00efa va aussi rep\u00e9rer les ast\u00e9ro\u00efdes g\u00e9ocroiseurs, non ?<\/b><\/p>\n

Oui,\u00a0 j\u2019ai r\u00e9cemment publi\u00e9 un livre sur ces fameux ast\u00e9ro\u00efdes g\u00e9ocroiseurs (\u00ab\u00a0Ast\u00e9ro\u00efdes\u00a0: la terre en danger\u00a0\u00bb \u00e9d. Le cherche midi, 2013) qui sont potentiellement dangereux. C\u2019est un des importants objectifs de Ga\u00efa, puisqu\u2019il y a toute une cat\u00e9gorie d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes qui ont des orbites dirig\u00e9es vers le soleil, et les r\u00e9seaux de surveillance au sol ne peuvent pas les voir. Ga\u00efa, gr\u00e2ce \u00e0 son positionnement au point de Lagrange n\u00b02, va sans doute pouvoir d\u00e9tecter des centaines, voir peut-\u00eatre des milliers de nouveaux ast\u00e9ro\u00efdes g\u00e9ocroiseurs. On pense conna\u00eetre aujourd\u2019hui plus de 90% des ast\u00e9ro\u00efdes relativement gros, c’est-\u00e0-dire \u00e0 partir d\u2019un kilom\u00e8tre de diam\u00e8tre, qui pourraient \u00e9ventuellement faire de tr\u00e8s gros d\u00e9g\u00e2ts. Esp\u00e9rons qu\u2019il n\u2019y ait pas de mauvaises surprises\u00a0!<\/p>\n

Et en ce qui concerne les exoplan\u00e8tes potentiellement d\u00e9couvertes par Ga\u00efa, pourrait-on trouver des traces de vies dans la galaxie\u00a0?<\/b><\/p>\n

Il faudra attendre d\u2019autres outils pour savoir \u00e7a, comme le programme DARWIN initialement pr\u00e9vu \u00e0 l\u2019horizon 202, h\u00e9las (provisoirement\u00a0?) abandonn\u00e9 par les agences spatiales. Ce projet consistait \u00e0 d\u00e9tecter par la spectroscopie la combinaison de dioxyde de carbone (CO2), de vapeur d\u2019eau (H2O) et surtout de dioxyg\u00e8ne (O2) et d\u2019ozone (O3) dans l\u2019atmosph\u00e8re des exoplan\u00e8tes. Les exobiologistes ont montr\u00e9 que c\u2019est une signature du vivant\u00a0: si vous avez de l\u2019ozone dans l\u2019atmosph\u00e8re, \u00a0cela signifie qu\u2019il existe une couche vivante \u00e0 la surface qui interagit avec l\u2019atmosph\u00e8re. Cela dit, ce n\u2019est pas parce que l\u2019on ne d\u00e9tecte pas d\u2019ozone que l\u2019on peut conclure qu\u2019il n\u2019y a pas de vie. Par exemple, si des astronomes extraterrestres du pass\u00e9 avaient observ\u00e9 la Terre pendant ses deux premiers milliards d\u2019ann\u00e9es d\u2019existence, ils n\u2019auraient vu aucune signature dans l\u2019atmosph\u00e8re, et pourtant la vie existait d\u00e9j\u00e0 dans le fond des oc\u00e9ans.<\/p>\n

\"Vue<\/a>
Vue d’artiste de l’exoplan\u00e8te Corot-7b, une plan\u00e8te rocheuse sur laquelle r\u00e8gnent des conditions extr\u00eames : elle gravite si pr\u00e8s de son \u00e9toile que la temp\u00e9rature de sa face \u00e9clair\u00e9e monte \u00e0 2000 \u00b0C. Sa surface pourrait donc \u00eatre recouverte de lave en fusion.<\/figcaption><\/figure>\n

On parle aussi de localiser des quasars gr\u00e2ce \u00e0 Gaia\u00a0?<\/b><\/p>\n

Les quasars sont des noyaux de galaxie extr\u00eamement brillants. Ils sont souvent aliment\u00e9s en \u00e9nergie par un trou noir gigantesque, au moins 100 millions de fois la masse du soleil. Cela correspond aux premi\u00e8res phases de la vie de ces galaxies, les quasars ont commenc\u00e9 \u00e0 s\u2019allumer tr\u00e8s t\u00f4t, moins d\u2019un milliards d\u2019ann\u00e9e apr\u00e8s le Big Bang. Ils sont en g\u00e9n\u00e9ral \u00e9loign\u00e9s dans l\u2019espace, ce qui permet de remonter loin dans l\u2019histoire de l\u2019Univers, et aussi de les utiliser comme r\u00e9f\u00e9rentiels. Ga\u00efa va positionner 500\u00a0000 nouveaux quasars, permettant ainsi d\u2019am\u00e9liorer consid\u00e9rablement notre syst\u00e8me de coordonn\u00e9es spatiales.<\/p>\n

Vous avez \u00e9tudi\u00e9 les trous noirs, sait-on plus de choses sur le trou noir central de la Voie lact\u00e9e\u00a0? Ga\u00efa va-t-il nous aider \u00e0 comprendre\u00a0?<\/b><\/p>\n

On sait beaucoup de choses, car il y a eu des progr\u00e8s extraordinaires depuis une vingtaine d\u2019ann\u00e9es. Dans les ann\u00e9es 1980 on soup\u00e7onnait l\u2019existence d\u2019un trou noir central pour des raisons th\u00e9oriques, puis on a commenc\u00e9 \u00e0 acqu\u00e9rir des indices exp\u00e9rimentaux dans les ann\u00e9es 1990. Les t\u00e9lescopes \u00e0 infrarouge ont commenc\u00e9 \u00e0 voir des \u00e9toiles proches du centre galactique, et on s\u2019est aper\u00e7u qu\u2019elles tournaient anormalement vite autour d\u2019un centre de gravit\u00e9 o\u00f9 l\u2019on ne voyait rien. On a alors commenc\u00e9 \u00e0\u00a0 supputer qu\u2019il y avait une masse invisible sous la forme d\u2019un trou noir g\u00e9ant. C\u2019est en reconstituant le mouvement des \u00e9toiles et leur dynamique qu\u2019on a d\u00e9duit la masse du trou noir, le Sagittarius A* avec 3,5 millions de masses solaires. Aujourd\u2019hui, on a des projets futurs, des t\u00e9l\u00e9scopes \u00e0 tr\u00e8s haute r\u00e9solution angulaire dans l\u2019infrarouge, qui n\u2019est pas dans le domaine optique de Ga\u00efa.<\/p>\n

Chaque galaxie poss\u00e8de-t-elle un trou noir central\u00a0? Pourquoi la galaxie n\u2019est elle pas aspir\u00e9e par son propre trou noir g\u00e9ant\u00a0? <\/b><\/p>\n

On pense que, mis \u00e0 part quelques petites galaxies irr\u00e9guli\u00e8res ou naines comme les nuages de Magellan, chaque galaxie poss\u00e8de un trou noir g\u00e9ant en son centre. Il y a aussi plein de petits trous noirs qui se forment suite aux explosions des supernovas situ\u00e9es dans les bras de galaxies. Le trou noir g\u00e9ant de la Voie lact\u00e9e peut para\u00eetre \u00e9norme avec 3,5 millions de fois la masse du soleil, mais il reste relativement modeste par rapport \u00e0 ce que l\u2019on trouve ailleurs dans des galaxies plus lointaines\u00a0! Et il poss\u00e8de un rayon d\u2019action limit\u00e9\u00a0; ce n\u2019est pas \u00ab\u00a0l\u2019ogre cosmique\u00a0\u00bb souvent pr\u00e9sent\u00e9 dans la vulgarisation, vou\u00e9 \u00e0 aspirer tous les corps se trouvant \u00e0 proximit\u00e9. Il y a pas mal d\u2019\u00e9toiles qui tournent autour du trou noir galactique, elles sont acc\u00e9l\u00e9r\u00e9es par lui mais elles ne sont pas aval\u00e9es, elles ont des orbites bien sages. Mais ailleurs dans l\u2019univers, on observe des galaxies qui sont englouties par leur trou noir central. L\u2019un d\u2019eux a \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9 r\u00e9cemment dans une petite galaxie naine, et bat un record de masse avec 17 milliards de fois la masse du soleil.<\/p>\n

\"Image<\/a>
Image composite de la galaxie Centaurus A. Les jets \u00e9manent du centre actif de la galaxie, qui abrite un trou noir g\u00e9ant.<\/figcaption><\/figure>\n

Quoi qu\u2019il en soit, je garderai un souvenir inoubliable du d\u00e9collage de la fus\u00e9e Soyuz porteuse de Ga\u00efa, symbole de la puissance du feu capable de s\u2019arracher \u00e0\u00a0 l\u2019attraction terrestre. Et cette \u00ab\u00a0graine d\u2019intelligence\u00a0\u00bb d\u00e9pos\u00e9e dans l\u2019espace n\u2019est autre que l\u2019un des plus extraordinaires t\u00e9lescopes jamais con\u00e7us, portant le nom de la \u00ab\u00a0d\u00e9esse m\u00e8re\u00a0\u00bb dans la mythologie grecque.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Cet article reprend une interview que j’ai donn\u00e9e pour la revue “Une saison en Guyane”, agr\u00e9ment\u00e9e de quelques images… On parle d\u2019un milliard d\u2019\u00e9toiles cartographi\u00e9 par Ga\u00efa, cela ne repr\u00e9sente que 1% du nombre d\u2019\u00e9toiles de la Voie lact\u00e9e\u00a0? \u00c7a para\u00eet peu\u2026 C\u2019est la question qui vient lorsqu\u2019on pense qu\u2019il y a au moins 100 … Continuer la lecture de Des \u00e9toiles aux quasars : le programme de Ga\u00efa<\/span> →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":348,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[15,4],"tags":[29,54,26],"class_list":["post-346","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-actualites","category-sciences","tag-telescope-gaia","tag-univers","tag-voie-lactee"],"yoast_head":"\nDes \u00e9toiles aux quasars : le programme de Ga\u00efa , par Jean-Pierre Luminet<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2014\/02\/06\/des-etoiles-aux-quasars-le-programme-de-gaia\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"fr_FR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Des \u00e9toiles aux quasars : le programme de Ga\u00efa , par Jean-Pierre Luminet\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Cet article reprend une interview que j’ai donn\u00e9e pour la revue “Une saison en Guyane”, agr\u00e9ment\u00e9e de quelques images… On parle d\u2019un milliard d\u2019\u00e9toiles cartographi\u00e9 par Ga\u00efa, cela ne repr\u00e9sente que 1% du nombre d\u2019\u00e9toiles de la Voie lact\u00e9e\u00a0? 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