Voici de vraies images de galaxies lointaines avec un niveau de détail inédit

La radioastronomie fait un bon en avant avec le réseau LOFAR, composé de dizaines de milliers d’antennes en Europe.

Un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics en août 2021 publie une série d’études livrant des images inédites, aussi spectaculaires que scientifiquement importantes : ce sont les images les plus détaillées jamais vues de galaxies lointaines.

C’est le résultat d’une décennie de recherches à partir du LOFAR — Low Frequency Array, un réseau de milliers d’antennes réparties en Europe, constituant ensemble le plus grand télescope du monde.

Image de la fusion entre deux galaxies, prises par radio avec le réseau LOFAR. // Source : LOFAR/Ramirez-Olivencia

UN NIVEAU DE DÉTAIL INÉDIT
Ces antennes sont des interféromètres : elles captent les fréquences radio. Or, les images qui nous viennent de l’Univers sont le résultat de divers rayonnements électromagnétiques, dont la longueur d’onde varie. La lumière « visible » n’est pas la plus précise quand l’on observe à des années-lumière, sa longueur d’onde est courte et offre peu de détails, d’autant plus que ces ondes peuvent être bloquées et perturbées sur leur chemin, par exemple par des nuages de gaz ou de poussières. En captant les ondes radio, les interféromètres peuvent apporter des images de zones qui, à nos yeux et aux lentilles des télescopes optiques, sembleraient bien sombres ou indiscernables. Cela permet de voir l’invisible, et la lumière à basse énergie.

Qui plus est, la combinaison de ces milliers de télescopes forme, virtuellement parlant, une lentille de 2 000 kilomètres de diamètre. Résultat : les images publiées dans cette série d’études, combinant les observations de 70 000 interféromètres, offrent un niveau de détail sans précédent sur ce spectre.

Sur le gif ci-dessous, vous pouvez observer la transition entre la résolution standard, où les galaxies se traduisent par des points très lumineux, et la résolution obtenue par cette collaboration internationale aux 70 000 antennes, où l’on distingue nettement les formes. La différence est frappante.

Il ne s’agit pas là de simplement « prendre en photo » l’espace. Le réseau de télescopes LOFAR ne se contente pas de photographier les galaxies. La captation des ondes radio se traduit en données issues de ces milliers d’antennes, et il faut alors rassembler ces données pour former une image. Au-delà de la technologie même du télescope LOFAR, il y a donc un défi informatique : une seule image représente en soi 13 téraoctets/seconde de données brutes (l’équivalent de 300 DVDs). Pour traiter ces images, les scientifiques ont mobilisé des « superordinateurs », pour ramener les données à un seuil utilisable de quelques gigaoctets.

C’est ainsi que toute une série d’images, à des distances variées et différents niveaux de détails, a pu être obtenue après ce traitement massif de données :

DES MÉCANISMES JUSQU’ALORS INVISIBLES
Un tel niveau de précision n’est pas que spectaculaire : cela offre aussi un outil précieux pour analyser, en détail, certains mécanismes au cœur des galaxies. Et justement, plusieurs papiers de recherche de cette série d’études s’intéressent aux trous noirs supermassifs présents au cœur des galaxies.

Cela permet notamment de voir les « jets » qu’ils émettent, et comment ils se propagent, car en temps normal, sur des longues d’onde de lumière visible, ils sont invisibles. « Ces images haute résolution nous permettent de zoomer pour voir ce qui se passe réellement lorsque des trous noirs supermassifs lancent des ‘jets radio’, ce qui n’était pas possible auparavant. »

Certains papiers s’intéressent à d’autres aspects des galaxies. L’ensemble montre que ce type de technologies est un pas en avant pour la radioastronomie, laquelle permet de s’enfoncer un peu plus loin encore dans l’espace profond, pour en sonder, et si possible en comprendre, les mécanismes.

Source : https://www.numerama.com/sciences/733516-voici-de-vraies-images-de-galaxies-lointaines-avec-un-niveau-de-detail-inedit.html

Quand Hubble s’arrêtera, on ne pourra plus observer dans l’ultraviolet

La panne de l’ordinateur de bord du télescope spatial Hubble oblige actuellement la Nasa à suspendre ses observations. Le célèbre observatoire a une particularité : il est le seul télescope à permettre actuellement d’observer dans l’ultraviolet.

En 31 ans passés dans l’espace, le télescope Hubble rencontre un problème inédit. Cette fois-ci, la panne concerne son ordinateur de bord, chargé de contrôler les instruments. Depuis le 13 juin 2021, les observations scientifiques sont suspendues. La Nasa était encore en train de faire ses diagnostics et de préparer des opérations de mise en route de l’ordinateur de secours, à la date du 30 juin.

La pouponnière d’étoiles N159 vue par Hubble. Elle contient des étoiles jeunes et chaudes, qui émettent de la lumière ultraviolette. // Source : Flickr/CC/ESA/Hubble & NASA (photo recadrée)

Cette panne suscite inévitablement des inquiétudes dans la communauté des astronomes. À chaque souci de fonctionnement, ces scientifiques redoutent la perte de l’observatoire mythique, dont la longévité est déjà impressionnante. Une catégorie d’astronomes doit particulièrement surveiller l’évolution de la situation : celles et ceux qui ont besoin d’observer dans le domaine de l’ultraviolet (UV). « Une particularité de Hubble est d’être le seul télescope qui permet de faire des observations dans l’ultraviolet, explique à Numerama Élodie Choquet, astronome au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille. Pour cela, il faut être dans l’espace, et il n’y a pas d’autre télescope ou d’autres missions qui font cela. Toute une partie de notre communauté, qui dépend des observations en ultraviolet, utilise beaucoup Hubble, car cela ne peut pas être fait depuis le sol. »

L’ATMOSPHÈRE TERRESTRE EST OPAQUE AUX UV
Pour observer au-delà du violet, il faut nécessairement aller à plus de 35 kilomètres d’altitude. La faute à l’atmosphère terrestre, nous indique la spécialiste : « Notre atmosphère est opaque aux UV. La couche d’ozone, qui nous protège des rayons UV du Soleil, nous empêche par contre d’observer le reste de l’Univers dans l’ultraviolet avec les télescopes sur Terre. » C’est pourquoi il faut envoyer ce type de télescopes au-dessus de l’atmosphère terrestre, afin de réaliser de telles observations.

Un autre télescope est bien en préparation du côté de la Nasa (avec une participation des agences spatiales européenne et canadienne), le JWST, pour James Webb Space Telescope. Il doit être lancé dans l’espace à la fin de l’année 2021, et est particulièrement attendu des astronomes. Cependant, il ne pourrait pas prendre la relève de Hubble, si celui-ci venait à cesser de fonctionner, dans le domaine de l’ultraviolet. « Le gros télescope suivant, le JWST, n’est pas prévu pour fonctionner dans l’ultraviolet. Il est optimisé pour l’infrarouge, et observe un peu dans le visible, mais absolument pas dans l’ultraviolet. Quand ça sera fini pour Hubble, ça en sera aussi fini pour cette partie-là de la science qu’il permet de faire », détaille la spécialiste.

« ON ESPÈRE TOUS QUE LA NASA SÉLECTIONNE UN GRAND PROJET »
D’autres projets pour pouvoir continuer à observer dans l’ultraviolet par d’autres moyens existent. Plusieurs missions ballon ont déjà eu lieu, dès 2007 et 2009. Ces missions « consistent à envoyer un petit télescope en haut de l’atmosphère terrestre, pour faire des observations. Néanmoins, cela restera très petit comparé à Hubble, l’envergure de la science que l’on pourra faire n’est pas la même », fait remarquer Élodie Choquet.

Des suggestions sont faites auprès de la Nasa pour concevoir un futur télescope, qui observerait dans le visible et dans l’ultraviolet, comme Hubble. « On parle plutôt de télescopes qui seraient là dans les années 2035 », précise Élodie Choquet. Pour l’instant, l’agence spatiale américaine n’a pas indiqué si elle souhaitait ou non concrétiser un projet de ce genre.

Beaucoup d’astronomes souhaitent que la réponse soit positive. « On espère tous qu’ils sélectionnent un grand projet ambitieux avec un grand télescope, de l’ordre d’une dizaine de mètres de diamètre, qui soit capable de couvrir les longueurs d’onde entre l’UV et l’infrarouge. Cela couvrirait la science que fait Hubble, avec un diamètre de télescope plus grand, avec une meilleure résolution sur nos images et une sensibilité encore plus importante », espère Élodie Choquet.

Source : https://www.numerama.com/sciences/723521-quand-hubble-sarretera-on-ne-pourra-plus-observer-dans-lultraviolet.html

Voilà à quoi ressemble l’onde de choc d’une supernova

Le télescope spatial Chandra a pu observer l’onde de choc provoquée par l’explosion d’une étoile. La nébuleuse qui s’est formée est ralentie par un « mur de gaz » voisin.

Il a fallu 14 ans de données pour immortaliser l’onde de choc de cette supernova. Grâce à l’observatoire Chandra, des astronomes ont pu capturer le mouvement de cette onde, évoluant à près de 14 millions de kilomètres par heure. Ces images remarquables ont été diffusées le 24 juin 2021 sur le site de la Nasa consacré au télescope spatial Chandra, qui observe dans le rayonnement X.

Le résidu formé par l’explosion de cette supernova a été baptisé « MSH 15-5 », et semble bien être le plus jeune connu dans la Voie lactée. La lumière de cette supernova a atteint la Terre il y a environ 1 700 ans. Lors de la mort de cette étoile, l’explosion a créé un pulsar, un astre dense et magnétisé.

MSH 15-52 observé par Chandra. // Source : NASA/SAO/NCSU/Borkowski et al.

RALENTIE PAR UN « MUR DE GAZ »
« Cette structure en forme de main est une nébuleuse d’énergie et de particules soufflées par un pulsar résiduel après l’explosion de l’étoile », décrit l’observatoire dans son communiqué. On peut voir que cette onde s’éloigne de la zone de l’explosion, puis qu’elle est ralentie par la présence d’un « mur de gaz » issu d’un nuage voisin de l’événement.

Au fur et à mesure que le reste de la supernova, formé des débris de l’ancienne étoile et de l’onde de l’explosion, s’est étendu vers l’extérieur dans l’espace, sa forme a été modifiée. Avec un peu d’imagination, on peut effectivement y voir la forme de doigts et d’une paume de main. Cette vue complète de la « main » n’est pas nouvelle : le phénomène avait déjà été observé en 2009.

CERTAINS DÉBRIS AVANCENT JUSQU’À 17 MILLIONS DE KM/H
Ce qui est nouveau, en revanche, est d’avoir identifié la vitesse à laquelle ce reste de supernova se déplace, soit environ 14 millions de km/h, tandis qu’il se heurte au nuage de gaz (qui a été baptisé RCW 89). Certains des débris sont encore plus rapides, avec une vitesse estimée à 17 millions de km/h. Le bord intérieur du nuage se trouve à environ 35 années-lumière du centre de l’explosion de l’ancienne étoile.

C’est grâce aux données obtenues avec l’observatoire Chandra, en 2004, puis 2008, puis fin 2017-début 2018, que le mouvement a pu être suivi. Les vitesses estimées peuvent paraître impressionnantes, mais elles représentent un fait un ralentissement des résidus de cette supernova. En se heurtant au nuage RCW 89, la vitesse du matériau a été diminuée. Selon les chercheurs, il faudrait que le matériau voyage à environ 48 millions de km/h pour atteindre le bord du nuage le plus éloigné.

Source : https://www.numerama.com/sciences/722159-voila-a-quoi-ressemble-londe-de-choc-dune-supernova.html