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Une nouveauté étonnante en astrophysique : des signaux inexpliqués
jeudi 25 juillet 2013
Quatre mystérieux flashs d’un millième de seconde, chacun provenant d’une direction différente, ont été détectés par le radiotélescope de Parkes, en Australie. Les caractéristiques de ces signaux indiquent qu’ils sont hautement énergétiques et proviennent de l’univers lointain jusqu’à onze milliards d’années-lumière, affirme une équipe internationale d’astronomes qui publient un relevé de ces évènements dans la revue Science.
« Une seule salve d’émission radio d’origine inconnue [appelé signal Lorimer NDLR] a été détectée en dehors de notre galaxie il y a environ six ans, mais personne n’était certain de ce que c’était ou même si c’était vrai, nous avons donc passé les quatre dernières années à la recherche de ces rafales de courte durée » résume Dan Thornton, principal auteur de l’étude.
Les astronomes en ont identifié quatre mais leurs résultats suggèrent que de tels signaux frappent sans doute la Terre toutes les dix secondes ! « Avec les télescopes actuels, il faut avoir la chance de regarder au bon endroit au bon moment mais si nos yeux pouvait capter les ondes radios on verrait des flashs partout dans le ciel tous les jours » selon Michael Kramer directeur de l’Institut Max Planck, en Allemagne.
MAGNETARS. Pour le moment les astronomes ne connaissent pas la nature des objets associés à ces émissions radio. Ils ont exclu certains phénomènes hautement énergétiques eux-aussi comme les sursauts gamma ou la fusion entre deux étoiles à neutrons car l’émission radio est « sèche » : elle n’est pas associée à un rayonnement gamma ou X. Il demeure une hypothèse qui a la faveur de Matthew Bailes, de l’Université de technologie de Swinburne à Melbourne, celle de magnétars.
Les magnétars sont des étoiles à neutrons, les résidus de la mort d’une étoile massive, dotées d’un champ magnétique de très grande puissance. « Elles peuvent dégager plus d’énergie en une milliseconde que notre Soleil le fait en 300 000 ans et constituent de bonnes candidates à ces flashs » estime-t-il.
En fait, les astronomes manquent de matière à se mettre sous la dent. Pour mieux comprendre ce type de phénomène, ils ont besoin de multiplier les observations et par la suite de les caractériser. Faute de télescopes suffisamment performants ils devront patienter jusqu’en 2020 voire 2024 pour utiliser le Square Kilometre Array, futur radiotélescope dont les 3000 antennes permettront d’obtenir des images des sources radio éloignées sur plusieurs parties du ciel simultanément. « Avec la capacité de détecter ces sources très rapides, nous ouvrons un tout nouveau domaine de l’astrophysique » concluent les auteurs.
Joël Ignasse, Sciences et Avenir
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1. Une nouveauté étonnante en astrophysique : des signaux inexpliqués, 11 mars 2014, 19:17
Un amas d’étoiles fonce vers nous à la vitesse faramineuse de plus de 1 000 kilomètres par seconde. Le temps de dire ouf et il est passé de Londres à Nice ! Ainsi vue, la nouvelle a de faux airs de film catastrophe et on se demande presque quand Bruce Willis va arriver pour sauver le monde... Ce serait oublier que l’astronomie est l’art de jongler avec les très grandes distances : l’amas d’étoiles que vient de découvrir une équipe américano-suisse se situe près de la galaxie elliptique géante M87 (en photo ci-dessus), laquelle se trouve à 54 millions d’années-lumière de nous.
M87 est un des éléments les plus importants de l’amas (de galaxies, celui-là...) de la Vierge, un grand conglomérat de plus d’un millier de galaxies. Les chercheurs en question s’intéressent aux amas globulaires, des paquets de plusieurs milliers d’étoiles qui, installés en périphérie d’une galaxie, tournent autour de son centre. On en recense actuellement environ 150 dans la banlieue de notre Voie lactée mais M87 est plus richement dotée, qui en compte plus de 12 000. Ces astrophysiciens gèrent donc un programme de détection de ces essaims stellaires, programme installé sur deux observatoires américains, le Keck d’Hawaï et le MMT (Arizona). Et c’est en dépouillant les données recueillies sur 2 500 candidats qu’ils ont repéré un bien curieux objet, dont ils relatent la découverte dans une étude non encore publiée dans une revue mais soumise à The Astrophysical Journal Letters.
Lorsqu’on étudie le spectre lumineux d’un astre, on peut déterminer si celui-ci s’approche de nous ou s’en éloigne. Tout comme le son d’une sirène de police paraît plus aigu quand la voiture vient vers nous et plus grave quand elle nous a dépassés, le même effet s’applique aux ondes lumineuses. En référence aux couleurs de l’arc-en-ciel, on dit dans le premier cas (rapprochement) que le spectre est décalé vers le bleu (plus petite longueur d’onde de l’arc-en-ciel) et, dans le cas de l’éloignement, qu’il est décalé vers le rouge ("redshift" en anglais). La très grande majorité des objets célestes sont décalés vers le rouge en raison de l’expansion de l’Univers. Mais ce qui est valable à très grande échelle n’est pas une règle absolue au niveau local où des objets relativement proches peuvent se mouvoir dans notre direction : l’exemple le plus célèbre est celui de la galaxie d’Andromède (M31) qui devrait rencontrer la Voie lactée dans 4 milliards d’années environ. Quand on observe M31, on s’aperçoit que son spectre est décalé vers le bleu et qu’elle s’avance vers nous à 300 kilomètres par seconde.
C’est au même type de conclusion que l’équipe américano-suisse est arrivée avec un amas globulaire voisin de M87. Cet objet possède le plus important décalage vers le bleu jamais observé pour une étoile ou un groupement d’étoiles : il se déplace dans notre direction à 1 026 kilomètres par seconde, soit 3,7 millions de km/h ! Pour donner un ordre de grandeur autre que le Londres-Nice du début, c’est une vitesse suffisante pour parcourir la distance Terre-Lune en 6 minutes ou bien se rendre sur le Soleil en une quarantaine d’heures.
Tout le problème des auteurs de l’étude a été d’imaginer un mécanisme pour expliquer cette bizarrerie. Comment un amas d’étoiles, censé tourner autour d’une galaxie, en l’occurrence M87, peut-il s’en sauver ainsi ? Pour répondre à la question, les astrophysiciens se sont intéressés à M87 lui-même, qui est probablement le résultat d’une fusion de galaxies plus petites. En son centre trône un trou noir gigantesque dont la masse équivaut à 6 ou 7 milliards de fois celle de notre Soleil. Les chercheurs pensent que ce monstre est double car les galaxies qui ont donné naissance à M87 avaient chacune un trou noir central. Leur scénario imagine que l’amas globulaire est entré en interaction gravitationnelle avec ce duo et qu’il lui a "volé" de l’énergie, au point d’être catapulté, expulsé de M87. Si l’on considère que la galaxie s’éloigne de nous à 1 300 kilomètres par seconde, la vitesse totale de l’amas d’étoiles par rapport à M87 est donc de 2 300 km/s ! C’est si rapide que le groupe d’étoiles a sans doute échappé à l’attraction de sa galaxie (un peu comme une fusée échappe à l’attraction de la Terre) et doit actuellement se trouver dans l’espace intergalactique.
Reste la question de départ : cet amas fonce-t-il droit vers nous ? En réalité, le décalage vers le bleu n’indique pas la direction précise du mouvement : il dit simplement que l’objet se rapproche. Mais cela peut parfaitement être comme sur une autoroute : toutes les voitures venant d’en face se rapprochent de vous sans jamais vous percuter (sauf si un chauffard a pris l’autoroute à contresens ou sauf si vous êtes à contresens...). Il y a donc toutes les chances pour que cet amas d’étoiles passe à côté de notre galaxie. Et pour ceux qui veulent se rassurer davantage, livrons-nous à un petit calcul. Mettons de côté le fait que nous voyons cet amas tel qu’il était il y a 54 millions d’années : même s’il file à 1 000 km/s, le chemin qu’il a parcouru depuis reste assez négligeable. Comme il se déplace 300 fois moins vite que la lumière, pour franchir les 54 millions d’années-lumière qui nous séparent de lui, il lui faudra... 16 milliards d’années. D’ici là, le Soleil se sera éteint et la Terre aura probablement disparu avec lui. Quant à la Voie lactée, elle aura été profondément remaniée après sa rencontre avec la galaxie d’Andromède. Bruce Willis peut donc partir à la retraite tranquille.
2. Une nouveauté étonnante en astrophysique : des signaux inexpliqués, 18 mars 2014, 16:56
Des physiciens américains ont annoncé lundi avoir détecté les toutes premières secousses du Big Bang, confortant ainsi cette théorie de la naissance de l’univers, une avancée majeure en physique.
Des "ondes gravitationnelles primordiales", soit les toutes premières secousses du Big Bang ont été révélées lundi par des physiciens américains.
Ces ondulations de l’espace-temps, qui avaient été prévues par la théorie de la relativité d’Albert Einstein, témoignent de l’expansion extrêmement rapide de l’Univers dans la première fraction de seconde de son existence, une phase appelée l’inflation cosmique.
"Potentiel prix Nobel"
Cette découverte représente une avancée majeure en physique. Pour le physicien théoricien Avi Loeb, de l’Université de Harvard, cette avancée "apporte un nouvel éclairage sur certaines des questions les plus fondamentales à savoir pourquoi nous existons et comment a commencé l’Univers".
Pour Tom LeCompte, un physicien spécialiste des hautes énergies au Cern, qui n’a pas participé à ces travaux, cette percée "est la plus grande annonce en physique depuis des années". "Cela peut potentiellement donner le prix Nobel" à leurs auteurs, a-t-il dit.
3. Une nouveauté étonnante en astrophysique : des signaux inexpliqués, 25 février 2016, 16:34
Pour la première fois, des astronomes sont parvenus à identifier la provenance d’un « sursaut radio rapide », phénomène cosmique encore très mystérieux. Ce flash très bref d’ondes radio repéré par des télescopes venait d’une galaxie située à 6 milliards d’années-lumière de la Terre, révèle une étude publiée mercredi. Les « sursauts radio rapides », de leur petit nom FRB (Fast radio burst), ont été mis en évidence en 2007 par une équipe de scientifiques menée par Duncan Lorimer, à partir de données recueillies par un observatoire. En une milliseconde, ils émettent autant d’énergie que le Soleil en 10 000 ans.