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LE 8.06.2020: Actualité de l'astronomie / Le VLT révèle des éruptions stellaires 10 millions de fois plus puissantes que sur le Soleil
- Par dimitri1977
- Le 08/06/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Le VLT révèle des éruptions stellaires 10 millions de fois plus puissantes que sur le Soleil
Laurent Sacco
Journaliste
Les télescopes de l'ESO, comme le VLT, permettent de démontrer l'existence de taches stellaires sur d'autres étoiles que le Soleil. Celles sur les astres appelés étoiles de la branche horizontale extrême sont gigantesques et sont le lieu d'éruptions qui surpassent infiniment celles du Soleil.
Une équipe internationale d'astronomes de l'ESO, dirigée par Yazan Momany de l'Observatoire astronomique de Padoue de l'INAF, en Italie, vient de publier dans le célèbre journal Nature Astronomy un article dont on peut penser qu'il aurait retenu l'attention du regretté physicien solaire qu'était Jean-Claude Pecker.
En effet, les chercheurs annoncent que, grâce à des observations menées au long des années avec plusieurs instruments du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, dont Vimos, Flames et FORS2 au Paranal ou encore avec l'Ultracam installée sur le New Technology Telescope de l'Observatoire de La Silla, également au Chili, ils ont obtenu un résultat qui aurait sans doute stupéfié Galilée : la mise en évidence de l'équivalent des taches solaires sur des étoiles.
Des éruptions des millions de fois plus puissantes que sur le Soleil
Non seulement il ne s'agit pas de n'importe quelles étoiles mais les tailles des taches sont gigantesques, jusqu'à occuper un quart de la surface de ces étoiles, et elles peuvent être le lieu d'éruptions stellaires jusqu'à des millions de fois plus énergétique que celles associées aux taches solaires.
En l'occurrence, les astronomes ont étudié de plus près ce que l'on appelle des étoiles de la branche horizontale extrême (étoile EHB ou extreme horizontal branch star en anglais) et, dans le cas présent, elles se trouvent dans 3 amas globulaires. Il s'agit en général d'astres ayant environ la moitié de la masse du Soleil mais quatre à cinq fois plus chauds et qui occupent une place spéciale dans le fameux diagramme de Hertzsprung-Russell. Ce sont de vieilles étoiles évoluées d'après la théorie de l'évolution stellaire.
Les taches sur les étoiles de la branche horizontale extrême (à droite) semblent être très différentes des taches solaires sombres que l'on voit à la surface du Soleil (à gauche), mais toutes deux sont causées par des champs magnétiques. Les taches sur ces étoiles extrêmes sont plus brillantes et plus chaudes que la surface stellaire environnante, contrairement au Soleil où nous voyons des taches sombres sur la surface solaire qui sont plus froides que leur environnement. Les taches sur les étoiles de la branche horizontale extrême sont également beaucoup plus grandes que les taches solaires, couvrant jusqu'à un quart de la surface de l'étoile. Bien que la taille des taches solaires varie, une taille typique se situe autour d'une planète de la taille de la Terre, soit 3.000 fois plus petite qu'une tache géante sur une étoile à branche horizontale extrême. © ESO/L. Calçada, INAF-Padua/S. Zaggia
Elles ont commencé leur vie avec des masses comparables à celles du Soleil mais, en devenant des géantes rouges, les instabilités qui conduisent à l'expulsion de vents stellaires violents ont conduit à la perte de presque toutes les couches d'hydrogène entourant le cœur de ces étoiles où se produisent encore des réactions thermonucléaires faisant brûler de l'hélium. Près de 85 % de la masse de l'enveloppe d'hydrogène initiale peut ainsi avoir disparu, laissent presque voir un cœur d'hélium avec une température de surface d'environ 25.000 K. Ce qui veut dire que ces astres apparaissent comme des sources très lumineuses dans l'ultraviolet.
En fait, cela fait des décennies que les EHB font l'objet de l'attention des astrophysiciens. Dans le communiqué de l'ESO accompagnant la publication de l'article dans Nature Astronomy, Yazan Momany précise à leur sujet que « ces étoiles chaudes et petites sont spéciales parce que nous savons qu'elles ne passeront pas par l'une des phases finales de la vie d'une étoile typique et qu'elles mourront prématurément. Dans notre Galaxie, ces objets chauds particuliers sont généralement associés à la présence d'une étoile compagnon à proximité ».
Curieusement, ce n'était pas le cas des EHB étudiées par Momany et ses collègues. Par contre, les chercheurs ont mis en évidence des changements réguliers de luminosité sur des périodes allant de seulement quelques jours à plusieurs semaines. Comme l'explique toujours dans le communiqué de l'ESO, Simone Zaggia, coautrice de l'étude de l'Observatoire astronomique de Padoue de l'INAF, elle et ses collègues ont dû se rendre à l'évidence : « Après avoir éliminé tous les autres scénarios, il ne restait qu'une seule possibilité pour expliquer les variations de luminosité observées. Ces étoiles doivent être parsemées de taches ! ».
Des taches stellaires magnétiques géantes persistantes
Mais, pour un physicien solaire habitué à celles de notre étoile favorite, elles sont atypiques car, si elles sont également causées par des champs magnétiques, elles sont plus chaudes et donc plus brillantes que dans les régions de la surface des EHB qui sont dépourvues de taches. Dans le cas du Soleil, les champs magnétiques inhibant localement la convection du plasma solaire, il est plus froid au niveau des taches, ce qui explique que, par contraste, elles apparaissent noires sur la surface solaire.
Autres différences, en plus d'être comparativement nettement plus grandes et plus chaudes que dans le cas du Soleil, les taches magnétiques géantes des EHB sont aussi apparemment nettement plus persistantes. Elles peuvent durer des décennies alors que leurs cousines solaires ne durent que de quelques jours à quelques mois. Surtout, comme l'explique le coauteur de l'étude, Henri Boffin -- un astronome du siège de l'ESO en Allemagne --, les taches sont le lieu de processus de reconnexions magnétiques encore plus énergétiques : « Elles sont similaires aux éruptions que nous voyons sur notre propre Soleil, mais dix millions de fois plus énergétiques. Un tel comportement n'était certainement pas attendu et souligne l'importance des champs magnétiques pour expliquer les propriétés de ces étoiles ».
Des astronomes utilisant les télescopes de l'ESO ont découvert des taches géantes à la surface d'étoiles extrêmement chaudes cachées dans des amas stellaires. Cette vidéo offre un résumé de cette découverte. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © European Southern Observatory (ESO)
De ces découvertes, un autre coauteur de l'article de Nature Astronomy, l'astronome David Jones, de l'Instituto de Astrofísica de Canarias, en Espagne, en tire la conclusion suivante :
« L'idée générale est que les changements de luminosité de toutes les étoiles chaudes - des jeunes étoiles semblables au Soleil aux vieilles étoiles de la branche horizontale extrême et aux naines blanches mortes depuis longtemps - pourraient tous être liés. Ces objets peuvent donc être compris comme souffrant collectivement de taches magnétiques à leur surface » .
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LE 8.06.2020: Actualité de l'astronomie / Hubble enquête sur l'absence de planètes au cœur des essaims d'étoiles massives.
- Par dimitri1977
- Le 08/06/2020
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Hubble enquête sur l'absence de planètes au cœur des essaims d'étoiles massives
Nathalie Mayer
Journaliste
Pour la première fois, grâce au télescope spatial Hubble, des astronomes ont pu sonder un amas stellaire dense. Leur objectif : étudier les environnements favorables à la formation des planètes. Et ils n'ont pas été déçus. Ils ont découvert à quel point des étoiles brillantes et massives peuvent perturber l'évolution de leurs plus proches voisines.
En 2015, Westerlund 2 avait été choisi comme image iconique du 25e anniversaire du télescope spatial Hubble. Westerlund 2, c'est le nom d'un amas ouvert de la Voie lactée. Il se situe dans la constellation de la Carène. Il a la particularité de renfermer un grand nombre d'étoiles jeunes et massives. Certaines ont jusqu'à 100 fois la masse du Soleil.
Entre 2016 et 2019, des astronomes du Space Telescope Science Institute (STScI) ont étudié cet amas stellaire avec attention. Car il représente pour eux un laboratoire unique pour comprendre les processus gouvernant l'évolution des étoiles. Il est en effet relativement proche de la Terre -- à quelque 14.000 années-lumière -- et jeune -- moins de deux millions d'années ! Et l'œil perçant du télescope spatial Hubble leur a permis d'obtenir du cœur de Westerlund 2, des images d'une grande netteté.
Des images qui ont réservé aux astronomes une belle surprise. Ils ont pu observer que les étoiles situées dans la région centrale de l'amas -- dans un rayon de seulement quatre années-lumière de son cœur -- sont dépourvues de disques primordiaux. Rendant difficile la formation future de planètes dans cette région. Les étoiles périphériques, en revanche, sont entourées d'immenses nuages de poussière. Ainsi sur 5.000 étoiles de Westerlund 2 de masses comprises entre 0,1 et cinq fois celle du Soleil, seulement 1.500 -- toutes situées loin du cœur de l'amas -- montrent des fluctuations de luminosité que les astronomes imaginent trahir la présence de structures poussiéreuses ou de planétésimaux.
Sur cette vidéo, la nébuleuse Gum 29 et l’amas stellaire Westerlund 2 étudié pendant trois ans par des astronomes pour mieux comprendre quels sont les environnements favorables à la formation de planètes. © Hubble Space Télescope, YouTube
Pas de planètes à proximité d’étoiles massives et brillantes
Selon les astronomes, le phénomène peut s'expliquer par la proximité, dans le cœur de Westerlund 2, de nombreuses étoiles brillantes. Leurs émissions ultraviolettes et les vents stellaires qu'elles soufflent dans les environs agissent comme des chalumeaux qui érodent et dispersent les disques primordiaux autour des étoiles voisines.
VOIR AUSSIInédit : les premiers stades de la formation d’une planète observés en direct
« À proximité d'étoiles massives, il est toujours possible aux autres étoiles de former un disque primordial, mais les étoiles les plus brillantes modifient la composition de la poussière dans les disques. Les autres étoiles ont donc plus de difficulté à créer des structures stables qui mèneront éventuellement à des planètes. Nous pensons que la poussière s'évapore en seulement un million d'années ou que sa composition et sa taille changent si radicalement que les planètes ne disposent pas des éléments nécessaires à leur formation », précise Elena Sabbi, astronome au STScI, dans le communiqué.
Ce résultat demande encore à être confirmé par de futures observations, notamment à l'aide du très attendu télescope spatial James Webb. Mais s'ils le sont, ils pourraient expliquer pourquoi les systèmes planétaires apparaissent rares dans les anciens amas globulaires massifs.
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LE 8.06.2020: Actualité de l'astronomie / La Nasa propose une visite virtuelle du trou noir au centre de la Voie lactée.
- Par dimitri1977
- Le 08/06/2020
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La Nasa propose une visite virtuelle du trou noir au centre de la Voie lactée
Emma Hollen
Journaliste scientifique
Explorer le cœur de notre Galaxie comme si vous y étiez, c'est désormais possible grâce à une nouvelle expérience en réalité virtuelle, combinant la pointe de l'observation astronomique et de l'informatique.
Baptisée Galactic Center VR, la dernière expérience proposée par les astrophysiciens de la Nasa vous invite à un voyage à couper le souffle. Croisant les données collectées par plusieurs télescopes - dont l'observatoire de rayons X Chandra - avec les dernières avancées de la Nasa en matière de simulations générées par superordinateur, elle retrace 500 ans d'évolution du trou noir supermassif situé au centre de la Voie lactée. Grâce à son intégration dans un environnement de réalité virtuelle (ou VR pour virtual reality en anglais), les scientifiques espèrent développer de nouvelles manières d'explorer ces simulations à l'avenir.
Vents cosmiques et trou noir
Afin de créer Galactic Center VR, les chercheurs ont modélisé les vents produits par 25 étoiles de Wolf-Rayet (représentées par des croix blanches), des astres chauds de plusieurs dizaines de masses solaires crachant de la matière à une vitesse supersonique avant d'exploser en supernova. La simulation offre alors la possibilité d'observer comment ces vents stellaires (visibles en rouge et jaune) sont attirés par Sagittarius A* avant d'être complètement engloutis par-delà l'horizon du trou noir supermassif.
En combinant les observations de plusieurs télescopes et les dernières avancées en matière de simulation informatique, Galactic Center VR vous offre un voyage de 500 ans au cœur de la Voie lactée. Découvrez comment les vents stellaires (en rouge et jaune) sont engloutis par le trou noir supermassif Sagittarius A*. © Nasa, CXC, Pontifical Catholic Univ. of Chile, C. Russell et al.
Voir l'invisible au centre la galaxie
La collision des vents cause un échauffement de la matière qui les compose, passant à plusieurs millions de degrés et produisant une importante quantité de rayons X (en bleu cyan). Bien que Chandra se trouve trop loin du centre de la galaxie pour observer ces collisions au niveau individuel, le rayonnement global produit par ces événements est suffisamment intense pour être détecté. Les parties en violet de la simulation indiquent les zones où les vents et les radiations se superposent. La visualisation dans son ensemble couvrant trois années-lumière, les chercheurs ont multiplié la taille du marqueur symbolisant Sagittarius A* par 10.000, afin de le rendre aisément visible. Découvrez dès maintenant l'expérience Galactic Center VR, gratuite sur Steam et Viveport.
POUR EN SAVOIR PLUS
Voie lactée : voici ce que vous verriez si vous étiez à la place du trou noir central !
Article de Xavier Demeersman, publié le 25 mars 2019
Avec cette animation basée sur des observations et des simulations, la Nasa vous invite à prendre place au centre de la Voie lactée, là où trône Sagittarius A*, le trou noir supermassif de notre Galaxie. Vous allez en avoir plein les yeux ! Ça s'agite dans tous les sens autour de vous !
Vous voici transporté au centre de la Voie lactée, à l'endroit même où se cache le trou noir supermassif de notre Galaxie. Vous avez pris sa place et comme votre masse est de quelque quatre millions de fois supérieure à celle du Soleil, la matière danse autour de vous, irrésistiblement attirée vers le gosier du gargantua cosmique. Sur la Terre, à 26.000 années-lumière de là, la plupart des habitants ne remarquent pas ce qu'il se trame au cœur de notre cité galactique. La plupart... car quelques yeux sont braqués sur cette région impénétrable et en apparence si calme (des millions d'étoiles et d'opaques nuages de gaz et de poussière sont concentrés au centre de la Voie lactée).
Alors, pour profiter au maximum de ce spectacle ô combien immersif, chaussez les lunettes de type Samsung Gear VR ou Google Cardboard (dans lesquelles, vous insérez votre smartphone), si vous en avez, ou affichez tout simplement la vidéo en plein écran sur votre tablette ou smartphone.
Immersion spectaculaire au centre de la Voie lactée où trône le trou noir supermassif. Vidéo 360 du déluge de matière qui entoure Sgr A*. Plus les nuages sont bleu cyan, plus la température est élevée (des dizaines de millions de degrés). Les nuages en rouge sont un peu moins denses et chauds (quelques milliers de degrés). Les régions en jaune sont les moins chaudes. © Nasa, CXC, Univ. Catholique pontificale du Chili, C. Russell et al.
Un remake haut en couleurs et en haute résolution
Très impressionnante, cette nouvelle version sort un peu plus d'un an après la première mouture dévoilée par la Nasa (voir aussi l'article plus bas de janvier 2018). Mêmes décors, mêmes personnages et un plaisir encore plus grand de visionner et découvrir ce qu'il se passe là-bas, autour de Sagittarius A*. Et tout cela, sans effets spéciaux. Tout ce que vous voyez, chacun de ces éléments - étoiles, nuages de gaz... - qui valsent autour de vous, existe vraiment. Pour réaliser cette vidéo, les auteurs ont combiné les simulations obtenues avec le supercalculateur Ames aux observations dans le rayonnement X du télescope spatial Chandra (cela fait 20 ans que Chandra surveille régulièrement l'activité au centre de la Voie lactée).
Comme vous le voyez, les nuages de gaz les plus éloignés se déplacent plus lentement que ceux qui s'approchent de vous (enfin de Sgr A*). C'est normal. Mais plus près, ils accélèrent. Certains vous frôlent, d'autres entrent en collision. Des milliers de flocons de matière virevoltent : lambeaux de gaz arrachés, grumeaux forgés par la collision de nuages, bouffées des étoiles qui rodent alentour, etc. On se croirait au milieu d'une tempête de neige ou d'une tornade. Sauf qu'ici, l'énergie est colossale et la matière s'embrase. D'ailleurs, vous pouvez voir à quoi ressemble un petit sursaut d'activité. Spectaculaire, il ne représente rien de plus que quelques miettes pour notre trou noir supermassif. Rien à voir avec ce qu'il a pu engloutir dans le passé ou ce que dévorent certains de ses congénères dans d'autres galaxies...
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LE 7.06.2020: Actualité de l'astronomie / Une nouvelle exoplanète confirmée autour de Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche du Soleil .
- Par dimitri1977
- Le 07/06/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Une nouvelle exoplanète confirmée autour de Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche du Soleil
Nathalie Mayer
Journaliste
Il y a quelques semaines, des astronomes avaient cru déceler sur une image du Very Large Telescope (VLT) une seconde exoplanète en orbite autour de Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche du Soleil. Grâce à des données recueillies il y a 25 ans par le télescope spatial Hubble, des chercheurs confirment aujourd'hui l'existence de Proxima Centauri c.
Proxima du Centaure, c'est l'étoile la plus proche de notre Soleil. Seulement 4,2 années-lumière nous séparent d'elle. Et ces dernières semaines, elle fait beaucoup parler d'elle. Fin mai, une équipe internationale de chercheurs livrait des informations détaillées sur la planète découverte en orbite autour d'elle en 2016 : Proxima Centauri b. Une exoterre située dans la zone habitable de l’étoile.
Aujourd'hui, ce sont deux astronomes de l’université du Texas (États-Unis) qui viennent confirmer l'existence d'une seconde exoplanète autour de l'étoile la plus proche de notre Soleil : Proxima Centauri c. Une confirmation qui arrive après qu'ils ont fouillé dans des données recueillies par le télescope spatial Hubble... dans les années 1990.
Alors que Proxima Centauri b – sur cette vue d’artiste – présente une masse d’environ 1,27 fois celle de la Terre, sa sœur, Proxima Centauri c, semble sept fois plus massive. © Nasa
Proxima Centauri c, une superterre
À l'époque, Fritz Benedict, l'un des chercheurs en question, avait étudié l'étoile grâce aux capteurs de pointage fin du télescope Hubble. Ces instruments servent à mesurer précisément les positions et les mouvements des corps célestes. Et l'astronome espérait déjà détecter dans les mouvements de Proxima du Centaure, la présence d'une exoplanète. Mais il n'avait alors cherché que des planètes dont la période orbitale serait de moins de 1.000 jours terrestres. Sans succès.
Vingt-cinq ans plus tard, Fritz Benedict a revu ces données, élargit sa recherche et mit la main sur une planète présentant une période orbitale de l'ordre de 1.907 jours. En combinant ce résultat avec des travaux d'un groupe de l'Institut national italien d'astrophysique (Inaf) - des études de vitesse radiale et des images prises par le Very Large Telescope (VLT) -, il a établi que Proxima Centauri c est environ sept fois plus massive que notre Terre.
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LE 7.06.2020: Actualité de l'astronomie / Le flash de rayons X le plus puissant jamais observé livre ses secrets
- Par dimitri1977
- Le 07/06/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Le flash de rayons X le plus puissant jamais observé livre ses secrets
Nathalie Mayer
Journaliste
L'été dernier, des astronomes ont été les témoins de l'un des phénomènes les plus violents de notre Univers. Une étoile à neutrons, un pulsar accrétant de la matière issue de son étoile compagne. Le tout s'achevant dans l'émission d'un flash de rayons X.
À la fin du mois de juillet dernier, la luminosité - dans le visible - d'un objet mystérieux que les astronomes appellent SAX J1808.4−3658 a commencé à augmenter. Le signal que la communauté scientifique attendait pour braquer sur cette étoile à neutrons, ce pulsar surveillé de près depuis sa découverte en 1996, pas moins de sept instruments différents. Objectif : capter pour la première fois le processus complet qui mène ce type d'objet à émettre un flash de rayons X.
Rappelons qu'une étoile à neutrons, un pulsar, est un astre mort qui se refroidit irrémédiablement. Sauf lorsqu'elle forme un couple avec une autre étoile. Un système binaire qui peut survivre pendant plusieurs milliards d'années. Mais les étoiles à neutrons sont tellement compactes et tournent tellement vite sur elles-mêmes qu'elles ont tendance à aspirer la matière qui constitue leur compagne... tranquillement, pendant des mois, voire des années. Mais, lorsque cette matière entre finalement en collision avec l'étoile à neutrons, cette dernière émet un sursaut de rayons X, résultat d'un emballement thermonucléaire à la surface de l'étoile.
Selon la théorie, un nouvel éclat dans le domaine de l'optique précède de deux à trois jours ce type de flash dans celui des rayons X. Dans le cas de SAX J1808.4−3658, les astronomes ont rapporté, lors de la 236e réunion de l'American Astronomical Society, qu'ils ont dû patienter douze longs jours, douze jours d'activité concentrée sur le domaine de l'optique, avant d'enfin observer les premières émissions de rayons X.
Une vue d’artiste d’un pulsar accrétant de la matière provenant de son étoile compagne, le flux de matière formant un disque en rotation. Lorsque la matière tombe sur l’étoile à neutron, celle-ci émet un sursaut de rayon X. © Dana Berry, Nasa
Du retard à l'allumage
« Observer le phénomène avec plusieurs télescopes sensibles à différentes longueurs d'onde nous a montré que l'activité initiale s'est produite à proximité de l'étoile compagne, sur les bords extérieurs du disque d’accrétion, commente Adelle Goodwin, astronome à l'université Monash (Australie), dans un communiqué. Il aurait fallu ensuite douze jours pour que la matière s'enroule en spirale jusqu'à l'étoile à neutrons et produisent des rayons X. »
Douze jours plutôt que deux ou trois. Les chercheurs pensent que ce délai est dû à l'excès d'hélium observé dans le disque d'accrétion de SAX J1808.4−3658. Habituellement, ces disques sont essentiellement composés d'hydrogène. Celui-ci présente 50 % d'hélium. Or l'hélium a besoin de températures plus élevées pour « brûler ».
Un nouveau sursaut prévu en 2023
Précisons que SAX J1808.4−3658 se situe à quelque 11.000 années-lumière de notre Terre. Elle tourne sur elle-même à la vitesse étourdissante de 400 tours par seconde. Et, au cours de ce sursaut de rayons X, elle a émis une énergie des milliers de fois plus puissante que notre Soleil. Le prochain est prévu pour 2023. Nul doute que l'équipe de l'université Monash sera au rendez-vous pour une nouvelle observation détaillée du phénomène.
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