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Le nouveau visage de la Voie lactée
Par Laurent Sacco, Futura-SciencesLa structure exacte de notre GalaxieEnsemble d\'étoiles, de poussières et de gaz interstellaires dont la cohésion est assurée par la gravitation.
La galaxie à laquelle appartient le système solaire est la Voie Lactée. La galaxie la plus proche de la Voie Lactée, Andromède, est située à 2,3 millions d\'années-lumière. Notre galaxie...');" onmouseout="killlink()">galaxie est encore de nos jours sujette à débats. Des évaluations contradictoires de sa masse et du nombre de bras peuvent être publiées à quelques mois d'intervalle... Selon deux publications récentes, la Voie LactéeGalaxie à laquelle appartient le système solaire.
Hist.Sc. La Voie Lactée était déjà observée par les Anciens qui l\'avaient nommée Galaxie à cause de l\'aspect laiteux que présente dans le ciel cette bande de luminosité faible et irrégulière. Elle a été étudiée par Galilée, qui y distingua de...');" onmouseout="killlink()">Voie lactée serait presque aussi massive qu'Andromède et posséderait bien quatre bras spiraux.Professeur de physique et d'astronomie à l'université de l'Iowa, Martin Pohl a eu l'idée, avec ses collègues Peter Englmaier (université de Zurich) et Nicolai Bissantz (université de la Ruhr, Bochum), d'utiliser les archives du satellite Cobe.
Au début des années 1990, cet instrument avait fourni les premières images complètes du fond de RayonnementSynonyme de radiation. Ensemble d\'ondes électromagnétiques ou de particules chargées d\'énergie. Certains rayons sont capables de traverser la matière, donc les tissus biologiques. C\'est ce qui permet de les utiliser pour obtenir des images diagnostiques (radiographie des os, mammographie, etc.)....');" onmouseout="killlink()">rayonnement DiffusSans limite précise, disséminé, étendu, par exemple pour un symptôme comme la douleur.');" onmouseout="killlink()">diffus ainsi que des fluctuations de TempératureGrandeur physique liée à la notion immédiate de chaud et froid.
Deux corps en contact ont tendance à égaliser leurs températures, par échange de chaleur (équilibre thermique). Les thermomètres fournissent une mesure de la température en utilisant des phénomènes comme la variation de la pression...');" onmouseout="killlink()">température reliées aux fluctuations de densité au moment de la RecombinaisonLa recombinaison en cosmologie est la période très ancienne de l\'Univers où la température a suffisamment baissée pour permettre la formation d\'atomes neutres.
La date avancée depuis les dernières données de WMAP est de 380 000 ans après le Big Bang, lorsque la température était d\'environ 3000...');" onmouseout="killlink()">recombinaison, 380.000 ans après le début de l'Univers observable. Il avait aussi montré qu'en accord avec la théorie du Big-BangTerme inventé dans les années 1950 (au cours d\'un programme de la BBC) par l\'astrophysicien anglais Fred Hoyle pour désigner avec ironie le concept "d\'explosion originelle" introduit dans le modèle cosmologique initialement développé dans les années 1920 par l\'astrophysicien belge Georges...');" onmouseout="killlink()">Big Bang, le Rayonnement fossileAussi appelé rayonnement cosmologique, ou fond diffus cosmologique, ou rayonnement thermique à 3K.
Il s\'agit d\'un rayonnement ambiant, en provenance de toutes les directions du ciel, dont les propriétés correspondent au rayonnement thermique d\'un corps noir à 3 degrés Kelvin. Il a été découvert...');" onmouseout="killlink()">rayonnement fossile présente un SpectrePhys. Représentation de la contribution (énergétique par exemple) des composantes monochromatiques d\'une onde (onde sonore, onde électromagnétique ou rayonnement), en fonction de la fréquence (ou longueur d\'onde) de ses composantes.
Par exemple, un spectre acoustique représente l\'intensité...');" onmouseout="killlink()">spectre de Corps noirEn physique, tout corps capable d\'absorber complètement toutes les radiations électromagnétiques incidentes sur sa surface.
Dans la nature, il n\'existe pas de corps avec les caractéristiques requises mais, en laboratoire, il est possible de construire des modèles qui, dans des conditions...');" onmouseout="killlink()">corps noir avec une excellente approximation.En fait, en observant dans le domaine des micro-ondes, les instruments de Cobe n'avaient pas fait que capter le rayonnement FossilesToute trace de vie passé préservée dans les roches cristallines: os, coquilles, traces de pas, excréments, galeries etc...');" onmouseout="killlink()">fossile. Ils avaient aussi enregistré toutes sortes d'ÉmissionFait d\'émettre (des particules, des radiations, une substance, etc). En particulier, dans le cas de gaz nocifs, dégagement ou rejet de contaminants.');" onmouseout="killlink()">émissions à ces longueurs d'ondes, reliées à différents phénomènes AstrophysiqueBranche de l\'astronomie étudiant la physique et la chimie des corps célestes.');" onmouseout="killlink()">astrophysiques.
Ces images d'avant plan avaient donc dues être soustraites du signal enregistré pour enfin faire apparaître celui qui était d'origine cosmologique.
Parmi ces images d'avant plan se trouvaient celles des émissions dans le domaine de l'InfrarougeDomaine du spectre électromagnétique correspondant à des rayonnements de longueurs d\'onde supérieures à celles de la lumière visible et inférieures à celles du domaine submillimétrique (micro-ondes).
On distingue l\'infrarouge proche de 0,7 à environ 0,3 μm , l\'infrarouge moyen de 3 à 25 μm ,...');" onmouseout="killlink()">infrarouge des MoléculeEnsemble d\'atomes unis les uns aux autres par des liaisons chimiques.');" onmouseout="killlink()">molécules de Monoxyde de carboneLe monoxyde de carbone (CO), produit lors d\'une mauvaise combustion des combustibles organiques (bois, butane, charbon, essence, fuel, gaz naturel, pétrole, propane ... utilisés pour des appareils de chauffage, de production d\'eau chaude ou le fonctionnement des moteurs : groupe électrogène, par...');" onmouseout="killlink()">monoxyde de carbone, CO, présentes dans les nuages moléculaires de la Voie lactée. A partir de ces données, les trois chercheurs ont pu reconstituer l'image la plus complète à ce jour de la structure des bras spiraux de la Voie lactée.Comme on s'en doutait depuis longtemps, les contradictions sur le nombre de bras spiraux de la Galaxie sont dues au fait que la partie interne du disque, autour du bulbe galactique où se trouve un Trou noirLe trou cosmique ultime formé lorsqu\'une étoile supergéante très massive explose en supernova à la fin de sa vie. L\'explosion crée un point superdense dans l\'espace dont rien ne peut échapper à l\'attraction gravitationnelle. Pour créer un trou noir, une étoile doit avoir une masse d\'au moins 60...');" onmouseout="killlink()">trou noir géant, contient bien deux bras spiraux mais que chacun se sépare en deux autres bras dans la partie externe du disque.
La nouvelle image de la Voie lactée. Les lignes rouges indiquent les bras spiraux. En haut, un point noir entouré de jaune indique la position du SoleilEtoile centrale du système solaire.
Le Soleil est l\'étoile la plus proche de la Terre, dont elle est distante d\'environ 150 millions de kilomètres. Le Soleil est situé à 8,5 kparsecs du centre de la Voie lactée. Dans la classification des étoiles, le soleil est une étoile de type G2.
La masse...');" onmouseout="killlink()">Soleil à la pointe d'une zone blanche conique. Crédit : Iowa State UniversityUn deuxième article fait regagner du poids à la Voie lactée, qui avait vu sa masse diminuer de moitié l'année dernière... En effet, d'après Mark J. Reid, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, la masse de la Voie lactée devrait être augmentée de 50% d'après les études qu'il a conduites à l'aide des RadiotélescopeInstrument astronomique qui sert à recevoir les ondes radioélectriques émises par des sources célestes. Comme un télescope optique, il récolte l\'énergie en provenance de l\'objet étudié et la concentre en un point où elle est révélée par un système récepteur puis, successivement, amplifiée, analysée...');" onmouseout="killlink()">radiotélescopes du VLBA.
A la base, la technique utilisée est celle de la triangulation, qui fournit une mesure de la parallaxe d'un objet céleste. En mesurant le déplacement angulaire d'une ÉtoileObjet céleste de forme approximativement sphérique constitué de masses gazeuses très denses à haute température émettant un rayonnement de lumière et de particules.
Les étoiles sont des sphères gazeuses auto-gravitantes : les forces de gravitation, qui tendent à faire s\'effondrer sur elles-mêmes...');" onmouseout="killlink()">étoile sur le fond du ciel à deux points diamétralement opposés de l'OrbiteCourbe décrite par une planète autour du Soleil, ou par un satellite autour de sa planète.');" onmouseout="killlink()">orbite terrestre, on peut en déduire la distance. Dans le cas présent, les chercheurs ont utilisé le fait que les nuages moléculaires dans lesquels se forment les étoiles peuvent donner lieu à une émission MaserAcronyme de Microwave ou Molecular Amplification by Stimulated Emission of Radiations, Dispositif d\'amplification de micro-ondes par émission stimulée de radiations.
Les micro-ondes émises (émission stimulée) par le maser sont obtenues en augmentant artificiellement le nombre d\'atomes émettant à...');" onmouseout="killlink()">maser intense. En détectant des masers à méthanol émettant dans le domaine des ondes radio, il a alors été possible de mesurer tout à la fois les positions et les vitesses de déplacement de plusieurs de ces zones de formation d'étoiles dans la Galaxie.Les astronomes ont découvert que ces zones se déplaçaient plus vite qu'on ne l'imaginait, ce qui indique donc une attraction gravitationnelle plus forte, et, dans la cas présent, une masse plus importante de matière dans la Galaxie. En bonus, les caractéristiques des MouvementVariation de la position d\'un point, d\'un solide d\'un système, étudié dans un référentiel donné, en fonction du temps.');" onmouseout="killlink()">mouvements sont là aussi en faveur de l'existence de quatre bras spiraux importants. A cause de la méthode qui ne se base pas sur une LuminositéPropriété d\'une surface d\'émettre plus ou moins de lumière.');" onmouseout="killlink()">luminosité intrinsèque d'objets astrophysiques difficilement calibrable, les mesures sont assez robustes.
Dans les années à venir, la mission astrométrique Gaia qui prend la suite de Hipparcos devrait nous en apprendre bien plus sur la structure et l'évolution de la Voie lactée.
Gaia cartographiant les étoiles de la Voie lactée, vue d'artiste. Crédits Medialab-Cneshttp://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/le-nouveau-visage-de-la-voie-lactee_17931/
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