1 Un petit village pittoresque : le système solaire
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_1 Un petit village pittoresque : le système solaire 1 –1 MERCURE [2013 - Sonde Messenger NASA et Obs Mt Hopkins] A 3 min-lumière du Soleil, Mercure est la plus petite des huit planètes. Effectuant sa révolution en 88 jours, c’est un astre rocheux au noyau métallique, sans atmosphère et dont la surface, ressemblant beaucoup à celle de la Lune, est criblée de cratères météoritiques. L’image obtenue en 2013 par la sonde Messenger a été volontairement contrastée pour souligner les variations géologiques du sol. 1 –2 VÉNUS [Sonde Mariner Octobre 1974] Seconde planète du Système solaire, très semblable à la Terre en volume et en masse, Vénus s’en distingue par une rotation très lente et une énorme atmosphère de CO2 portée à 400° C par l’effet de serre. Perpétuellement recouverte de nuages opaques et acides qui effectuent le tour de la planète en 4 jours, elle n’a dévoilé son sol volcanique qu’aux images radar. Un véritable enfer ! 1 –3 TERRE [7 Décembre 1972 - Apollo 17 en route vers la Lune] Oasis improbable, située à 8 min-lumière du Soleil, juste dans la zone où l’eau peut rester à l’état liquide et la température autoriser une chimie organique complexe, elle connait une activité tectonique intense qui modifie sans cesse océans et continents. Elle est, pour l’instant, le seul endroit connu où la Vie se soit développée et cela dès le premier milliard d’années de son existence. 1 –4 PAYSAGE DE LA TERRE Situé dans l’Oregon, au Nord Ouest de l’Amérique, le Mont Hood, volcan faiblement actif qui s’élève à 3400m d’altitude, est représentatif des reliefs dus à la subduction d’une plaque océanique sous une continentale. Couvert de neige, se reflétant dans un lac aux eaux pures, il symbolise un écosystème non encore complètement pollué. Cette région est l’une de celle que nous étudions comme site d’observation de l’éclipse totale de Soleil du 21 août 2017 ;-) 1 –5 PLEINE LUNE Au dessus des cumulus d’une nuit d’été, surgit le satellite naturel de la Terre. Étant cette nuitlà à l’opposé du Soleil par rapport à elle, la Lune nous présente sa face éclairée. C’est la Pleine lune. Les vastes zones sombres où certains voient un visage, un enfant et son seau ou encore un lapin ont longtemps été prises pour des mers et en ont gardé l’appellation : mer de la Sérénité, mer de la Tranquillité, mer des Crises, Océan des tem pêtes ... 1 –6 DERNIER QUARTIER DE LUNE Dans cinq jours environ, la Lune passera dans la direction du Soleil et deviendra invisible. Ce sera la Nouvelle lune. La lumière rasante met en valeur les différents types de formations lunaires : « continents » montagneux, tourmentés et violemment cratérisés de sa jeunesse et « mers » basaltiques sombres et lisses, produites par des épanchements basaltiques ultérieurs sur lesquels presque aucune météorite tardive n’est tombée. 1 –7 PIC CENTRAL DE TYCHO [2011 - Lunar R Orbiter NASA] Tycho est un cratère lunaire très récent (peut-être quelques millions d’années seulement) qui se distingue par des remparts très nets et abrupts et qui est encore entouré d’une vaste auréole d’éjecta s’étendant sur plus de mille km. La photo montre le pic central résultant du rebond de la roche liquéfiée au moment de l’impact, pic central qu’on retrouve sur la majorité des grands cratères. 1 –8 APOLLO 15 La mission Apollo 15, en juillet 1971, fut la première où les astronautes disposaient d’un véhicule leur permettant d’explorer notre satellite sur plusieurs dizaines de km. On voit ici James Irwin régler son véhicule au pied du Mont Hadley. Remarquez la couleur grise du sol décoloré par le rayonnement solaire et le ciel noir en plein jour, cela étant du à l’absence d’atmosphère. 1 –9 MARS [1 juin 2000 Mars - Global Surveyor] Deux fois plus petite en diamètre et dix fois plus légère que la Terre, Mars s’est refroidie plus vite. Ses énormes volcans se sont éteints et son atmosphère s’est dispersée dans l’espace. L’eau qui y coulait n’existe plus que sous forme de glace dans le sol ou de brumes dans le ciel. Mais la Vie a peut-être eu le temps d’y apparaître, il y a quelques milliards d’années. On en cherche les traces ... 1 – 10 PAYSAGE MARTIEN [Oct2012 - Rover Curiosity - site « Rocknest »] Dans ce paysage tellement semblable à ceux des déserts terrestres, sous un ciel rosi par les vents de sable, le rover Curiosity poursuit ses expériences géologiques, chimiques et climatiques. Équipé d’instruments hautement performants, il peut analyser les roches de ce qui fut autrefois le lit d’une rivière martienne. De toutes les planètes connues, Mars est de loin celle qui ressemble le plus à la Terre. 1 – 11 JUPITER [21 avril 2014 - HST] A 40 min-lumière du Soleil, voici la première des quatre planètes géantes. Douze fois le diamètre de notre monde, trois cent fois sa masse, Jupiter est une énorme boule de gaz turbulents devenant, en profondeur de plus en plus comprimés, puis liquéfiés. Quant au cœur, ce pourrait être une boule rocheuse ou métallique très chaude, ayant la grosseur d’une planète tellurique. 1 – 12 LA TACHE ROUGE [Janvier 1979 - Sonde Voyager 1] Les bandes parallèles à la surface de Jupiter sont formées de nuages colorés emportés par sa rotation. Les zones claires sont plus hautes et plus froides que les bandes sombres. La rotation, plus rapide à l’équateur qu’aux pôles, provoque d’innombrables tourbillons. Le plus grand d’entre eux, de couleur rougeâtre, grand comme la Terre et vieux d’au moins 300 ans semble actuellement en régression. 1 – 13 IO, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo] Premier des quatre satellites de Jupiter découverts par Galilée en 1609, Io effectue le tour de son maître en 1.8 jour. Contrairement aux petits satellites des géantes, Io possède un manteau rocheux et un noyau métallique. Torturé et chauffé par les effets de marée gravitationnels de l’énorme Jupiter, il est couvert de volcans en activité permanente qui donnent au sol la couleur jaune du soufre. 1 – 14 EUROPE, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo] Second satellite galiléen par ordre de distance, Europe effectue sa révolution en 3.6 jours. Comme les autres satellites galiléens, il est de nature tellurique. De plus, sous une épaisse banquise il cache un océan dont l’eau est riche en composés chimiques, peut-être bioprécurseurs. Le curieux réseau coloré qu’on aperçoit en surface provient de remontées de cette eau à travers des fractures de la glace. 1 – 15 GANYMEDE, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo] Troisième satellite galiléen par ordre de distance, Ganymède prend 7.2 jours pour effectuer sa révolution. C’est le plus gros satellite du Système solaire. Il est même plus gros que la planète Mercure. De nature tellurique mais avec une grande proportion de glace, il présente une surface par endroits très ancienne et cratérisée et ailleurs des zone lisses et transformées beaucoup plus récemment. 1 – 16 CALLISTO, SATELLITE DE JUPITER [1999 - Sonde Galileo] Dernier et plus lointain des satellites galiléens, Callisto effectue sa rotation en 16 jours. De nature tellurique lui aussi mais avec une plus grande proportion de glace que les autres, il n’est presque pas réchauffé par effet de marée. Sa surface, criblée de cratères d’impacts, n’a pas évolué depuis des milliards d’années. Le plus grand cratère, Valhalla, présente l’aspect d’un lac où l’on aurait jeté un caillou. 1 – 17 SATURNE [Sonde Cassini] Très semblable à Jupiter par sa structure interne, située à 1h 40-lumière du Soleil, dix fois plus loin que la Terre, Saturne est (seulement !) 9 fois plus grande et 90 fois plus lourde que notre planète. Sa rotation très rapide en 9 heures conduit à un fort aplatissement et à une grande diffusion des bandes nuageuses. Observez les jeux d’ombre et de lumière créés par les anneaux et deux de ses satellites. 1 – 18 ANNEAUX DE SATURNE [ 2005 / 2015 - Sonde Cassini ] Probablement créés par l’explosion d’un satellite détruit par l’effet de marée, les anneaux sont constitués de plusieurs milliards de blocs rocheux ou glacés qui tournent comme autant de satellites individuels autour du globe. Les zones diverses qui apparaissent sont sélectionnées par des phénomènes de résonnance avec les nombreux satellites qui tournent à l’extérieur ou à l’intérieur des anneaux. 1 – 19 TITAN, SATELLITE DE SATURNE [ 2005 / 2015 - Sonde Cassini ] Plus gros des 60 satellites connus de Saturne, c’est le seul dans le Système solaire à posséder une atmosphère. Grace à l’orbiteur Cassini qui l’observe depuis 2005 à travers les nuages et grâce à la sonde Huygens qui s’y est posée, on y a découvert des lacs et des rivières, des marécages goudronneux, des variations saisonnières et une climatologie passionnante basée sur le méthane. 1 – 20 ENCELADE, SATELLITE DE SATURNE [ 2005 / 2015 - Sonde Cassini ] Parmi les nombreux satellites de Saturne, le petit Encelade est particulièrement intéressant. Comme Europe, satellite de Jupiter, il est recouvert d’une banquise sous laquelle s’étend un océan chaud qui se manifeste par des fractures gigantesques et des geysers qui jaillissent au pôle sud. Or son petit diamètre, 500 km, impliquerait qu’il fût complètement gelé et inactif. Mystère à éclaircir, d’autant que l’eau liquide est une condition d’apparition de la Vie ! 1 – 21 URANUS [ HST ] La troisième géante présente une particularité : son axe de rotation est incliné de 98° sur le plan de l’orbite : elle tourne « couchée » sur l’écliptique et en sens inverse des autres planètes. Fluide comme Jupiter et Saturne, sa composition chimique s’en distingue par une plus grande quantité de glace. L’image IR, ici en fausses couleurs, montre lespoints chauds dans l’atmosphère. Comme Saturne, elle est entourée d’anneaux mais ceux-ci sont très fins. 1 – 22 MIRANDA, SATELLITE D’URANUS [ Janvier 1986 - Sonde Voyager 2 ] Avec seulement 480 km de diamètre, Miranda est le plus petit des gros satellites d’Uranus. Il est aussi l’un des plus étonnants avec, banalement, des plaines cratérisée mais aussi de vastes régions qui semblent issues des profondeurs et une chaîne de falaises atteignant une dizaine de km de hauteur. L’ensemble témoigne d’une histoire géologique riche et complexe difficile à expliquer. 1 – 23 NEPTUNE [ Août 1989 - Sonde Voyager 2 ] Quasi jumelle d’Uranus, Neptune est juste un peu plus petite mais un peu plus lourde. De même, elle contient plus de glace d’eau que Jupiter et Saturne. Sa couleur provient probablement du méthane mais cette explication ne suffit pas à justifier une couleur aussi franche. Neptune est, de toutes les géantes, celle qui connait les vents les plus violents, atteignant 2000 km/h à l’équateur. Comme Uranus, elle est entourée de très fins anneaux. 1 – 24 TRITON, SATELLITE DE NEPTUNE [ Août 1989 - Sonde Voyager 2 ] Principal satellite de Neptune, Triton est le seul des grands satellites du Système solaire à tourner en sens inverse de sa planète. Cette observation et sa ressemblance avec Pluton conduisent à la certitude qu’il provient de la ceinture de Kuiper, la proche banlieue du Système solaire. Sa capture s’est probablement accompagné de violents effets de marée qui sont à l’origine des formations cryovolcaniques très variées qu’on y observe. 1 – 25 STEINS, UN ASTEROÏDE PARMI DES MILLIERS [ 2008 - Sonde Rosetta ] Tournant en 3.6 ans autour du Soleil sur une orbite 2.4 fois plus grande que celle de la Terre, Steins est un tout petit astéroïde mesurant 5 km dans son plus grand axe. L’image exceptionnellement détaillée a été prise par la sonde Rosetta qui l’a frôlé le 5 septembre 2008 lors de son voyage en direction de la comète Chury. Observez un cratère à sa surface mesurant plus de 1.5 km de diamètre. 1 – 26 COMÈTE HALE BOPP [ Avril 97- Obs Kepler Autriche – Tel Schmidt 220mm ] Avec un noyau de 60 km, cette comète est la plus grosse jamais observée. Lors de son passage près de la Terre en 1997, elle est restée visible pendant 18 mois, assez brillante pour être vue même en ville. Comme toutes les comètes, elle est constituée d’un noyau de neige et de poussières qui s’évapore à proximité du Soleil et donne ainsi naissance à deux queues de plusieurs millions de km : l’une de gaz ionisés et l’autre de poussière. _2 Une étoile ordinaire : le Soleil 2 –1 LE SOLEIL EN UV [Sonde Solar Dynamics Observatory] Vue depuis le SDO, notre étoile présente un aspect inhabituel. D’une part, la sonde étant en orbite hors de l’atmosphère, le ciel est parfaitement noir, rendant visibles les protubérances. D’autre part, le SDO utilise un capteur sensible à l’Ultra Violet, rayonnement qui n’atteint pratiquement pas le sol. La couleur rouge est totalement artificielle : elle code l’UV proche à 304 nm de longueur d’onde. 2 –2 TACHE SOLAIRE [Juillet 2010 - Big Bear Solar Obs - Californie] Cette image doit son extraordinaire qualité à l’utilisation d’une optique adaptative qui corrige en temps réel le flou créé par la turbulence de l’air. On y distingue les milliers de bulles de gaz chaud ( 5800 K ) venues des profondeurs de notre étoile. En bloquant ce transfert d’énergie, le champ magnétique du Soleil maintient en surface les bulles refroidies ( 4500 K ), créant ainsi les fameuses taches solaires. 2 –3 UNE PROTUBÉRANCE [ Mars 2010 - Sonde Solar Dynamics Observatory] Enregistrée par la sonde SDO de la NASA, l’image montre une gigantesque protubérance solaire. Ces ponts de matière apparaissent lors d’éruptions à la surface de notre étoile. Éjectés en quelques dizaines de minutes, maintenus en équilibre et violemment torsadés par un puissant champ magnétique, ils retombent au bout de quelques heures. Plus denses que le plasma qui les entoure, ils sont aussi plus froids : 10 000 K contre un à trois millions de K. 2 –4 UNE PROTUBÉRANCE [Sonde Solar Dynamics Observatory] S’étendant à plusieurs dizaines de milliers de km du Soleil, les protubérances sont constituées d’un plasma d’hydrogène et d’hélium ionisés identique à celui de la surface solaire. Elles ne sont visibles que pendant les éclipses ou alors avec des télescopes solaires très sophistiqués. La matière éjectée par une éruption, plus froide – 10 000 K – que la couronne très peu dense qui l’entoure, coule le long des boucles magnétiques. 2 –5 ÉRUPTION SOLAIRE [Sonde Solar Dynamics Observatory] Gros plan d’une région éruptive. Comme les autres images SDO, elle est enregistrée dans de très courtes longueurs d’onde invisibles à l’œil nu : ici Ultra Violet à 284 nm, codé en jaune. Les éruptions sont liées à la libération brutale du champ magnétique qui tenait confiné une masse de plasma chaud. Dans certains cas, la masse éjectée atteint la Terre où elle déclenche les aurores polaires. 2 –6 LA COURONNE PENDANT UNE ÉCLIPSE TOTALE [ Miroslav Drückmüller ] Probablement la meilleure photo d’éclipse jamais réalisée, œuvre d’un amateur tchèque. On y distingue quelques protubérances et la couronne, c’est à dire l’atmosphère lointaine du Soleil, un plasma structuré par le vent solaire et les champs magnétiques de notre étoile. C’est ce vent de particules ionisées qui provoque les aurores polaires lorsqu’il atteint notre planète. Notez sur la photographie la face nocturne de la Lune éclairée par le clair de Terre. _3 Ciel nocturne : d’autres étoiles par millions 3 –1 LA GRANDE OURSE AU DESSUS DU PIC DU MIDI [ Patrick Müller ] Magnifique photo d’ambiance de Patrick Müller. Le ciel autour de l’étoile polaire avec la Grande et la Petite Ourse dans le ciel jadis parfait de l’Observatoire du Pic du Midi de Bigorre, haut lieu de l’astronomie française. C’est là que fut installé le coronographe de Lyot et que furent réalisées les cartes de la Lune utilisées par les astronautes de la NASA. C’est encore aujourd’hui un des meilleurs observatoires solaires du monde. 3 –2 LA CONSTELLATION D’ORION La « Californie du ciel » selon C. Flammarion. Une poignée d’étoiles jeunes, bleues, très brillantes malgré une distance d’environ 700 al : Rigel, Bellatrix, Alnitak, Alnilam, Mintaka, une supergéante rouge mourante à 400 al : Betelgeuse et un immense nuage d’hydrogène illuminé ici et là par le rayonnement UV des étoiles les plus chaudes, créant ainsi des nébuleuses roses devant lesquels se détachent des nuages sombres de poussière. 3 –3 LA VOIE LACTÉE Notre galaxie, La Galaxie (avec G majuscule), notre île dans l’Univers. Type : spirale barrée. Diamètre 100 000 al. Environ 250 milliards d’étoiles. Le Soleil est à 30 000 al du centre, au bord de l’un des bras spiraux. Ce qu’on appelle : Voie lactée, c’est la longue bande laiteuse qui traverse tout notre ciel et qui n’est autre que cette galaxie vue de l’intérieur et par la tranche. 3 –4 LA VOIE LACTÉE AU DESSUS DU DÉSERT D’ACATAMA La Voie lactée vue depuis le ciel quasi parfait du désert d’Atacama, au Chili, là où est implanté le plus grand observatoire du monde, sur la colline à droite. On y distingue des amas d’étoiles, des nébuleuses brillantes et les nuages de poussière. La zone la plus brillante est en direction du centre de notre Galaxie, dans la constellation du Sagittaire, mais ce centre reste cependant invisible car il est masqué par une sorte de brouillard interstellaire. _4 Les nébuleuses « H II » : Attention, maternité ! 4 –1 NÉBULEUSE M 42 (ORION) [ HST] 42ème objet du catalogue de Messier, cette nébuleuse est la plus brillante de notre ciel. Observée à l’œil nu avec un ciel très pur, elle est visible sur une surface comparable à celle de la pleine Lune. Située à 1500 al, elle s’étend sur une trentaine d’années lumière. C’est un nuage d’hydrogène rendu fluorescent par le rayonnement UV d’une génération d’étoiles qui se créent depuis environ 300 000 ans. 4 –2 NÉBULEUSE « TÊTE DE CHEVAL » (ORION) [ HST ] La nébuleuse M 42 n’est que l’une des parties visibles d’un immense nuage d’hydrogène neutre et froid qui englobe toute la constellation d’Orion. Là où des étoiles géantes bleues ionisent ce gaz, alors se déploient de superbes draperies roses. C’est le cas ici, près de l’étoile Alnitak (hors champ). La célèbre tête de cheval est due à un nuage de poussière sombre faisant « ombre chinoise » devant la zone lumineuse. 4 –3 AMAS ET NÉBULEUSE « DE L’AIGLE » M 16 (SERPENT) [ HST ] Situé à environ 7000 al, dans la constellation du Serpent, l’amas M 16 est une région typique de création d’étoiles. Une vaste nébuleuse gazeuse qui s’étend sur une trentaine d’années lumière fournit la matière nécessaire à cette création. Les plus brillantes des étoiles, de type O ou B, dont la température de surface atteint de 40 000 K à 15 000 K, émettent un puissant rayonnement UV qui ionise le gaz et le rend ainsi lumineux. 4 –4 NÉBULEUSE « DE L’AIGLE » M 16 (SERPENT) DETAIL [ HST ] Gros plan sur l’une des traînées sombres visibles au centre de la nébuleuse, parfois appelées « piliers de la création ». En effet, c’est dans ces régions que se forment les nouvelles étoiles suite à une concentration de matière qui déclenche l’effondrement gravitationnel. L’amas M 16 est l’un des plus jeunes amas connus : il n’a que 5 millions d’années et il s’y crée encore aujourd’hui de nouvelles étoiles. 4 –5 NÉBULEUSE « TRIFIDE » M 20 (SAGITTAIRE) [ HST ] Vaste nébuleuse située à 5000 al, elle doit son nom au nuage sombre de poussière qui fait « ombre chinoise » et qui semble la partager en trois régions. Comme toutes les nébuleuses de ce type, elle est essentiellement composée d’hydrogène ionisé, d’où leur appellation scientifique : « Région H II » ( H I représentant l’atome hydrogène) On distingue au centre le trio d’étoiles très chaudes dont le rayonnement UV est responsable de cette ionisation. _5 Mourir en beauté : les nébuleuses planétaires 5 –1 NÉBULEUSE PLANÉTAIRE « ANNULAIRE » M 57 (LYRE) [ HST ] Située à 2000 al, son diamètre est d’environ 1 al. Les nébuleuses de ce type sont dites planétaires du fait de leur ressemblance dans un petit instrument avec les planètes Uranus ou Neptune. En fait, elles sont produites par les étoiles de masse inférieure à 8 masses solaires lorsqu’elles arrivent en fin de vie. A ce stade, privé d’énergie, le cœur s’effondre sur lui-même et, par contrecoup, les couches extérieures sont violemment éjectées. 5 –2 NÉBULEUSE PLANÉTAIRE « HELIX » NGC7293 (VERSEAU) [ VISTA ] Située à 650 al, c’est l’une des plus proches de la Terre. Son diamètre est d’environ 5 al. Elle est ici imagée en Infra Rouge par le télescope VISTA. Depuis environ 10 000 ans à une vitesse de 30 km/s, l’étoile centrale éjecte ses couches extérieures riches en hydrogène, hélium, azote, oxygène ... Son cœur très condensé est une naine blanche avec une température de surface d’environ 100 000 Kelvins. 5 –3 NÉBULEUSE PLANÉTAIRE « DUMB BELL » M 27 (PETIT RENARD) [HST] Première nébuleuse planétaire découverte, en 1764, par Messier, elle n’est située qu’à 860 al. Elle occupe sur le ciel un diamètre égal au cinquième de la Lune mais, comme toutes les nébuleuses planétaires, sa luminosité est très faible et il ne faut pas espérer la voir à l’œil nu. C’est depuis 3000 ou 4000 ans que l’étoile centrale, réduite à l’état de naine blanche, éjecte ses couches extérieures. Son cœur, rendu ainsi visible, est porté à 85 000 Kelvins. 5 –4 NÉBULEUSE REMANENTE « DU CRABE » M1 (TAUREAU) [HST] La fin de vie d’une étoile de masse supérieure à 8 masses solaires est un phénomène beaucoup plus spectaculaire que les éjections visibles sous forme de nébuleuses planétaires. C’est ici l’étoile toute entière qui explose, devenant ainsi pour quelques jours, à elle seule aussi brillante qu’une galaxie. La nébuleuse du Crabe est ce qui reste d’une telle supernova apparue dans le ciel en 1054 et qui était visible en plein jour. 5 –5 NÉBULEUSE RÉMANENTE « DES DENTELLES » (CYGNE) [ N.Outters ] Son nom : SNR G074.0-08.6 signifie qu’elle est le Reste d’une Super Nova et qu’on la trouve par 74.0° de longitude et – 8.6° de latitude (galactiques). Située à 1400 al, elle occupe la surface d’une bulle sphérique d’environ 80 al de diamètre. C’est tout ce qui reste d’une étoile supergéante qui a explosé il y a environ 10 000 ans et dispersé dans la Galaxie sa matière enrichie en éléments lourds qui donnera un jour naissance à de nouvelles étoiles. _6 a Amas ouverts : bijouteries galactiques 6 –1 AMAS OUVERTS h ET PERSÉE Situés à 7000 al ces deux amas ouverts ne sont âgés que de 12 millions d’années, ce qui en fait les plus jeunes connus. A gauche, h contient 200 étoiles, et Khi 150 étoiles. Les deux amas ont un diamètre d’environ 50 al et sont distants d’une centaine. Ils sont certainement issus de la même nébuleuse mais l’absence totale de gaz résiduel prouve que la formation d’étoiles a été très efficace. 6 –2 AMAS OUVERTS DES HYADES ET DES PLÉIADES (TAUREAU) Vue grand angle de la constellation du Taureau. En bas, l’étoile Aldébaran figure l’œil rouge de l’animal. Située à 65 al, c’est une étoile de type solaire, devenue en fin de vie géante rouge, 40 fois plus grosse et 400 fois plus brillante que le Soleil. Elle semble située dans l’amas des Hyades, vieil amas de 600 millions d’années situé en fait deux fois plus loin. En haut, un amas dix fois plus jeune : les Pléiades. 6 –3 AMAS OUVERT DES PLÉIADES M 45 (TAUREAU) [ HST] A seulement 400 al, cet amas jeune ( 60 millions d’années ) regroupe 300 étoiles dans un diamètre de 30-al. Les 6 ou 7 plus brillantes, bleues, visibles à l’œil nu, sont les plus chaudes et les plus rares. Les autres sont blanches, jaunes ou rouges et respectivement plus froides, plus faibles et plus nombreuses. Observez les nuages de poussières et de gaz reflétant la lumière bleue mais sans être ionisé, ce qui prouve que les étoiles émettent peu d’UV. _6 b Amas globulaires : vieux, énormes et rares 6 –4 AMAS GLOBULAIRE M 13 (HERCULE) [ Observatorio MTM ] Situé à 22 000 al et présentant un diamètre de 150 al, l’amas d’Hercule est le plus brillant de ceux visibles dans l’hémisphère Nord. On y dénombre environ 500 000 étoiles toutes âgées de 12 milliards d’années. Cet amas, comme la centaine de ses semblables, est supposé être contemporain de la première génération d’étoiles formées alors que les galaxies n’étaient pas encore apparues. 6 –5 AMAS GLOBULAIRE 47 TOUCAN [ VISTA Télescope Infra Rouge de l’ESO ] Deuxième plus brillant apparent de tous les amas globulaires de notre Galaxie, l’amas du Toucan n’est visible que depuis l’hémisphère austral. Situé relativement près, à 15 000 al seulement, et large de 120 al, il occupe dans le ciel la surface de la Pleine Lune. Un effet de perspective donne l’impression qu’il fait partie du Petit Nuage de Magellan. Il n’en est rien : celui-ci est beaucoup plus lointain : 200 000 al. [ Voir 7-1] 6 –6 AMAS GLOBULAIRE 47 TOUCAN [ HST ] Vue en gros plan de l’amas du Toucan par le télescope spatial Hubble. On voit ici seulement une partie du million d’étoiles que contient cet amas particulièrement riches en étoiles de toutes sortes. Observez les vieilles supergéantes « rouges » reconnaissables à leur couleur jaunâtre et les étoiles bleues, donc jeunes, anormales dans un amas globulaire vieux de 13 milliards d’années. 6 –7 AMAS GLOBULAIRE CENTAURE [ ESO ] Distant de 16 000 al, lui aussi seulement visible depuis l’hémisphère austral, l’amas du Centaure est le plus brillant du ciel. Avec 10 millions d’étoiles rassemblées dans un ellipsoïde de 150 al, il dépasse de loin tous les autres amas globulaires de la Galaxie. Vieux de 12 milliards d’années, il contient un bien trop grand nombre d’étoiles bleues, donc jeunes, ce qui prouverait qu’il est le reste d’une galaxie elliptique naine capturée par notre Galaxie. _7 L’Univers : des galaxies jusqu’à l’horizon 7-1 NUAGES DE MAGELLAN [ ESO ] Découverts par le célèbre navigateur comme de petits nuages qui restaient chaque nuit au même endroit du ciel austral, le Petit et le Grand Nuages de Magellan sont deux galaxies naines, croisant au large notre Galaxie. Situées respectivement à 200-000 al et 160 000 al, ce sont des galaxies de type « spirale barrée » déformées par l’effet de marée induit par notre propre Galaxie. 7-2 LE GRAND NUAGE DE MAGELLAN [ HST ] Galaxie spirale barrée naine proche de notre propre Galaxie, le GNM présente une intense activité de formation d’étoiles. Toutes les régions roses, dite « H II », sont en effet des nébuleuses d’hydrogène ionisé par les centaines d’étoiles qui y prennent actuellement naissance. Sur la droite de l’image, la nébuleuse de la Tarentule, large de 600 al est la plus vaste région H II de tout le Groupe local de galaxies. 7-3 LA GALAXIE M 31 (ANDROMÈDE) [HST] Jusqu’en 1920, on a cru l’Univers réduit à la Galaxie. A cette date seulement il a été prouvé, par Edwin Hubble entre autres, que certains objets flous n’étaient pas des nébuleuses mais d’autres galaxies situées bien plus loin et en dehors de la nôtre. C’est le cas de M 31, spirale assez semblable à la Galaxie mais un peu plus grande. Située à 2.5 millions d’al, elle compte environ 1000 milliards d’étoiles et des centaines d’amas et nébuleuses. 7-4 LA GALAXIE NGC 1300 (ÉRIDAN) [ HST ] Située à 61 millions d’al, NGC 1300 présente la structure typique des « spirales barrées ». De puissants courants de gaz coulent dans la barre centrale de l’extérieur vers le noyau et alimentent un étonnant tourbillon contenant peut-être un trou noir. Selon les plus récentes études, notre propre Galaxie est du même type, le Soleil étant situé au bord intérieur de l’un des bras spiraux. C’est donc ainsi que les galaxiens extérieurs voient notre Voie lactée. 7-5 LA GALAXIE M 51 (CHIENS DE CHASSE) [ HST ] Située à 27 millions d’al, M 51 compte 160 milliards d’étoiles dans un diamètre de 100 000 al. Parfait exemple de galaxie spirale, elle présente un noyau plutôt jaune car peuplé de vieilles étoiles et des bras spiraux parsemés de nébuleuses roses, pouponnières d’étoiles très jeunes, brillantes, chaudes et bleues. Elle est accompagnée, à l’extrémité d’un bras d’une petite galaxie irrégulière avec laquelle elle échange de la matière. 7-6 LA GALAXIE « DU SOMBRERO » M 104 (VIERGE) [ HST ] Située à 28 millions d’al, cette galaxie spirale vue par la tranche présente quelques particularités spectaculaires. Riche de 800 milliards d’étoiles et dotée d’un très gros noyau qui abrite un trou noir géant, elle est entourée d’un millier d’amas globulaires. La bande équatoriale sombre est en quelque sorte un cimetière d’étoiles rassemblant la matière produite par leur ultime explosion, matière riche en éléments chimiques lourds. 7-7 NUAGES DE POUSSIÈRE DANS LA GALAXIE CENTAURE A [ HST ] On voit ici une petite partie de la galaxie Centaurus A. De type lenticulaire, cette galaxie ressemble à une spirale ayant perdu ses bras. Selon certains astronomes il s’agit de la fusion de deux galaxies, ce qui expliquerait la présence de jets de matière à des vitesses relativistes ( proche de celle de la lumière ), la formation intense de nouvelles étoiles dans les nuages de poussière et la présence au centre d’un trou noir hypermassif. 7-8 LES GALAXIES M 81 ET M 82 (GRANDE OURSE) [ HST ] A 12 millions d’al, se trouve le célèbre couple de galaxies M 81 et M 82. Avec 100 milliards d’étoiles, M 81 est une spirale de 60 000 al de diamètre. Sa compagne, M 82, avec 50 milliards d’étoiles et 40 000 al de diamètre est une galaxie irrégulière qui se distingue par un starburst : intense production de nouvelles étoiles, déclenchée par effet de marée lors de son passage près de M 81 il y a 600 millions d’années. 7-9 UN AMAS LOINTAIN DE GALAXIES [ HST ] Nom de code SDSS J 1004, cet amas de galaxies est situé à plus de 7 milliards d’al. Si l’on admet que l’Univers est vieux d’environ 14 milliards d’années, on le voit donc tel qu’il était lorsque l’Univers était deux fois plus jeune. Autour de la galaxie centrale, quatre points blancs sont les images d’un même quasar situé encore plus loin et dont la lumière a été déviée par effet de mirage gravitationnel. Preuve photographique de la théorie de la Relativité Générale ! JUSQU’À L’INFINI ET AU DELÀ Fini ... Plus d’image. Les galaxies visibles sur la dernière photo sont parmi les plus lointaines observables. D’autres moyens sont mis en œuvre pour « remonter » plus loin dans l’espace et donc plus loin dans le passé. Récemment, l’observatoire spatial Planck nous a montré l’état de l’Univers au moment où la lumière a pu s’échapper pour la première fois, lorsqu’elle s’est séparée de la matière. Les théoriciens affirment que l’Univers n’avait alors que 300 000 ans. Toute tentative de vouloir expliquer cela serait si simpliste ou si prétentieuse que, sans fausse modestie, nous nous refusons à le faire. Nous nous quittons donc ici avec un vœu : que cette exposition vous ait donné envie d’écrire la prochaine page.
