acker96a02 - Observatoire Astronomique de Strasbourg

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acker – mars 2002
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Activités 1996-2002 de Agnès Acker
Les recherches menées à partir de 1996 s’organisent (1) autour de l’étude des noyaux WR
de nébuleuses planétaires (NP) en relation avec l’évolution stellaire, et (2) la chimie
galactique à l’aide des NP, population traceur. J’ai conduit ces recherches en tant que PI
pour le point (1).
J’ai bénéficié du soutien du PNPS et du GdR Galaxies, ainsi que du PICS France-Pologne. Ces
recherches se sont élaborées dans le cadre des thèses de Durand Sophie, doctorant à Strasbourg
(dir. Acker et Dejonghe, Gand, soutenance en 1997), puis postdoc à Sao Paulo, Brésil ; et de
Grosdidier Yves, doctorant en cotutelle (dir. Acker et Moffat, Montréal, soutenance en 2000), puis
« staff » à l’IAC, enfin postdoc à l’université McGill (Montréal) à partir de 2001. Divers chercheurs ont
apporté leur collaboration : Köppen Joachim, observatoire de Strasbourg, ; Cuisinier François,
Université de Rio de Janeiro, Brésil ; Gesiki Kris et Szcerba Richard, Institut d’astronomie, Torun ;
Lundström Ingemar, Lund, Norvège ; Parthasarathy Mudumba, Bengalore, Inde ; Garcia-Segura
Guillermo, Institut d’astronomie UNAM, Mexico.
 Durant cette période, j’ai également pu étudier les Distances & mouvements propres des NP,
ainsi que leur position sur le diagramme HR, en utilisant les données HIPPARCOS =
échantillon de 21 NP des deux programmes HIPPARCOS 106 (PI Pottasch) et 143 (PI Acker). J’ai
pu déterminer des paramètres physiques absolus de la nébuleuse et de l'étoile, puis calibrer les
échelles de distances statistiques ; avec G. Jasniewicz, nous avons déterminé des paramètres
orbitaux pour A 35, noyau de NP, binaire serrée.
Les résultats : les distances HIPPARCOS apparaissent systématiquement plus courtes que les
échelles usuelles, surtout dans le cas des NP compactes. La nature de PHL932 est discutée :
sa masse est bien inférieure à celle de toute étoile post-AGB connue. Enfin, la morphologie des
NP apparaît déformée selon la direction de la vitesse transverse (réf. 19 et 23).
Il faut noter qu’avec A. Fresneau, nous avions proposé une étude de l’énergie des NP, en
liaison avec la perte de masse importante au stade AGB ayant pu modifier le potentiel observé :
mais le referee n’étant pas convaincu, nous avons remis cette idée pour une publication
ultérieure.
 Autres travaux « périphériques » : L'analyse des objets du "survey Nébuleuses Planétaires" m’a
permis d'identifier une cinquantaine d'étoiles symbiotiques ; il s'agit de l'échantillon le plus vaste
réuni à ce jour. Ces étoiles montrent des propriétés de source froide (3000 K) et en même temps
d'enveloppe très chaude, et restent mal connus. Après une première analyse dans le cadre d'un
stage de DEA (L. Champion), l'interprétation des spectres est faite avec J. Mikolajevska (PICS
France-Pologne) (10).
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acker – mars 2002
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1 – Evolution stellaire : Noyaux [WC] de NP et Enveloppes circumstellaires
Paramètres stellaires – Vents en collision – Champ de vitesse
Les étoiles Wolf-Rayet pop. I (WR) et les étoiles centrales [WC] de nébuleuses planétaires (ECNP) sont de
nature très différentes, et sont généralement étudiées indépendamment. Et pourtant ces objets stellaires ont
une caractéristique commune : ils perdent beaucoup de masse via un vent stellaire rapide qui affecte le milieu
interstellaire ambiant par un fort apport de matière et d’impulsion qui résulte en la formation d’une enveloppe
circumstellaire.
Le choix de ces étoiles est justifié par l’histoire comparable de leurs vents : le vent rapide et ténu succède à un
vent plus lent et plus dense éjecté à un stade évolutif AGB ou LBV antérieur (de quelques milliers d’années
seulement) ; ce vent épais détermine la masse et la chimie de la nébuleuse observée. D’autre part, la collision
du vent rapide avec le vent lent détermine en grande part la morphologie des nébuleuses éjectées (ref. 26)
1.1
Une étude des propriétés générales des étoiles [WC] au centre des nébuleuses
planétaires (NP) est menée depuis 1993, à travers l’analyse de spectres obtenus à bon rapport
signal/bruit et résolution adaptée. L’étude est compliquée par le fait que les objets sont faibles
(magnitude de 10 à 14 pour les 30 les plus brillants). J’ai pu analyser une centaine de spectres
(observations ESO, tél.1.52+BC par B. Stenholm, et OHP, tél.1.52+Aurélie par moi-même,
toutes les réductions étant conduites par moi-même), avec une collaboration épisodique de F.
Cuisinier et S. Gorny (1996), puis M. Parthasarathy (1997 et 1998). Plus récemment, j’ai
complètement revu la question, avec S. Durand pour les propriétés des étoiles, et avec
l’expertise de J. Köppen pour les abondances des nébuleuses. Grâce à des observations que
j’ai faites au 3.60 ESO (+ EFOSC) en avril 2000, j’ai pu étendre l’échantillon observé.
La plupart des noyaux de type WC se répartissent dans les sous-classes [WC 3-4] et [WC 9-11]. Pour
la 1ère fois, nous avons détecté un noyau de type [WC 6] (réf. 1), et trois de type [WC 7-8] ainsi
qu’une nouvelle classe [WO] de noyaux chauds riches en oxygène, et une nouvelle catégorie de
[WC4] manifestée par des vents extrêmement violents (réf. 13 en 1997, N°5 et 11 en 2002). Les
implications de ces propriétés sur l’évolution des étoiles [WC] sont à l’étude.
- Les noyaux [WC] évoluent depuis les types [WC 8-11] (avancés) jusqu’aux types [WC 2-4], càd allant de
nébuleuses denses avec des étoiles froides, à des nébuleuses plus étendues à noyaux chauds, comme pour les
autres étoiles centrales de NP (1, 6 en 1996).
- Les types [WC] et les types wels (weak emission-lines stars) forment deux groupes différents : certaines wels
sont les progéniteurs des étoiles de type PG1159 (13 en 1997 et 20 en 1998).
1.2 Depuis 1996, je poursuis une étude des vents des étoiles [WC] au centre des NP. En
particulier, je recherche des inhomogénéités comparables à celles observées pour les étoiles WR
massives (par A. Moffat et ses collaborateurs à Montréal, 1992 et 1994). J’ai effectué de premières
observations dans cette perspectives en 1996, et montré la faisabilité et la pertinence de cette étude
(réf.9 et 14, 1997). J’ai donc proposé ce sujet à Yves Grosdidier, dans le cadre d’une thèse en cotutelle avec l’université de Montréal (A. Moffat) qui offrait une allocation de recherche.
Les points suivants ont été traités :
 la structure des vents stellaires chauds - apparaissant tous fragmentés et intermittents;
 la morphologie des nébuleuses - elles aussi sujettes à une fragmentation et un régime turbulent;
 l’impact de la structure intrinsèque des vents stellaires sur la morphologie nébulaire elle-même.
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acker – mars 2002
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Mon apport concerne essentiellement le premier point : J’ai défini le programme d’étude des
noyaux [WC] ; et mené les observations de 5 étoiles, de 1996 à 2001 (acquisition et réduction
d’environ 320 spectres OHP, tél.1.52+Aurélie ; et 30 spectres ESO, tél.1.40+CAT/CES). Yves
Grosdidier a pu compléter avec des observations de l’un des objets (tél.1.60 Mont Mégantic). Il a
ensuite appliqué à tous ces spectres des traitements analogues à ceux développés à Montréal
pour les étoiles WR massives, pour les analyser en termes de lois de vitesse et paramètres
stellaires. J’ai co-rédigé les articles correspondants (réf. 2 en 2000 ; réf. 1 et 2 en 2001 ; ref 6 et
10 en 2002)
- Pour le 2ème point, j’ai été co-demandeur des missions HST et CFH/FP, consacrées à la
nébuleuse M1-67 autour d’une étoile WN massive, et ai participé à la rédation des articles (réf. 27
et 28, 1998 ; 30 et 31, 1999 ; réf. 3 en 2001 ; ref. 9 en 2002).
- Pour le 3ème point, j’ai organisé à Strasbourg, en mai 1999, une réunion de travail de 3 semaines,
avec G. Garcia-Segura (Mexique), spécialiste de la modélisation et de simulations numériques de
nébuleuses éjectées par des étoiles chaudes, Yves Grosdidier, A. Moffat et moi-même (réf. 29,
1999).
La thèse a été soutenue le 1er décembre 2000, et a conduit à 15 publications et
communications, dont 7 dans des revues à comité de lecture. Plusieurs publications additionnelles
sont encore en préparation (analyses d’observations FP/CFH en particulier), et des travaux en
collaboration se poursuivent activement (étude des noyaux [WC] chauds, turbulence dans les
nébuleuses à noyau WR, étude des vents des étoiles Be en collaboration avec AM. Hubert à
Meudon).
Les résultats obtenus permettent une meilleure compréhension du mécanisme de perte de
masse des étoiles [WC], et montrent une similtude remarquable avec les étoiles WR massives. En
effet, Yves Grosdidier a conduit une étude globale de l’environnement circumstellaire des étoiles WR,
étoiles chaudes sièges d’importantes pertes de masse. La compréhension des mécanismes
physiques sous-jacents a été mise en perspective avec des observations bien ciblées ainsi que des
simulations numériques. Cette étude nous a permis de décrire, pour la première fois, une histoire
complète des vents, depuis leurs propriétés à la surface de l’étoile jusqu’à leur interaction avec le
milieu pré-existant, dans le cadre d’un scénario de vents interactifs perturbés par des instabilités
hydrodynamiques et radiatives. L’universalité de la variabilité et de la fragmentation des vents a été
démontrée, quelle que soit la masse de l’étoile. De plus, Yves Grosdidier a abordé le complexe
problème de la turbulence en astrophysique. Il a montré aussi que le scénario classique des vents en
interaction ne peut expliquer la structure de toutes les enveloppes éjectées (cas de M1-67), ce qui
ouvre des perspectives nouvelles.
-
Etude statistique de M1-67 (réf. 3 en 2001).
Des méthodes d'analyse statistique spécifiques,
permettent de tirer le maximum des données HST et FP,
de façon objective et sans biais, méthodes choisies
vraiment adaptées au problème posé et à la qualité des
données chaque fois.
Les divers commentaires sur la nature même de la
turbulence montrent vraiment bien la complexité du
phénomène, et la difficulté à le définir et quantifier.
Pour les résultats (donc très clairement établis)
concernant la structure en densité : coquille épaisse en
accélération, sans bipolarité, où les perturbations en
vitesses sont telles qu'on ne peut trouver la signature
des vents interactifs ; découverte d'une structure
chaotique en filaments, et de structures à petite échelle
pouvant être de nature "turbulente", avec un régime
semblant intermittent (examen à diverses échelles).
Pour le champ de vitesses : possible corrélation entre les
"résidus" en vitesse radiale et la distance à l'étoile =
indice d'un faible régime inertiel, peut-être lié à la
turbulence, mais sans corrélation avec la structure du
champ de densité.
Mais surtout, on confirme le modele de la
phenomenologie de la turbulence compressible (et non
celle a la Kolmogorov) sur au moins deux ordres de
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acker – mars 2002
grandeur en distance projetee. De plus la fonction de
structure a l'ordre 2 confirme les lois empiriques de
Larson: a l'ordre 1 on trouve la turbulence compres., a
l'ordre 2 on trouve Larson; ces deux resultats se
comprennent si le champ de vitesse est multifractal (i.e.
4
l'exposant de "rugosite" depend de la position). Le
caractere multifractal est clairement prouve par l'analyse
DTM.
1.3 Par ailleurs, depuis 1995, j’étudie le champ de vitesses des nébuleuses éjectées
par les étoiles [WC]. J’ai initié cette étude dès 1992, à Innsbruck, lors du Symposium IAU
180 sur les NP (où j’ai tenu le rôle de « chairperson » du SOC) ; j’ai noué des liens avec
l’institut d’astrophysique de Torun, et en particulier proposé d’appliquer le code de Richard
Sczcerba aux nébuleuses planétaires. Une collaboration régulière s’est nouée autour de ce
thème, grâce au soutien du PICS France-Pologne.
En plus des observations à moyenne/basse résolution (R=1500) et grand domaine spectral des NP et
leur noyau, j’ai conduit des observations à très haute résolution spectrale ( >= 40 000, OHP/Aurelie et
Elodie ; et ESO/CAT) des nébuleuses, afin de modéliser les raies nébulaires et d’en déduire leurs
distributions radiales en vitesse et densité (code de Torun, Pologne) (réf. 4, 15, 16, 21, 32).
L’analyse de 4 à 11 raies nébulaires montre que les raies des NP à noyau [WC] sont toutes élargies
par rapport aux nébuleuse avec un noyau de type O (voir ref. 7, 1996, 1 en 2000, et stage DEA de C.
Neiner, 2000, ref 1, 2, 7 en 2002). Ceci implique l’existence de mouvements turbulents dans ces NP,
superposés à une vitesse d’expansion sensiblement constante. Les NP autour d’étoiles O ne
montrent aucun signe de turbulence, mais leur vitesse d’expansion croît vers l’extérieur. Les deux
types de NP montrent environ la même vitesse d’expansion moyenne. Cette étude suggère que les
nébuleuses à noyau [WC] se trouvent dans un régime dominé par la poussée du moment (et non de
l’énergie). Normalement les zones les plus denses du vent fragmenté ne peuvent perdurer (voir ref29
1999), sauf pour les vents très rapides des étoiles [WC], où les inhomogénéités du vent peuvent
exciter des instabilités engendrant la turbulence observée (voir Acker et al, 2002, sous presse).
En 2002, nous projetons d’étudier particulièrement les Vitesses d’expansion des NP du bulbe
galactique - Avec K. Gesicki (séjour en mai 2002), nous analyserons les raies nébulaires [NII] et
Halfa à haute résolution d’une trentaine de NP du bulbe, en terme de champ de vitesses d’expansion.
Nous étendrons les résultats à l’ « âge dynamique » des NP, et, au vu des positions des étoiles sur le
diagramme HR, estimerons la masse des noyaux de ces NP du bulbe et les comparerons aux valeurs
prédites par les relations masses initiale/finale pour le bulbe.
1.4 Etude des Proto-PN - Les NP constituent une phase de quelques 104 ans dans l’évolution
d’étoiles de 0.8 à 5-8 masses solaires. Cette étape suit le stade post-AGB, qui, lui, ne dure que
quelques 103 ans. Le lien entre ces deux étapes est mal connu, en particulier à cause de l’enveloppe
AGB poussiéreuse. Aussi, avec R. Tylenda et M. Schmidt (Torun), nous entreprenons une étude
systématique des « proto-PN ». A partir de spectres à hautes résolution et signal/bruit d’environ 50
objets (qui sont à observer !), nous déterminerons Teff et log g, puis en comparant avec les modèles
(Torun), nous déduirons la masse (qui se situe entre 0.55 et 0.65 masses solaires pour les noyaux
NP).
4
5
2 – Nébuleuses Planétaires, traceurs des propriétés de la Galaxie
Les NP sont des traceurs excellents, car elles sont largement distribuées dans la Galaxie, et
sont visibles à de très grandes distance car leur énergie est concentrée dans les raies
d’émission. Les travaux en cours et en projet se concentrent sur le bulbe galactique.
NP du bulbe galactique : A partir de 70 NP du bulbe observées (ESO, Munich), en [OIII], H
et [NII] à très haute résolution (ESO/CAT), Acker et Zijlstra ont revu la cinématique des NP du
bulbe (réf. 11).
Cuisinier, Köppen, Acker et al ont étudié 30 NP du bulbe (R= 1500 ;ESO/152/B&C), et déterminé les
paramètres du plasma, et les abondances en He, O, N, S, Ar, Cl. Les NP du bulbe semblent être une
population plus âgée que les NP du disque, de métallicité légèrement plus grande que celles-ci, une
conclusion trouvée aussi pour la population stellaire du bulbe (réf. 3 et 4 en 2000).
2.1
Projet pour 2001/2003 :
Peyaud.
2.2 NP galactiques =Traceurs cinématiques et chimiques : Dans le cadre de la thèse de S.
Durand (co-direction A. Acker, H. Dejonghe, Gand), la cinématique et la dynamique des NP
dans la Galaxie sont étudiées. En étroite collaboration avec moi, Sophie a réalisé une base de
vitesses radiales de 867 NP, compilées à partir de la littérature, est calibrées avec 120 VR
déterminées à partir de spectres ESO/CAT à haute résolution (R=50 000), ce qui permet de
préciser la rotation du disque et du bulbe galactiques (22). Grâce au code développé par Herwig
Dejonghe, une modélisation dynamique de la Galaxie a été réalisée par Sophie (3), avec un
modèle à 2 intégrales. Actuellement Sophie est en post-doc à Sao Paulo (W. Maciel).
Par ailleurs, un gradient chimique radial et vertical est estimé à partir de spectres à R=800
(ESO/152/B&C) par Köppen, Acker, Cuisinier (2).
Projet pour 2001/2003 : Par un survey profond en H, Quentin Parker a découvert environ 600
nouvelles NP (s’ajoutant aux 1500 NP déjà connues). Une étude globale de la population des NP
galactiques en termes de distribution, cinématique,…est envisagée à partir de 2001, où Q. Parker
devrait passer quelques mois à Strasbourg.
2.3
NP dans les amas : Dans le cadre de l’atelier consacré aux amas massifs, Köppen et moimême avons discuté le nombre de NP présentes dans un amas massif en fonction de son âge ;
ce nombre va de 2, jusqu’à 20 pour un amas très jeune (réf. 5 en 2000).
Par ailleurs,l'interaction du disque stellaire local avec la composante gazeuse est étudiée par A.
Fresneau (AJ 104 et 108). Un échantillon d'environ 50 étoiles à masse solaire a été sélectionné dans
l'anneau de Lindblad ; j’ai conduit des observations (Aurélie, 152cm OHP), pour détecter une dizaine
d'objets jeunes, dont le spectre montre la raie du Lithium et un vsini important, ce dernier point étant
confirmé avec Coravel par G. Jasniewicz (stage de DEA de M. Piat et réf. 5).
5
5
6
Direction de thèses et travaux
J'ai dirigé deux thèses de doctorat d'Etat (G. Jasniewicz, 1987 ; F. Gleizes, 1989).
La thèse de F. Cuisinier, préparée sous ma direction, a été soutenue en 1994, apportant une
contribution à l'étude chimique de la Galaxie. Après des années de post-doc à Bâle puis à
Sao paulo, F. Cuisinier est depuis 1997 professeur à l'université de Rio de Janeiro, Brésil.
J'ai co-dirigé, avec H. Dejonghe (Gand, Belgique), la thèse de S. Durand, sur le
sujet: Etude cinématique et dynamique de la Galaxie avec les NP, soutenue en décembre
1997. Depuis 1996, je dirige, en co-tutelle avec T. Moffat (Montréal, Canada), la thèse de
Yves Grosdidier sur le sujet: Analyse de la structure fine de nébuleuses éjectées par divers
types d'étoiles chaudes.
Dans le cadre du PICS France-Pologne (A. Omont), depuis octobre 1993, j'ai participé à
l'encadrement de la thèse d'un étudiant polonais (S. Gorny, soutenance en 1998). En
1990, j'ai participé à l'encadrement de M. Samland, étudiant à Heidelberg sous la
responsabilité de J. Köppen (Diplom Arbeit)
- Supervisor of PhD devoted to Planetary Nebulae and galactic kinematics and chemistry
G. Jasniewicz, 1987 ; F. Gleizes, 1989 ; F. Cuisinier, 1994 ; S. Durand, 1997 (co-direction of H.
Dejonghe, Belgique) ; Y. Grosdidier, 2000 (co-direction of T. Moffat, Montreal).
G. Jasniewicz : Binary stars in PN. G. Jasniewicz is Astronomer since 1988
F. Gleizes : Zanstra temperatures of PN. F. Gleizes was Lecturer at the Montpellier University.
F. Cuisinier : Etude chimique de la Galaxie. F. Cuisinier is since 1997 professor at Rio de
Janeiro University, Brésil.
S. Durand : Etude cinématique et dynamique de la Galaxie avec les NP,
Yves Grosdidier : Analyse de la structure fine de nébuleuses éjectées par divers types d'étoiles
chaudes.
Co-tutor of the PhD of Th. Lejeune, 1996 (Basel, Strasbourg)
O. Chesneau, 2000 (Montreal, Nice, Strasbourg)
C. Neiner, 2002 (Paris, Amsterdam, Strasbourg)
L. Lefevre, ….2005 (Montreal, Strasbourg)
J'ai été et suis responsable de nombreux stages (1 à 2 chaque année):
A l'Ecole Nationale Supérieure de Physique de Strasbourg:
F. Gazelle (2ème année) 1984: Acquisition et traitement de données en astronomie
J. Said (2ème année) 1985: Essai de traitement de spectres astronomiques par le matériel
du service de traitement d'images de l'ENSPS
G. Richard, C. Tourneur (1ère année) 1986: Utilisation d'un logiciel de traitement d'images
M. Chambon (2ème année) 1986: Vérification de la linéarité de la réponse photométrique
d'IDS-ESO
C. Benay (1ère année) 1987: Etude d'étoiles et de nébuleuses planétaires par traitement
d'images
P. Durand (1ère année) 1988: Mesure du diamètre apparent de nébuleuses planétaires
sur images CCD
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6
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Ch. Jouny, F. Repplinger (1ère année) 1989: Approche informatique de l'analyse
spectrale bidimensionnelle de nébuleuses planétaires (avec le soutien de F. Bonnarel)
C. Boucher (1ère année) 1990: Participation à la définition d'un programme d'observation
avec le Télescope Spatial: choix d'un échantillon de nébulauses planétaires (A. Fresneau,
co-responsable du stage)
K. Djadjaglo et P. Toutain (1ère année) 1991: critères spectraux (visible, IRAS) de
classification de nébuleuses planétaires
L. Champion (1ère année) 1992: Contribution à l'étude cinématique d'objets du bulbe
galactique
F. Engelmann et L. Perrin (1ère année) 1993: Interface entre des nébuleuses étendues et
le milieu interstellaire (co-direction A. Fresneau).
G. Guérit (1ère année) 1995: Comparaison des données astronomiques réduites avec
deux logiciels différents (IHAP et MIDAS)
M. Piat (2ème année, stage de 2 mois) 1995 : Abondance du Lithium extraite de spectres
à moyenne résolution obtenus à l'OHP
M. Pellet (3ème année, stage de 6 mois de Diplôme d'ingénieur) 1995 : Réduction
d'images observées et modélisations de champs de vitesses
(Grâce à l'apport de ce stage, M. Pellet a obtenu en 1997 un CDD pour réaliser un CDrom d'astronomie).
A l'Institut de Physique du Globe
F. Cuisinier 1990 (3ème année, stage de 6 mois): Traitement et interprétation de données
CCD sur les étoiles et les nébuleuses, Diplôme d'Ingénieur de l'IPG et stage du DEA
Géosciences
Th. Schaaf (2ème année, stage de 3 mois) 1998: Analyse du bruit d'un signal par la
méthode TVS, application à l'astrophysique
Stages de DEA
F. Chambat, 1993: Etude dynamique du système des NP dans la Galaxie (stage DEA de
l'Observatoire de Paris, co-direction H. Dejonghe, Gand).
L. Champion, 1994: Analyse d'étoiles symbiotiques (DEA Strasbourg, co-direction G.
Jasniewicz).
O. Chesneau, 1996: Vents variables dans les noyaux WC de NP (co-direction Y.
Grosdidier à Montréal).
C. Neiner, 1998: Modélisation de raies nébulaires à R=40 000, sur un large domaine
spectral (co-direction K. Gesicki, Torun).
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Apport à la communauté scientifique : Séminaires, Colloques, Catalogues :
Présentation de séminaires : au Collège de France, et auprès de plusieurs instituts étrangers :
Bâle (Suisse), Innsbruck (Autriche), Lund (Suède), Frascati (Italie), Montréal et Québec (Canada).
- Organisation scientifique des Symposia Planetary Nebulae de l’UAI, en tant que Membre du
Working group Planetary nebulae de l’UAI, depuis 1986 (9 membres, AA représente la France) :
Chairperson du SOC en 1992 à Innsbruck ; membre du SOC en 1987 à Mexico, 1996 à
Groningen, novembre 2001 en Australie.
- Organisation et co-organisation de plusieurs réunions de travail : à Strasbourg (1986, 1989,
1992, 1994), à Garching/Munich (1987), à Frascati, Italie (1991), à Bachotek, Pologne (1993), à
Ven, Suède (1995). Dans le cadre du GdR Milieux circumstellaires, en septembre 1997, au MontSte Odile (Alsace), co-organisation avec J.P. Lafon et T. Moffat, d'un colloque/école thématique
du CNRS, consacré aux Ecoulements hypersoniques radiatifs hors équilibre - Applications
astropysiques (vents stellaires) et spatiales.
- Catalogue de nébuleuses planétaires : Le Strasbourg-ESO catalogue (SECGPN, 1992) contient
1143 NP, avec un premier supplément de 384 nouvelles NP (1996, réf. 8). Acker, Lundström
(Lund, Suède), et Ochsenbein construisent une base de données « Strasbourg-Lund data base of
galactic PN » : en plus de toutes les informations compilées dans le SECGPN, les positions
exactes sont indiquées sur ADS (avec Aladin/CDS), avec de nouvelles coordonnées pour 600
NP ; les spectres du survey Stenholm/Acker sont en ligne ; les mesures d’intensités sont donnés ;
des liens avec les images monochromatiques sont créés.
2.4 Nouvelles NP galactiques à partir du Survey Halpha de la galaxie, en collaboration avec
Q. A. Parker (voir ref 3 et 9).
-
Nouveau Projet 2001-2004
H survey of the Galaxy : completion in the North
with the Observatoire de Haute-Provence /Schmidt Telescope (OHP/ST)
RESPONSABLES du PROJET : Acker Agnès
Parker Quentin (Institute for Astronomy, University of Edinburgh)
Collaborations
Köppen Joachim (Kiel), Alain Fresneau
Stage en mai’août 2002 : Etude de Faisabilité à l’OHP
Projet de thèse co-dirigée par Parker/acker : exploitation des données du survey austral
Projet soutenu par le Programme National de Physique Stellaire, et le Programme National
Galaxies.
The southern hemisphere AAO/UK ST(Schmidt Telescope) H survey under the
leadership of Quentin PARKER commenced in July 1997, and uses the world’s largest
optical interference filter to undertake a survey of ionised gas. With fine grained Kodak Tech
Pan film-based emulsion as detector, a survey with an unique combination of coverage,
sensitivity and resolution will be produced, superior to any other survey of ionized hydrogen
gas in terms of these combined properties.
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 IN PARTICULAR : SEARCHES FOR and STUDY OF NEW PLANETARY NEBULAE
9
PN studies are essential for improving our understanding of the later evolution of low mass
stars and, being easy to identify, for obtaining insight into older stellar populations with a large
range in initial masses (0.8 to 5-8 solar masses). PN provide vital probes for nucleosynthesis
processes and for abundance gradients and ISM chemical enrichment, acting as powerful
tracers of our Galaxy's star formation history. However, due to the relatively small numbers
known (i.e. ~1700) compared to those expected (~20000+), their potential as tracers of
galactic structure and as windows to stellar evolution in the critical phase between PN and
White Dwarf remains largely unrealised. This is particularly true of the evolved PN where
there was, until now, a serious paucity for study. Such PN are recognised as excellent probes
of PNe-ISM interactions.
The AAO/UKST H-alpha Survey is unique in revealing a substantial new population of
optically identified PN over the entire Galactic Plane. A significant fraction belong to the faint
`evolved' type only seen due to the sensitivity, resolution and coverage of our new survey. An
unprecedented PN sample will be produced, and, by virtue of the calibration of the H-alpha
survey, will be complete to a given flux limit.
It is difficult not to underrate the importance of this new sample for research into stellar
evolution and Galactic structure. We will not only double PN numbers, but will impact
particularly on the faint end of the PNe luminosity function and in studies of interactions with
the ambient ISM.
Confirmatory spectroscopy is needed for acceptance into existing catalogues, to give
velocities for kinematics, to specify excitation class, determine line diagnostics such as
electron density and abundances for chemical gradients. The Strasbourg’group (Acker,
Köppen, Fresneau) performed successfull in the 90’s such a complete study based on a
spectrophotometric survey of about 1000 PN, the brightest of the Galaxy.
H survey of the Galaxy : completion in the North with the ST/OHP
Now the survey should be completed with the observations of the northern sky using a
Schmidt Telescope able to perform the same results that the AAO/UK ST.Several possibilities
have to be explored : in France, Calern & OHP ; or no french ST in Calar Alto, Kitt Peak,
etc ? The OHP/ST should represent the best solution, after some improvements of the
guiding system
Without a northern coverage, only a partial picture of the gaseous content and the various
populations of emitting objects will be obtained : PN, SNR, HII Regions ; and outer structures
of external galaxies (Virgo,…).
Technical aspects :
-
The specifications of the OHP/ST are not exactly the same as for the UK/ST but are
acceptable for our purpose. The smaller aperture of the telescope (90 cm instead 120 for
the UKST) needs longer exposure times (4 to 5 h instead 3h) ; the non standard 4-degree
field of the UKST (due to the physical nature of the interference filter) corresponds to the
field observed at OHP/ST. The smaller dimensions of the plates (16x16 instead 38x36)
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need a smaller (less expansive) interference filter, but lead to a lower (but acceptable)
resolution : 67 for UKST, and 90 for OHPST.
-
The AAO/UKST is equipped since 1997 with a specific (monolithic) H
interference filter,
preserving the high sensitivity of Tech Pan film (Kodak), for the best possible wide-field
imaging, while also satisfying the scientific criteria of the survey (namely to properly
sample the full range of velocities of gaseous H
emission in the Galaxy and in Virgo).
An exhaustive description of the filter is done by Parker & Bland-Hawthorn (1998). A
similar filter should be constructed by the same Society (Bar Associates) adapted to the
size of the 16cmx16cm plates of the OHP/ST (under the supervision of Q. Parker).
-
The TechPan films have to be “ hypersensitised ” with a specific equipment (already
existing in Calern ?)
-
The scanning of the films will be performed with the MAMA, by Acker and Fresneau,
and/or with the SuperCOSMOS with the collaboration of Q. Parker.
2002 : ETUDE DE FAISABILITE A L’OHP - Plan de recherche et calendrier
-
Stay in the OHP (1015 May 2002). Discussion with the scientific and technical OHP
staff
-
Improvement of the guiding system of the OHP/ST (May-July 2002)
A similar tool as existing on the OHP/80 cm tel. should be constructed at OHP, implying a cost of 34 k€. The related correction should be calculated and integrated into the software (implying an
additional cost)
-
Determination of the characteristics of the Halpha-filter adapted to OHP/ST ; and
installation in a dedicated plateholder of the interference filter
Specifications calculated in 2002, and ordered in 2002 for installation in feb. 2003
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Installation of a equipment for films hypersensitisation
The TechPan films have to be “ hypersensitised ” with a specific equipment (existing in Calern ?)
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Fist tests (July-August)
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Diffusion scientifique
 Conférences : Chaque année, je suis invitée à présenter plusieurs conférence en diverses
occasions. En particulier, en 2000, dans le cadre du Congrès européen de Nantes (conférence et
table ronde), de la Science en fête à l’OHP (5 conférences),…. ; en 2001/2, à Strasbourg, à Bergerac,
à Epinal, St-Louis, …, dans le cadre des conférences « Jardin des Sciences », intervention dans les
lycées et collèges (en particulier pour la semaine de la science,….
 Planétarium de Strasbourg : L’année 2000/2001 est marquée par une nouvelle mise en place de
l’équipe administrative et technique, avec un directeur-adjoint que je forme depuis 1997. Après avoir
assuré le renouvellement des équipements de la salle de projection du Planétarium (2 MF CUS), je
veille à équiper la « Crypte aux étoiles » de modules interactifs pédagogiques pérennes. J’œuvre
également pour une ouverture à un public nouveau (comités d’entreprises, universités du temps libre)
et transfrontalier, tout en renforçant la qualité des prestations en direction du public scolaire.
Il s’agit pour moi de laisser un service et un budget qui soient en bonne santé, lorsqu’au 1er janvier
2002 je quitte la direction du Planétarium que j’aurai assurée pendant 20 ans.
 INTERREG 1998-2001 : Toutes les opérations bilingues prévues dans ce programme
transfrontalier (2,6 MF dont 800 kF CEE) seront exécutées en 2001 : 3 spectacles bilingues en
collaboration avec Fribourg (Allemagne), des éléments bilingues d’exposition, 3 livrets pédagogiques
bilingues (« Au rythme du Soleil » en 1999, « Terre, planète à protéger » en 2000, « L’univers
astronomique » en mars 2001), un Guide du tourisme astronomique bilingue, un CDrom « Terre,
planète à protéger » bilingue (version française en mars 2001, allemande en juin 2001).
 Association des Planétariums de Langue Française (APLF) : L’année 2000/2001 est marquée par
une large opération de valorisation de la recherche spatiale française. Elle se construit avec
l’ensemble des Planétariums actifs en France, fédérés par l’Association des Planétariums de Langue
Française (APLF).
Présentation de l’APLF : En 1984, j’ai organisé le 1er colloque national et européen des Planétariums, puis en
1989 j’ai créé l’APLF que je préside depuis cette date, entourée d’un comité directeur formé par les
responsables des Planétariums de Paris, Toulouse, Reims, Nantes, Marseille. En 2000, l’ensemble des
Planétariums français touchent 1 346 000 visiteurs, dont environ 65 % de scolaires. L’APLF regroupe 26
structures fixes – dont les Planétariums de Paris, Toulouse, Pleumeur-Bodou, Villeneuve d’Asc, Vaulx-en-Velin,
ainsi que Cappelle-la-Grande, Nançay, Nantes, Reims, St-Etienne, Strasbourg - , 36 équipements itinérants, 44
établissements scolaires (collèges, IUFM,…), auxquels s’ajoutent 9 Planétariums francophones : Brescia (Italie),
Bruxelles, Lafayette (USA), Lucerne (Suissse), Montréal, Tunis,….
La mission que s’est donnée l'APLF est de développer les Planétariums en France et au-delà, afin de déployer
les connaissances scientifiques auprès d’un large public et tout spécialement en direction des scolaires, tout en
oeuvrant en faveur de la culture artistique. La qualité des spectacles présentés doit constamment être
améliorée, pour transmettre efficacement des connaissances actualisées en « sciences naturelles » de la Terre
et de l’Univers, tout en contribuant à la valorisation de la recherche en France.
Dans cette perspective, plusieurs types d’opérations sont menées :
 au titre de la communication, à travers l’organisation de rencontres annuelles depuis 1984 (p.ex. à
Strasbourg en 1999, à Toulouse en 2000, à Milan/Brescia en 2001, à Bruxelles, Villeneuve d’Asc, Cappellela-Grande en 2002) ; à travers la réalisation et la diffusion de la revue annuelle « Planétariums » ; à travers
le site WEB de l’APLF ;
 au titre de la formation, à travers l’organisation ponctuelle d’actions de formation ;
 au titre de la pédagogie et de la diffusion scientifique, à travers la réalisation en commun de documents
pédagogiques (livrets) , et de spectacles de Planétariums.
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En 2001, 35 Planétariums de l’APLF présentent le spectacle « La planète aux mille
regards » produit par le CNES. Je suis chef de projet APLF et œuvre dans le comité de pilotage
aux côtés de représentants du CNES, pour la réussite de cette opération originale. La Terre est
présentée dans son contexte environnemental global, lié aux conditions de sa formation et de son
évolution dans le système solaire, et perturbé à la fois par des processus naturels, et sous l’action de
l’humanité. La Terre est mieux connue et mieux comprise grâce à la recherche spatiale, qui l’entoure
d’un ensemble de satellites qui sans arrêt l’analysent et la surveillent.
Pour 2002, j’ai mis en place une collaboration avec l’ESO, autour d’un nouveau
spectacle, qui sera co-produit et diffusé à l’échelle européenne par l’ESO et l’APLF, et dont je suis
chef de projet. Ce spectacle pourra valoriser la recherche menée à l’ESO.
Le titre provisoire est : Les secrets du ciel austral.
Les notions suivantes seront spécialement traitées :
- présentation du VLT/Paranal/ESO (observation d’objets faibles, avec un très bon pouvoir de
résolution)
- constellations et objets intéressants du ciel austral
- formation des étoiles dans des régions poussiéreuses (l’univers est en évolution) + systèmes
proto-planétaires observés (dans notre galaxie)
- les étoiles naissent partout (explorer l’univers des galaxies)
- un univers profond de plus en plus jeune (voir les galaxies de plus en plus lointaines)
- un univers âgé d’au moins 10 milliards d’années, avec une masse invisible plus importante que
la masse visible…..
Questionnements : dans quel passé lointain des planètes et des germes de vie ont–il apparu ?
pourrons-nous observer un jour des planètes dans notre galaxie ?
Les observations actuelles et du futur permettent d’apporter des éléments de réponse (VLT, 100 m)
Calendrier prévisionnel :
25/2 : examen du contenu, définition du calendrier, du cahier des charges (images, video,
communication) et finalisation de la convention ESO/APLF
10/3 : version 3 du synopsis - 10/4 : story-board: version 1
25/4 : story-board final (prenant en compte les remarques et suggestions)
15/6 : bande son mixée (texte, musique, effets sonores)
01/7 : masters (fichiers informatiques envoyés aux Planétariums de niveau 2/3)
01/9 : présentation du spectacle dans la Cité de l’Espace à Toulouse.
15/9 : éléments du spectacle envoyés à tous les Planétariums engagés (story-board ;
K7 de filage ; CDstéréo ou 8 pistes ; video VHS ou DVD ; diapositives
masquées et sous cache).
5 octobre : inauguration (échelle européenne) à l’occasion du 40ème anniversaire de l’ESO.
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PUBLICATIONS 1996-2002
"R" concerne les publications dans des revues à comité de lecture
"C" concerne des publications dans des Compte-Rendus de Symposiums et Colloques internationaux
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-------------------------------1996---------------------------Acker A., Gorny S., Cuisinier F. : Comparative study of a [WC 6] nucleus with other
emission-lines nuclei of planetary nebulae, Astronomy & Astrophysics 305, 944
Cuisinier F., Acker A., Köppen J., Spectrophotometric observations of planetary nebulae
high above the galactic plane, Astronomy & Astrophysics 307, 215
Durand S., Dejonghe H., Acker A. : The dynamics of PN in the galaxy. Evidence of a third
integral, Astronomy & Astrophysics 310, 97
Gesicki K., Acker A., Szcerba R. : Modelling the structure of selected planetary nebulae,
Astronomy & Astrophysics 309, 907
Fresneau A., Acker A., Jasniewicz G., Piat M. : Kinematical search in the optical for low
mass stars of the Gould belt system, Astron. Journal 112, 1614
Acker A., Gorny S., Stenholm B. : An extensive study of emission lines nuclei of planetary
nebulae, Astrophysics & Space Science 238/1, p. 63
Gesicki K., Acker A. : Velocity field in nebulae around [WC] stars, Astrophysics & Space
Science 238/1, p. 101
Acker A., Marcout J., Ochsenbein F. : First Supplement to the Strasbourg-ESO catalogue
of galactic planetary nebulae, Publication de l'Observatoire de Strasbourg
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-------------------------------1997---------------------------Acker A., Grosdidier Y., Durand S. : Wind fluctuations observed for the [WC 9] nucleus of
BD+30°3639, Astronomy & Astrophysics 317, L 51 (letter)
Mikolajevska J., Acker A., Stenholm B. : Spectrophotometric study of southern symbiotic
stars, A & A 327, 191
Zijlstra A., Acker A., Walsh J.R. : Radial velocities of planetary nebulae towards the
galactic bulge, A & AS 125, 289
Proceedings of the IAU Symposium 180 Planetary nebulae, Groningen (1996), Eds
Habing & Lamers :
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Acker A. : Basic data, Article de revue (invité) p.10
Acker A., Parthasarathy D., Leindecker W., Köppen J., Stenholm B. : Quantitative
classification of [WC] nuclei of PN p.18
Grosdidier Y., Acker A., Moffat T., Chesneau O., DiMeo Th. :Turbulent outflows from [WC]
nuclei p.108
Gorny S., Gesicki K., Acker A. : Structure of selected PN surrounding [WC]-type central
stars p.230
Gesicki K., Acker A., Zijlstra A. : How to analyse 2-D nebular spectrum p.227
Jasniewicz G., Thevenin F., Acker A. : Chemical abundances in binary nuclei of A 35-type
PN p.111
Parthasarathy D., Acker A., de Martino D., J. Köppen, W. Leindecker : An analysis of UV
and optical spectra of high galactic latitude PN Hb7 and Sp3 p.412
Presenté à Kyoto, 1997:
Acker A., Schoenberner D. : On the expansion velocities of double-shell PN, IAU GA Kyoto
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----------------------------1998---------------------------Pottasch S.R., Acker A. : A comparison of Hipparcos parallaxes with PN spectroscopic
distances, A&A 329, L5
Parthasarathy D., Acker A., Stenholm B. : Weak emission line (WELS) central stars of PN
are [WC]-PG1159 stars, A&A 329, L9
Gesicki K., Zijlstra A., Acker A., Szczerba R. : Velocity fields of planetary nebulae, A&A
329, 265
Durand S., Acker A., Zijlstra A. : The kinematics of 867 galactic PN, A&A Suppl. Ser. 131
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00-1 R
Acker A., Fresneau A., Pottasch S.R., Jasniewicz G. : A sample of planetary nebulae
observed by Hipparcos, A&A 337, 253
Cuisinier F., Maciel W., Acker A., Köppen J.: Abundancias nas nebulosas planetarias do
bojo galactico, Bol. SAB, Vol. 17, 1, p. 113
Cuisinier F., Maciel W., Acker A., Köppen J.: The galactic bulge: the problem of planetary
nebulae abundances, workshop "Science with Gemini, Florianapolis, déc. 1997
Acker A.: Interactive winds in evolved stars of medium mass: an observationnal point of
view, Proceedings of the colloquium " Ecoulements hypersoniques radiatifs hors équilibre Applications astrophysiques (vents stellaires) et spatiales" (Non-equilibrium radiative
hypersonic flows), Eds Lafon, Acker, Moffat, Astrophys. Space Sci. 260, p. 185
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WFPC2/Halpha Observations of the Ejected Nebula M 1-67: A Variable, anisotropic LBV
wind colliding with itself?, Proceedings of the colloquium Non-equilibrium radiative
hypersonic flows, Eds Lafon JPJ, Acker A., Moffat A., Astrophys. Space Science 260, p.
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Grosdidier Y., Moffat A.F.J., Joncas G., Acker A. : HST WFPC2/Ha imagery of the nebula
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Grosdidier, Y., Moffat, A.F.J., Joncas, G. et Acker, A., 1999, The ejected Nebula M 1-67:
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« New perspectives on the Interstellar Medium » workshop tenu à Naramata (BC,
Canada), ASP Conf. Ser. 168, Edit. Taylor, Landecker, Joncas, p. 453
Neiner C., Acker A., Szczerba R. : Modélisation globale du champ de vitesse et de la
distribution de densité d’une nébuleuse planétaire, 1999, OCA meeting of the « Groupe
d’étude du transfert radiatif en astrophysique » (GRETA) p. 208
--------------------------2000---------------------------Neiner C., Acker A., Gesicki K., Szcerba R. : Modelling velocity field of 8 northern
planetary nebulae – A&A 358, 321
00-2 R
Grosdidier, Y., Acker, A., Moffat, A.F.J. : Turbulent outflows from [WC]-type nuclei of PN :
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00-3 R
Cuisinier F., Maciel W., Köppen J. , Acker A., Stenholm B. : Observations of planetary
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Cuisinier F., Köppen J. , Acker A., Maciel W. : Stars and planetary nebulae in the galactic
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Vol.3-2000, Edit. JF Funes & EM Corsini
Köppen J., Acker A. : Planetary nebulae in clusters, Proceedings of the workshop
« Massive stellar clusters », observatoire de Strasbourg, ASP conf. Ser., Edit. A. Lançon
00-4 C
00-5 C
--------------------------2001---------------------------01-1 R
01-2 R
01-3 R
Grosdidier, Y., Acker, A., Moffat, A.F.J. : Turbulent outflows from [WC]-type nuclei of PN :
I. The [WC 8] central star of NGC 40, A&A 370, 513
Grosdidier, Y., Acker A., Moffat, A.F.J. : [WC] stellar wind turbulent outflows feeding the
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presse)
Grosdidier, Y., Moffat, A.F.J., Joncas, G. et Acker, A : M 1-67, nebula ejected from the
runaway WN8 star WR 124, and collision with the Interstellar Medium : constraints from
HST imagery and complementary CFHT Fabry-Perot data – Astrophys. Journal
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01-4 C
Gesicki K., Acker A. : Analysis of 5 PN with [WC8-11] nuclei, Proceedings of the
workshop « Post-AGB objects (proto-PN) as a phase of stellar evolution », Torun, July
2000, 2001 Kluwer Academic Publishers, pp.163-166
--------------------------2002---------------------------02-1 R
Acker A., Gesicki K., Grosdidier Y., Durand S. : Turbulent nebulae around [WC]-stars,
A&A384, 620
----------------------------2003--------------------------------03-1 R
03-2 R
Acker A., Neiner C. : A new quantiutative analysis of [WC] CSPN, A&A, in press
Gesicki K., Acker A. , Zijlstra A.: Kinematics, turbulence, evolution of PN, A&A in press
__________
Proceedings IAU 209 “Planetary nebulae” Canberra2001, posters (sous presse)
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Ochsenbein F., Acker A., Parker Q., Lunström I.: The Strasbourg-Edimburgh-Lund
database of galactic PN
C
Köppen J., Acker A.: An interactive visualisation for the catalog of galactic PN
C
Acker A., Durand S : An exhaustive study of [WC] CSPN
C
Acker A., Grosdidier Y. : Wind inhomogeneities in [WC] CSPN, from late to early type
nuclei
C
Gesicki K., Acker A. : Velocity fields in 9 southern PN, turbulence confirmed
C
Grosdidier Y., Acker A., Blais-Oulette, Joncas, Moffat:: CFHT Fabry-Perot 2D
spectroscopy in Halfa of NGC 40
C
Parker Q. et al, Acker A., Ochsenbein F: A new catalogue of galactic PN from the Halfa
southern survey (distributed as a CDrom)
En préparation (A&A) :
Grosdidier Y., Acker, A. : Turbulent outflows from [WC]-type nuclei of PN : I. The [WC 4] central
star of NGC 1501
Köppen J., Acker A., Giraud P., Durand S., Stenholm B. : Chemical properties of PN around
[WC] stars
Diffusion et enseignement (extraits)
Acker A. : La science, perte d'une majuscule, Revue "Planetariums" 2, p. 4 (1996)
Acker A. : Les nébuleuses planétaires, traceurs de l'évolution stellaire et de l'évolution galactique,
Revue "Les Cahiers Clairaut" 72, p. 1-15 (1996)
Acker A., Lançon A. : Vie & mort des étoiles, collection Domino, Flammarion (1998)
Acker A. : Astronomie - Introduction, Masson (1992) ; Dunod re-impression (1997 et 2000) – 2ème
Edition en 2002
Acker A. : Comptes-rendus de l’université d’été La planète Terre au rythme du Soleil, CD-rom (à
paraître en 2000)
Acker A., Pecker J.C. :
L’univers astronomique, Terre, Soleil, étoiles, galaxies, Collection
« Planétariums » N°2 (2001) Acker, Editeur
La collection « Planétariums » lancée dans le cadre d’une opération INTERREG (Acker, éditeur)
comprend 3 titres : « Terre, planète à protéger » par J. DiMeglio (2000), « L’univers astronomique »
(2001), « La Terre et son univers en 7 animations » par M. Dumas (2002)
Une Revue annuelle PLANETARIUM (env. 100 pages), est l’organe de liaison de l’Association
des Planétariums de Langue Française (directeur de publication Acker)
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