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La nouvelle caméra
CFH12K créée pour le télescope France Canada Hawaï
(CFHT) utilise un nouveau capteur depuis janvier 1999. Elle a un champ très
large de 42 x 28 mn d'arc (Lune et Soleil: 30 mn d'arc) grâce à
2 x 6 capteurs de 2048 x 2048 pxls, placés côte à côte
donnant un capteur géant de 12288 x 8192 pxls, ce qui porte à
plus de 100 000 000 pxls (470 000 pour un camescope) ou 200 mégabits
de données par image. La taille du pixel est de 15 µ, donnant
ainsi une résolution de 0,206 sec d'arc à f/4 parfaitement
adaptée à la qualité du ciel de Mauna Kea.
La Galaxie passée aux rayons X
_fichiers/voie_lactée_X.jpg)
Cette image est
constituée par une mosaïque de photos représentant un
champ de 400 x 900 années-lumière prises par le satellite X
Chandra. Cette vue splendide du rayonnement X de la Voie lactée révèlent
des centaines de naines blanches, d'étoiles à neutrons et des
trous noirs baignant dans un brouillard incandescent de plusieurs millions
de degrés. Le centre galactique est situé à l'intérieur de la tache blanche
presqu'au centre de la vue. Les couleurs indiquent la bande où l'énergie des rayons X rayonnent le
plus intense (rouge: bande basse, vert: bande moyenne et bleu: bande haute).
Les scientifiques peuvent,
grâce à cette image, voir comment les régions centrales
sont affectées par l'évolution turbulente du milieu. L'analyse
des données X montra que la température du gaz environnant n'atteignait pas les
100 millions de degrés attendus, mais plutôt une température
plus agréable de 10 millions de degrés. Ce gaz, chimiquement
enrichi par la mort fréquente d'étoiles, apparaît être
issu du centre galactique. Voilà un excellent laboratoire, pas trop
éloigné de nous (26 000 années-lumière), où
peut être étudié le cœur d'une galaxie.
http://chandra.harvard.edu/photo/2002/gcenter/gcenter_xray_rgb.jpg
Au Centre, un monstre
se cache
Le centre
de la Voie lactée se situe au sud de la constellation du Sagittaire
dans la zone de l'Archer et à seulement 26 000 années-lumière
de nous. Sur une image à haute résolution, il est possible
de discerner des milliers d'étoiles individuelles à l'intérieur
de la région centrale et sur seulement 1 année-lumière,
ce qui correspond à la zone d'influence du Soleil.
De précédentes
observations sur les vitesses des étoiles au centre de la Voie lactée
et sur les émissions variables du rayonnement X dans cette zone ont
fourni la preuve de la présence d'un trou noir et ont implicitement
démontré que les concentrations de masse vues dans beaucoup
d'autres noyaux galactiques, sont probablement provoquées des trous
noirs super massifs. Cependant, il n'a pas encore été possible
d'exclure définitivement plusieurs autres configurations alternatives.
C'est en utilisant
le mouvement de ces étoiles, pour sonder le champ gravitationnel,
que des observations, au cours des années passées, avec le
télescope NTT ( New Technology Telescope) de 3,5 m de l'ESO à
l'observatoire de La Silla (Chili) (et plus tard sur le télescope
Keck de 10 m de Hawaï) ont montré qu'une masse de 2,6
± 0,2 millions de fois le Soleil est concentrée à
l'intérieur d'un rayon de 10 années-lumière, centrée
autour de la source intense de signaux radio et rayons X: SgrA*
("Sagittarius A"), au centre d'un amas d'étoiles.
Ceci signifie que SgrA* serait la contre-partie d'un présumé
trou noir et en même temps elle serait le centre galactique, la meilleure
pièce à conviction pour l'existence d'un tel trou massif.
L' image
ci-dessous, représente la zone la plus secrète de la Voie lactée.
Elle fait à peine 2 années-lumière et fut obtenue à
la mi-2002, avec l'instrument NACA du VLT Yepun de 8,2 m de l'ESO, en combinant
les images prises dans 3 longueurs d'onde comprises entre 1,6 et 3,5 µm.
Ces objets compacts sont des étoiles dont leur couleur est liée
à leur température (bleu = chaud et rouge = froid). Il y a
aussi des émissions diffuses de rayonnement infrarouge provenant des
poussières situées entre les étoiles. Les 2 flèches
jaunes indiquent la position au centre de la Voie lactée autour du
candidat trou noir "SgrA*" .
L'échelle de 1 année-lumière est l'équivalent
d'un champ de 8 sec d'arc dans le ciel.
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2002/phot-23a-02-preview.jpg
At the Center of the Milky Way
Credit: Rainer Schödel (MPE) et
al., NAOS-CONICA,
ESO
Trou
noir
Le 17 octobre 2002 dans un
article paru dans le magazine Nature, les chercheurs ont rapporté
leurs résultats, incluant des images haute résolution permettant
de tracer les 2/3 de l'orbite de l'étoile S2. Leurs résultats
prouvent d' une façon convaincante que S2 se déplace sous l'influence
de l'énorme pesanteur d'un objet invisible, qui doit être extrêmement
compact -- un trou noir super massif. C'est actuellement l'étoile observable la plus proche de
"SgrA*" ("Sagittarius
A"), la plus proche du centre galactique. Sa période orbitale serait
de 15 ans. Les nouvelles mesures
excluent que la masse sombre qui se trouve au centre de la Galaxie, se compose
d'un amas d'étoiles exotiques ou de particules élémentaires
et laissent peu de doute sur la présence au centre de la Voie lactée,
d'un trou noir super massif.
Cette conclusion étonnante,
aujourd'hui pratiquement indéniable, est basée sur les observations
des étoiles orbitant très près du centre galactique.
En utilisant un des très grands télescopes de l'observatoire
du Paranal (Chili) équipé de la caméra infrarouge
NACO , les astronomes ont patiemment suivi l'orbite d'une étoile particulière,
appelée S2, qui évolue à environ 17 heures-lumière
du centre de la Voie lactée (soit 3 fois l'orbite de Pluton), image
ci-dessous.
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2002/phot-23c-02-preview.jpg
La capacité de NACO's à dépister des étoiles
aussi près du centre galactique, permet de mesurer exactement
la masse du trou noir et peut-être même de fournir un
test sans précédent de la théorie d'Einstein par l'observation
de l' étoile S2 satellisée autour du trou noir.
Sur le tracé
de droite est affiché l'orbite de S2 observée entre 1992 et
2002 par rapport à SgrA*. La position de S2 à différentes
époques est indiquée avec la date exprimée en fraction
annuelle. La taille des croix indiquent la marge d'erreur. L'ellipse de l'orbite
est représentée fidèlement et un de ses foyers
est occupé par SgrA*. Les points de 2002 viennent des observations
avec l'instrument NACO.
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2002/video/vid-02-02.mpg
animation du centre
galactique
533 ko faite par le Max Planck Society
Jamais un événement
comme celui-là n'avait été enregistré. Ces données
uniques montrent que S2 se déplace sur un orbite elliptique dont l'un
des foyers est centré sur SgrA*. Elles ont permis de déterminer
avec précision la forme, l'amplitude etc.. les paramètres de
l'orbite. Elles montrent que S2 a atteint son périgée au printemps
2002, juste au moment ou elle était à 17 heures-lumière
de la radio source ou bien à 3 fois de la distance Soleil-Pluton.
Elle se déplaçait à 5000 km/s soit presque 200 fois
plus vite que la Terre sur son orbite autour du Soleil. Sa période
orbitale est de 15,2 ans. L'excentricité de l'orbite est de 0,87,
c'est-à-dire allongée et indique que S2 s'éloigne jusqu'à
10 jours-lumières de SgrA*.
Maintenant, selon Rainer Schödel,
premier auteur du rapport, les chercheurs sont capables de démontrer
avec certitude que SgrA* est à l'intérieur de la "masse noire"
dont ils ont prouvé l'existence. Encore plus important les nouvelles
données ont rétréci par un facteur mille le volume contenant
la masse de plusieurs millions de Soleil. En effet, les modèles indiquent
que la meilleur estimation du trou noir logeant au centre de la Voie lactée
est de 2,6 ± 0,2 millions de masses solaires.
Il n'y a pas d'autres possibilités.
Les autres possibilités,
tel que amas d'étoiles à neutrons, trou noir de taille stellaire
ou étoiles de faibles masses et même une boule de présumés
neutrinos peuvent être définitivement exclus.
La seule configuration
viable serait une étoile hypothétique constituée de
particules élémentaires lourdes appelées bosons, lesquelles
peuvent être considérées comme des trous noirs. Toutefois,
d'après Reinhard Genzel, même si de tels bosons sont possible
en principe, ils s'effondreraient rapidement en un trou noir supermassif
de toute façon.
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