Mise à jour le 8 Février 2009
 
CONFÉRENCE
"LUMIÈRES ET POUSSIÈRES DANS LES GALAXIES "
Par Catherine CESARSKY
Présidente de l'Union Astronomique Internationale (IAU)
Organisée par l'IAP
98 bis Av Arago, Paris 14ème
 
Le mardi 3 Février 2009 à 19H30
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos
Vidéo de la conférence par le CERIMES disponible sur leur site quelques jours après (le CERIMES propose aussi toutes les vidéos des conférences IAP) :      voir : http://www.cerimes.fr/
 
 
 
BREF COMPTE RENDU
 
 
Comme d'habitude amphi plein pour écouter C Cesarsky.
 
 
 
Catherine Cesarsky a fait ses études à l'Université de Buenos Aires, passé son doctorat à Harvard, puis travaillé au célèbre Caltech.
 
Elle revient en France en 1974 au CEA en s'intéressant aux rayons cosmiques. elle va devenir le responsable du télescope IR ISO de l'ESA. Elle devient en 1994 directrice de la recherche fondamentale au CEA.
 
Elle quitte le CEA en 1999 pour prendre la direction de l'ESO, et ceci jusqu'en 2007 où elle devient Président de l'Union Astronomique Internationale.
 
Bref une carrière bien remplie!
 
 
 
 
 
 
Elle commence sa présentation en parlant de Galilée et la possibilité qu'il avait de pouvoir voir la Voie Lactée à cette époque, ce qui devient de plus en plus dur dans nos régions à cause de la pollution lumineuse; et pour nous faire envie elle nous montre une superbe photo de notre Galaxie, vue du Paranal.
 
 
NOTRE GALAXIE.
 
 
Herschel s'est lui aussi intéressé à la Voie Lactée, et comme il voulait connaître le nombre d'étoiles, il les a compté, en se basant sur le fait que les étoiles les moins brillantes étaient situées le plus loin.
Il obtint en 1785, le dessin ci-dessus, où l'anthropomorphisme aidant, il nous place près du centre.
 
 
 
 
Bien plus tard, Harlow Shapley, se basant sur les étoiles pulsantes RR Lyrae et les mesures de H Leavitt, mesure les premières distances stellaires, elles sont énormes.
On imagine notre galaxie comme un disque plat de 300.000al de diamètre, le Soleil étant placé à 50.000al du centre.
 
Mais il n'avait pas tenu compte du fait que les poussières et gaz interstellaires absorbent la lumière des étoiles et faussent les données de distance. La lumière des étoiles est plus faible qu'elle ne le paraît en réalité.
 
Vers 1921 a lieu un grand débat dans la communauté scientifique, c'est le débat Shapley/Curtiss sur les Univers Îles.
 
C'était un débat sur la nature de notre Galaxie, sa taille, la position du Soleil, etc..
 
En quelques mots :
Shapley croyait que :
·        notre galaxie avait 300.000al de diamètre
·        qu'elle était unique, donc que c'était l'Univers en entier
·        les "nébuleuses" observées étaient seulement des nuages de gaz
Curtis, lui, croyait que :
·        notre galaxie était beaucoup plus petite
·        les "nébuleuses" étaient des galaxies, des univers-îles comme il les appelait.
 
C'est Curtis qui avait raison dans l'ensemble.
 
 
Karl Jansky, un ingénieur américain travaillant pour le Bell Labs, découvrit en 1932 que notre Galaxie émettait des ondes radio, elles provenaient de la direction du Sagittaire.
La première carte radio de la Voie Lactée a été produite après guerre par Grote Reber.
 
Ces émissions radio proviennent des particules de poussières qui sont accélérées à des vitesses proches de celle de la lumière et qui se déplace dans un champ magnétique.
 
Plus tard, Jan Oort souhaite mesurer le gaz Hydrogène et assigne comme mission à un de ses étudiants, Hank van der Hulst, de trouver une raie caractéristique de H.
Il trouva une méthode pour observer les nuages de gaz à grande distance : la raie de 21cm de l'Hydrogène, dont les premières observations eurent lieu en 1951.
 
 
On arrivait à cerner la forme de notre galaxie progressivement.
 
Le première vraie "image" de la Voie Lactée est avancée par Oort, Kerr et Westerhout en 1958
 
On détermine sa taille : 90.000al de diamètre, le Soleil étant situé à 26.000al du centre.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LE CENTRE DE NOTRE GALAXIE.
 
Le télescope IR Spitzer image le centre galactique comme on le voit sur cette photo.
 
Dans le domaine des longueurs d'ondes du visible, le centre de notre Galaxie comporte beaucoup de zones très sombres; dans le domaine radio on remarque une forte émission vers le Sagittaire A.
 
Pour quelle raison? Il y a un objet très énergétique à cet endroit là : un trou noir.
 
Maintenant, les grands observatoires terrestres sont équipés d'optique adaptative, permettant de s'affranchir grandement des problèmes de turbulences atmosphériques. Ce qui permit des avancées techniques.
 
L'équipe de Reinhard Genzel de l'Institut Max Planck (MPE) à Garching, près de Munich a suivi pendant une quinzaine d'années, des étoiles très proches du centre galactique, cela a donné lieu à un film, que voici.
 
Il est assez fantastique de penser que l'on peut ainsi "voir" la présence d'un TN; je le répète ce n'est pas une animation, ce sont des étoiles dont les orbites ont été suivies sur cette période de temps. La date apparaît dans le coin supérieur gauche.
On les voit tourner autour de quelque chose d'invisible, le trou noir central!
 
 
Mais alors, connaissant les orbites, les lois merveilleuses de la mécanique céleste font qu'on peut calculer la masse du corps central grâce à ces lois, et on trouve que notre TN central a une masse de 2,6 millions de Soleil.
 
(Pour votre information : Le Galactic Center Group de l'Université de Los Angeles (UCLA) a diffusé une image de ce centre galactique qui vaut la peine d'être vue)
 
 
LES DIVERS TYPES DE GALAXIES.
 
 
Il y a principalement 3 classes de galaxies (classement original de Hubble) :
 
·         les galaxies spirales : les plus fréquentes (75%) qui peuvent être normales (S) ou barrées (SB)
·        ·les galaxies elliptiques (E) (20%)
·         les galaxies irrégulières (5%)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
L'expansion de l'Univers (détecté par Hubble) a mis en évidence la possibilité de collisions de galaxies comme dans le Centaure A ou encore plus impressionnant comme dans cet ensemble de deux galaxies NGC 2207 et IC 2163 , le Masque imagé par Spitzer.
 
Les Antennes, résultat d'une collision de galaxies, article des astronews avec film d'animation sur cette collision.
 
Les collisions de galaxies engendrent la formation d'étoiles, les plus massives sont les plus brillantes et les plus chaudes.
 
Les petites émettent dans l'IR et les plus massives dans l'UV.
 
 
Mesurer l'émission de la poussière : elles émettent dans l'IR et en dessous des ondes radio; pour les détecter il vaut mieux aller dans l'espace, l'atmosphère terrestre étant un filtre pour beaucoup de ces ondes.
 
3 satellites se sont attaqués à ce problème , dans l'ordre chronologique :
·        IRAS qui découvre les galaxies ultra lumineuses en IR; les LIRG et ULIRG, objets rares et parmi les plus brillants de l'Univers.
·        ISO de l'ESA cartographie de nombreux objets dont les Antennes.
·        Spitzer le dernier né des satellites IR.
 
 
 
 
Les collisions de galaxies spirales, donnent généralement naissance à des galaxies elliptiques qui ont un lien avec les quasars comme on le voit sur la diapo ci-contre.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dans le passé, l'Univers émettait surtout dans l'infrarouge, ce qui nous conduit à la présence d'un fond du ciel IR comme il y en a un en micro-ondes.
 
C'est l'émission accumulée au cours du temps des galaxies et des étoiles qui est la source de ce rayonnement.
 
Les données du Hubble Deep Field et de Spitzer ont montré que les émissions IR ont été produites plutôt récemment et que c'étaient des  LIRG et des ULIRG.
 
 
 
 
 
Le fond cosmologique micro-ondes est lié à la vie des étoiles, celui infrarouge est associé à la naissance des étoiles.
 
 
CONCLUSION.
 
On attend avec impatience la mise en service des deux projets suivants :
 
·        Le télescope spatial Herschel qui va devenir le plus grand télescope spatial au monde, 3,5m de diamètre, 7m de long
·        Le réseau de radio télescopes ALMA.
 
 
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN.
 
L'Université d'Arizona sur le débat Shapley/Curtiss.
 
La radioastronomie.
 
Une carte de la voie lactée par atunivers.fr
 
Hubble et Spitzer : Ils s'allient pour nous montrer le centre galactique sous un angle nouveau
 
Voyage au centre de la Galaxie , CR de la conférence de Daniel Rouan du Lesia.
 
Le communiqué de presse de l'ESO sur le centre galactique et aussi celui-ci plus récent.
 
Un trou noir au centre de notre Galaxie par l'Observatoire de Paris.
 
Un APOD sur le centre galactique.
 
Le UCLA Galactic Center Group
 
À quoi ressemble notre galaxie? : les différentes formes de galaxies
 
Different galaxy types par le professeur Pogge du Ohio Stata University.
 
La répartition des étoiles dans les galaxies en pdf.
 
Le Centaure vu dans différentes longueurs d'onde.
 
Les collisions entre galaxies, CR de la conférence de P.A. Duc.
 
L'évolution des galaxies révélée par Spitzer CR de la conférence de H Dole.
 
 
Bon ciel à tous !
 
 
Jean Pierre Martin 
www.planetastronomy.com
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