Mise à jour le 23 Novembre 2012
 
 
CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF
 «FERMI , TURBULENCES DANS L’UNIVERS»
Par Isabelle GRENIER
CEA Saclay, Professeur Paris 7
Au FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).
Le Mercredi 14 Novembre 2012 à 20H30
 
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 et des animations.
Le conférencier a eu la gentillesse de nous donner sa présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et s'appelle :
SAF-Fermi_Grenier.pdf, elle est dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2012/2013
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.
 
Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV) et est accessible sur Internet
On la trouve à cette adresse : http://www.youtube.com/playlist?list=PLM_NLeMfZ9ToM9qdZ4Kb0yMseVj5MBDWr
 
 
 
Le compte rendu sera succinct étant donné que la présentation est disponible au téléchargement.
 
 
Une salle bien remplie pour un sujet passionnant !
 
 
 
 
 
 
Isabelle Grenier est spécialiste des astres de haute énergie dans l’Univers, elle fait partie des responsables scientifiques du projet Fermi (ancien nom de Glast qui voulait dire : Gamma-ray Large Area Space Telescope), ce télescope couvre le domaine du spectre électromagnétique au delà de 100 Kev – kiloélectronvolts – et, en particulier, le domaine inexploré de  1 à 100 Gev – gigaélectronvolts
 
L'objectif de Glast/Fermi est d'étudier l'univers au moyen de rayons gamma et de détecter ainsi les phénomènes violents.
 
 
 
 
 
 
Une première vue de ce que l’on appelle lumière ; c’est beaucoup plus que la lumière visible, comme on le voit sur cette diapo.
 
 
La partie qui nous intéresse ce soir, c’est la partie droite du spectre : les hautes énergies gamma.
 
Ces gamma ne peuvent être détectés que depuis l’espace, notre atmosphère faisant filtre.
 
De plus, plus on avance en énergie et plus le nombre de gamma devient rare. Il faudra à un moment donné retourner au sol et augmenter la surface de collection : radioastronomie.
 
 
 
 
 
La détection des rayons gamma est particulière, on ne peut pas utiliser un système de télescope optique comme dans le visible car ils traversent tout (vous vous en apercevez quand vous passez une radio) ; il faut donc une autre technique
 
On détecte indirectement par action du photon gamma sur de la matière (dans notre cas des plaques de Tungstène) , il y a alors création d’un électron et d’un antiélectron (positron).
On détecte ces particules créées ainsi que leur direction.
 
Voir ce film d’animation expliquant le phénomène.
 
 
 
Comparaison de la vue de notre galaxie en visible (à gauche) et en gamma (à droite)
 
Une autre vue du ciel en gamma par Fermi au bout de 4 ans de données.
 
Les gamma peuvent provenir de très loin, même de l’autre bout de la galaxie.
 
 
 
 
 
 
Pendant les deux premières années de Fermi (lancé en 2008), il a découvert 1873 objets gamma que l’on voit sur cette diapo.
 
Un quart de ces objets est inconnu.
 
Ce sont tous des « accélérateurs de particules »
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LES PULSARS.
 
Un pulsar, c’est une étoile à neutrons (matière extrêmement dense) qui émet un puissant champ magnétique à intervalle régulier.
 
 
 
 
Fermi a déjà découvert plus de 117 pulsars que l’on voit sur cette animation en train de clignoter.
 
 
 
Il n’y en a pas deux pareils.
 
 
 
 
 
Comment chercher les pulsars ?  On cherche au hasard jusqu’à ce qu’on trouve des émissions périodiques.
Cette vidéo de la NASA l’explique. (mettre le son).
 
Comme c’est une recherche fastidieuse, le public peut aider à la découverte de pulsars dans les données de Fermi.
 
 
 
Différents types de pulsars :
 
Il existe deux types de pulsars :
·        Les pulsars jeunes (moins de 3000 ans) qui pulsent entre 2 et 30 fois/sec
·        Les pulsars vieux (qq milliards d’années) qui pulsent à la milliseconde (150 à 600 fois/sec).
 
Un pulsar est similaire à un aimant qui tourne, cela génère un courant électrique, ce courant électrique accélère les électrons, ce qui produit des gamma.
 
Un pulsar référence est le pulsar du Crabe qui jusqu’à présent servait de calibrateur extrêmement stable, jusqu’à ce que l’on note récemment de légères variations.
Sa puissance : 100 fois le LHC !
 
 
 
LES RAYONS COSMIQUES.
 
100 ans déjà, voir la présentation d’Etienne Parizot aux RCE 2012.
 
Ce sont des particules chargées (principalement des protons) dont on ne peut pas connaître la direction d’émission.
À l’arrivée dans l’atmosphère ils produisent des gerbes de particules qui sont leur signature. Ces interactions produisent des gamma.
 
 
Les RC se déplacent au hasard dans le milieu interstellaire, comme on le voit ici, dans notre environnement proche.
Les RC ne se confinent pas seulement au plan galactique. Courbe jaune : ce à quoi on s’attendait, courbe verte : les observations.
 
 
L’origine des rayons cosmiques.
 
 
 
Ils sont générés dans :
·        Les restes de SN
·        Les ondes de choc correspondantes
 
Ils résultent tous d’un processus accélérateur bien plus puissant que le LHC.
 
La zone du trou noir situé dans Cygnus X est une des plus extraordinaires de la galaxie. Même si c’est une région très perturbée , on y forme énormément d’étoiles.
Voir les photos suivantes.
 
 
 
 
 
 
Le Cygne vu par Herschel.
En bleu : 70 micron, en 160 et en rouge 250
 
 
 
Les rayons cosmiques sont enrichis en métaux lourds grâce aux irradiations UV des étoiles massives.
 
 
 
 
En rouge l’abondance des corps chimiques dans le système solaire et en bleu dans les rayons cosmiques galactiques.
 
 
 
 
 
 
En prenant l’abondance du Silicium comme référence, on note quelques différences remarquables :
·        Il y a moins de H et He dans les RC probablement parce qu’ils sont plus difficiles à accélérer.
·        Les éléments Li, Be et B plutôt rares dans le système solaire (SS), le sont moins dans les RC
·        De même entre le Si et le Fe, on note plus d’abondance que dans le SS
 
 
 
Les zones du ciel où de nombreuses formation d’étoiles ont lieu en même temps s’appellent des zones de flambées de formation d’étoiles (starburst galaxies en anglais), elles étaient plus nombreuses dans le passé de l’Univers..
Ces flambées d’étoiles s’accompagnent de vents stellaires violents, la majeure partie de l’énergie est dans l’IR lointain.
 
 
 
 
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN.
 
Le dossier gamma et hautes énergies sur ce site.
 
Le site de Fermi au GSFC.
 
NASA's Fermi Telescope Finds Giant Bubble Structure in our Galaxy
 
Fermi Discovers Youngest Millisecond Pulsar
 
Le pulsar du Crabe.
 
X-Ray signature ein SN 1006.
 
SN 1006, a source of cosmic rays par le GSFC
 
La région du Cygne vue par Science et Vie.
 
Ballet de particules dans le Cygne par l’IRFU.
 
Les rayons cosmiques par Hyperphysics.
 
Les régions riches en étoiles massives, une des sources des rayons cosmiques par le CESR
 
Les bébés-galaxies dans leur cocon par F Combes.
 
The High-Energy Interstellar Medium :New insights from (not only) Fermi par le Max Planck Inst. Complet et complexe!
 
Fermi telescope discovers new giant structure in our galaxy
 
 
 
 
 
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin   Président de la commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
Abonnez-vous gratuitement aux astronews du site en envoyant votre nom et e-mail.