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Mis à jour
le 18/08/17
 Les dix plus beaux résultats de l'ESO
 
 Bonne Année !

 

 

L’ESO fête ses cinquante ans d’existence. Et en profite pour mettre en valeur dix résultats importants obtenus grâce à ses instruments. L’éventail est large : cosmologie, relativité générale avec les trous noirs, physique stellaire, exoplanètes… Les observations qui sous-tendent ces recherches vont du proche environnement du Soleil à l’univers lointain, ce qui montre bien la diversité des instruments mis en place par cet organisme.

Les étoiles en orbite autour du trou noir au centre de la Voie Lactée

Une étude longue de 16 ans, portant sur les orbites des étoiles proches du centre de la Voie Lactée, et utilisant divers télescopes de l’ESO, a obtenu la meilleure vision du voisinage du trou noir supermassif tapi au centre de notre Galaxie. Elle a été possible en utilisant les observations dans le proche infrarouge, qui passe à travers les poussières dont le centre galactique est bien pourvu.

Les étoiles dont on veut déterminer les orbites, sont dans un carré d’une seconde d’arc de côté ! C’est tout dire la précision qu’il faut atteindre.

La première étude a été faite au NTT en 1992, en utilisant l’interférométrie des tavelures.

Pour obtenir la précision nécessaire, il a fallu préciser le système de coordonnées du centre galactique, jusqu’à 300 µarcsec ! La durée de l’expérience, alliée à la précision des mesures individuelles, ont permi de déterminer les orbites de 28 étoiles. Parmi elles, S2 dont l’orbite complète a été observée.

Toutes les orbites sont bien représentées par un potentiel central (dans la limite de la précision des mesures), qui est 6 fois meilleure que dans les précédentes études. La masse centrale est estimée à 4,3 millions de masses solaires. Selon les statistiques, l’incertitude est de 0,06 millions de masses solaires ; mais une autre incertitude pèse sur cette valeur, c’est celle de la distance du soleil au centre galactique (8,33 ± 0,35 kpc). L’incertitude selon cette méthode est de ± 0,3 millions de masses solaires.

Articles scientifiques :
  Schödel et al. 2003 (Telbib),   Gillessen et al. 2009 (Telbib)
Plus d’informations dans les notes ESO Press Release numéros eso0226, eso0846 et eso1151. Ce travail a obtenu le prix Crafoord en Astronomie pour l’année 2012.

Accélération de l’expansion

Deux équipes de recherche indépendantes, utilisant en particulier des instruments du Paranal et de la Silla, ont observé les explosions d’étoiles. Par ce moyen, elles ont mis en évidence l’accélération de l’expansion de l’univers. Ces recherches ont obtenu le prix Nobel 2011 de physique.

Une nouvelle mesure de ΩM (la densité de masse de l’Univers) et ΩΛ (sa densité d’énergie) a été faite d’après les observations de 42 supernovæ de type Ia. La relation entre la magnitude et le décalage spectral a été établie pour des supernovæ entre z = 0,18 et z = 0,83, mais en correspondance avec une autre étude (Calan/Tololo Supernova Survey) portant sur des supernovæ plus proches que z = 0,1. On en a déduit les paramètres cosmologiques. Les courbes de lumière des supernovæ sont standardisées pour être comparables.

Les résultats obtenus ne sont pas compatibles avec un Univers plat (pour lequel on aurait ΩM + ΩΛ = 0), mais demandent une densité d’énergie ΩΛ > 0. Ceci avec un degré de confiance de 99 %.

L’âge de l’Univers est évalué à 14,9-1,1+1,4 (0,63/h) GA pour un univers plat (où H0 = 100 h km s-1 Mpc-1). Les valeurs données pour H0vont de 72 à 63 km s-1 Mpc-1. L’âge de l’Univers correspondant est donc entre 14,9 et 13,04 GA. C’est pour cela qu’on utilise la formule avec h, qui ne dépend pas de H0.

Source utilisée : Perlmutter 1999

Articles scientifiques :
  Perlmutter et al., 1999 Astrophysical Journal (Telbib),
  Riess A. et.al., 1998, AJ116 1009 (Telbib),
  Schmidt B. et.al., 1998, Astrophysical Journal 507 46 (Telbib),
  Perlmutter S. et al, 1998, Nature, vol. 391, 51 (Telbib),
  Tonry J.L. et al, 2003, ApJ (Telbib),
  Knop, R.A. et al, 2003, Astrophysical Journal (Telbib),
  Riess A. et al, 2004, Astrophysical Journal (Telbib),
  Astier P. et al, 2006, A&A (Telbib)

Plus d’informations dans ESO Press Release eso9861

Première image d’une exoplanète

Le VLT a obtenu la première image d’une exoplanète. Cette planète de 5 masses joviennes est en orbite autour d’une naine brune. Elle orbite à 55 UA de son étoile.

L’étoile en question répond au joli nom de 2MASSWJ 1207334−393254. Elle se trouve dans l’association TW Hydræ. Elle a été observée avec NACO (optique adaptative) sur l’UT4 du VLT (Yepun). Un filtre dichroïque séparait le faisceau en deux parties : 90 % vers le capteur de l’optique adaptative, et 10 % vers la caméra infrarouge CONICA. C’est le mode utilisé pour les sources rouges.

La planète apparaît sur les photos comme un pâle objet situé à 778 milli arcseconde de l’étoile.

première photo d’une exoplanète
ESO VLT UT4 (Yepun) NACO

L’étoile est de type spectral M8, et donc sa magnitude absolue de 10,2. Après correction, on arrive à une distance de 70 pc. Son âge est estimé à 8 milliards d’années.

Une distance angulaire de 778 milliarcseconde à 70 pc correspond à une distance planète-étoile de 55 UA. C’est donc une planète lointaine par rapport aux standards des exoplanètes connues. La température effective de l’étoile est Teff = 1.250 ± 200 K. Sa masse enfin est de 5 ± 2 masses joviennes.

Articles scientifiques : Chauvin et al. 2004 (Telbib)

Plus d’informations dans ESO Press Release eso0428

Sursauts gamma : lien avec les supernovæ et la fusion des étoiles à neutrons

Les télescopes de l’ESO ont prouvé que l’explosion des étoiles massives était à l’origine des sursauts gamma longs. Un télescope de La Silla a, le premier, observé la lumière visible d’un sursaut gamma bref, montrant qu’ils proviennent de la fusion de deux étoiles à neutrons.

Les sursauts gamma longs sont associés à des supernovæ de type Ic qui sont plus lumineuses que la moyenne. Elles éjectent leur enveloppe à très grande vitesse.

Les supernovæ moins lumineuses n’étaient pas connues pour être associées aux GRB, et donc les événements qui les réunnissaient étaient supposés rares. La détection de flashes X, analogues des GRB mais de luminosité inférieure et moins de rayons gamma, a posé la question de savoir s’ils étaient aussi associés aux supernovæ, et s’ils sont des événements intrinsèquement faibles, ou bien des GRB normaux vus hors de l’axe. On reporte la découverte optique et le suivi de la supernova 2006aj associée à XRF 060218. >SN 2006a j était intrinsèquement moins lumineuse que les supernovæ associées aux GRB mais plus lumineuse que les supernovæ non associées aux GRB. Les vitesses d’éjection mesurées sur le spectre sont intermédiares entre les deux goupes, ce qui est consistant avec la faiblesse du GRB et de son flux radio. Nos données, combinées avec les observations radio et X, suggèrent que XRF060218 est un événement intrinsèquement faible et doux, plutôt qu’un GRB classique observé hors de l’axe. La découverte de SN 2006aj et de ses propriétés étend la relation aux XRF et aux supernovæ plus faibles, impliquant une origine commune. Les événements tls que XRF 060218 dominent probablement en nombre sur les GRB-supernovae.

Source Pian 2006

Articles scientifiques :
  Galama T.J., et al., 1998, Nature
  Hjort et al., 2003 (Telbib)
  Hjorth J., et al., 2005, Nature
  Pian E., et al., 2006, Nature

Plus d’informations dans les ESO Press Release eso0318 et eso0533

Mesure indépendante de la température cosmique

Le VLT a détecté pour la première fois la molécule CO du monoxyde de carbone, dans une galaxie située à 11 milliards d’années-lumière. Elle y était recherchée depuis 25 ans. Cette observation a permi la mesure la plus précise à ce jour de la température cosmique, à cette époque reculée de l’univers.

Articles scientifiques :
  Srianand R. et al, 2008, A&A (Telbib)
  Noterdaeme et al., A&A (Telbib)

Plus d’informations dans ESO Press Release eso0813

Plus vieille értoile connue de la Voie Lactée

Le VLT a observé une étoile de la Voie Lactée âgée de 13,2 milliards d’années. C’est la plus vieille étoile dont l’âge ait été mesuré. Elle s’est formée au tout début de l’ère de la formation d’étoiles. On a également détecté de l’uranium dans une autre étoile de la Voie Lactée, et cet élément permet d’estimer, par une méthode indépendante, l’âge de la Voie Lactée.

Articles scientifiques :
  Pasquini et al. 2004 (Telbib)
  Cayrel R et al, 2001, Nature

Plus d’informations dans ESO Press Release eso0425 et eso0106

Eruption du trou noir supermassif au centre de la Voie Lactée

Le VLT, et l’expérience APEX, ont étudié les violentes éruptions produites par le trou noir supermassif au centre de la Voie Lactée. Ils ont observé la matière qui est étirée le long de son orbite dans le champ gravitationnel intense du trou noir. De plus, de magnifiques observations au VLT ont révélé dans l’infrarouge de puissantes éruptions provenant du trou noir. Ceci suggère que le trou noir est en rotation rapide.

Articles scientifiques :
  Eckart A. et al, 2008, A&A
  Eisenhauer F. et al, 2005, ApJ

Plus d’informations dans ESO Press Release eso0841

Mesure directe de spectres d’exoplanètes et de leurs atmosphères

L’atmosphère d’une super-Terre, nommée GJ 1214b, a été ananlysée pour la première fois avec le VLT. Lorsque la planète est passée devant son étoile, la lumière de celle-ci a traversé son atmosphère. Le spectre résultat combine les raies produites par l’étoile, et celles produites par la planète. L’atmosphère est consituée essentiellement de vapeur d’eau, ou bien elle est est dominée par une épaisse couche de nuages et de brumes. C’est le premier spectre d’une atomsphère planétaire en dehors de notre système.

Articles scientifiques :
  Bean J. et al, 2010, Nature
  Janson M. et al, 2010, ApJ

Plus d’informations dans ESO Press Release eso1047 et eso1002

Le système planétaire le plus riche

Une équipe, utilisant le spectromètre HARPS placé au foyer Cassegrain de Yepun (VLT, UT4), a découvert un système planétaire contenant au moins 5 planètes, orbitant autour de l’étoile de type solaire HD 10180. Qui plus est, deux autres sont suspectées, l’une ayant la plus faible masse jamais observée pour une exoplanète. Enfin, les astronomes ont découvert que les distances à l’étoile de ces planètes suivent une loi exponentielle.

Article scientifique :
  Lovis C. et al, 2010, A&A

Plus d’informations dans ESO Press Release eso1035

Mouvement des étoiles dans la Voie Lactée

Après plus de 1.000 nuits d’observation à La Silla, étalées sur plus de 15 ans, des astronomes ont déterminé les mouvements de plus de 14.000 étoiles de type solaire dans le voisinage du Soleil. Ces mouvements montrent que notre galaxie a une vie plus turbulente et chaotique que ce qu’on pensait précédemment.

Article scientifique :
  Nordström B. et al, 2004, A&A

Plus d’informations dans ESO Press Release eso0411

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