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Une nouvelle lumière sur l'énergie sombre
| Une nouvelle lumière sur l'énergie sombre | |
L'accélération de l'expansion de l'Univers est un phénomène pour l'instant inexpliqué. Ce mystère pourrait être levé grâce à une nouvelle méthode mise au point par une équipe internationale de chercheurs, dont plusieurs appartiennent à des laboratoires associés au CNRS (1). Pour cela, les scientifiques ont, pour la première fois, mesuré la position et la vitesse de plus de 10 000 galaxies dans l'Univers lointain (2). Cette campagne d'observation a été menée via l'instrument VIMOS (3), dont le responsable est Olivier Le Fèvre, directeur du Laboratoire d'astrophysique de Marseille. Non seulement cette méthode inédite apporte des informations précieuses sur la nature de l'énergie noire, mais elle ouvre aussi de nouvelles perspectives sur l'identification de l'origine de l'accélération cosmique. Elle a fait l'objet d'une publication dans Nature le 31 janvier. Image tirée d'une simulation numérique de la formation des grandes structures de l'Univers montrant un échantillon de 100 millions d'années-lumière et le résultat du mouvement des galaxies glissant vers la plus grande concentration de masse au centre. Les couleurs mettent en évidence la densité de la masse de chaque zone: en rouge les régions les plus denses et en noire les moins denses. La ligne jaune indique l'intensité et la direction de la vitesse des galaxies. On peut ainsi mesurer le taux de croissance de la structure centrale, taux qui dépend du subtile équilibre entre matière sombre, énergie sombre et expansion de l'Univers. L'expansion de l'Univers est actuellement plus rapide qu'elle ne l'était par le passé. Mais, cette accélération ne peut s'expliquer avec les lois fondamentales de la physique sans émettre de nouvelles hypothèses. Parmi les plus probables, deux sont aujourd'hui particulièrement étudiées, à savoir: - soit l'Univers est rempli d'une mystérieuse énergie sombre produisant une force répulsive qui contrebalance le freinage gravitationnel produit par la matière contenue dans l'Univers ; - soit la théorie de la gravitation n'est pas correcte et doit être modifiée, en ajoutant par exemple des dimensions supplémentaires à la description de l'espace. Or, les observations actuelles du taux d'expansion de l'Univers ne permettent pas de trancher entre ces deux options. Une collaboration internationale, composée de 51 scientifiques répartis dans 24 institutions, a découvert une nouvelle méthode qui pourrait aider à résoudre ce problème. "Nous avons montré que les sondages qui mesurent les positions et les vitesses des galaxies distantes offrent une nouvelle approche pour percer ce mystère." déclare Luigi Guzzo, coordinateur de l'étude. Sonder des galaxies il y a 7 milliards d'années, une première La technique est basée sur un phénomène bien connu: le déplacement des galaxies résulte de la somme de l'expansion globale de l'Univers (qui éloigne les galaxies les unes des autres), et des effets dus à la matière présente dans l'environnement local. "à partir des vitesses d'un grand échantillon de galaxies, observées 7 milliards d'années dans le passé, nous avons reconstitué la structure en trois dimensions d'un volume important de l'Univers lointain et ainsi observé la distribution des galaxies dans l'espace 3D (4)" indique Olivier Le Fèvre, l'un des co-auteurs de l'article et responsable de l'instrument VIMOS (5), avant de préciser que "les vitesses contiennent également une information sur le déplacement relatif local des galaxies. Ce dernier introduit des distorsions, petites mais mesurables, par rapport à leur déplacement global. La mesure de ces distorsions est une façon de tester la nature de l'énergie sombre." Ce sont donc ces différences qui dévoilent aux chercheurs des informations sur les composants de l'énergie noire. Besoin de 70% d'énergie noire pour modéliser l'Univers Les mesures obtenues soulignent la nécessité d'ajouter un ingrédient supplémentaire d'énergie dans la "soupe cosmique" à partir de laquelle l'ensemble de notre Univers a évolué au cours du temps. Cette conclusion renforce l'hypothèse émise ces dix dernières années, selon laquelle il serait nécessaire de prendre en compte, dans les modèles, une forme simple d'énergie sombre identifiée à la constante cosmologique, introduite par Albert Einstein. Avec cette nouvelle méthode, les scientifiques parviennent au même chiffre que les études précédentes, indiquant que l'énergie sombre compose 70% de l'Univers. Ces mesures n'auraient pu être possibles sans le concours du spectrographe VIMOS installé sur Melipal (6), l'un des quatre télescopes du VLT de l'ESO. Elles s'inscrivent dans le cadre du sondage VIMOS VLT Deep Survey (VVDS). Le VVDS, dont Olivier Le Fèvre est le responsable scientifique, a permis d'observer le spectre de plus de 10 000 galaxies dans un champ de 4 degrés carrés (20 fois la taille de la pleine Lune), remontant à des époques allant jusqu'à plus de la moitié de l'âge de l'Univers (soit environ 7 milliards d'années dans le passé). Enfin, les simulations effectuées à partir des données VVDS mettent en évidence que la technique que les chercheurs ont utilisée, appliquée à des sondages explorant des volumes dix fois supérieurs à celui couvert par le VVDS, pourra permettre de déterminer efficacement l'origine de l'accélération cosmique: provient-elle d'une forme d'énergie sombre d'origine exotique ? ou, une modification des lois de la gravitation est-elle nécessaire ?. Les résultats encouragent donc les chercheurs à poursuivre l'exploration de l'Univers par des sondages encore plus ambitieux. Notes: (1) Il s'agit du Laboratoire d'astrophysique de Marseille (CNRS / Université de Provence / Observatoire astronomique Marseille Provence), du Centre de physique théorique, (CNRS / Université de Provence / Université de la Méditerranée / Université de Toulon), de l'Institut d'astrophysique de Paris (CNRS / Université Paris 6/ Observatoire des sciences de l'univers) et du Laboratoire d'astrophysique de Toulouse et de Tarbes (CNRS / Université Toulouse 3 / Observatoire Midi-Pyrénées). (2) Ici, l'Univers lointain correspond à des galaxies observées à une époque où l'Univers était âgé de 7 milliards d'années (soit la moitié de l'âge de l'Univers). (3) Le LAM a été le coordinateur du consortium d'instituts européens qui a construit le VIsible Multi-Object Spectrograph (VIMOS) pour le très grand télescope VLT de l'ESO (Observatoire européen austral). (4) La façon dont les galaxies sont distribuées dans l'espace 3D est aussi appelée "grandes structures". (5) Installé au foyer de l'un des télescopes du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, Vimos a été financé par l'ESO, l'INSU/CNRS, la région Provence-Alpes-Côte d'Azur en France, ainsi que par le Conseil national de la recherche, l'Institut national de la recherche en astrophysique (INAF) et le ministère de l'Education en Italie. Ouvert à l'ensemble de la communauté des astrophysiciens, il permet en particulier de conduire le sondage révolutionnaire VIMOS VLT Deep Survey (VVDS), coordonné par le LAM, qui offre une vision complète de l'évolution des galaxies et des grandes structures sur une grande partie de la vie de l'Univers a partir de l'observation de 16 degrés carrés du ciel dans 4 champs séparés. (6) Melipal est le nom donné au troisième télescope du VLT installé au sommet du Cerro Paranal (Chili). Son diamètre est de 8,2 mètres. | |
| Source: CNRS Illustration: © VVDS | |
Posté le 28/04/2008 | 180 consultations | 0 commentaires | Voir et commenter l'article
Véga : l'étoile à comètes?
COMMUNIQUE DE PRESSSE
Véga : l’étoile à comètes ? |
L'observation du voisinage immédiat d’une étoile autre que le Soleil vient d'être réalisée pour la première fois. Un disque de débris constitué de grains de poussières chauds (1300°C), résidus de l’évaporation de comètes et de collisions entre astéroïdes, a en effet été détecté pour la première fois autour de Véga. Cette découverte est le fruit du travail d'une équipe internationale(1) dirigée par Olivier Absil, chercheur à l’Institut d’Astrophysique et de Géophysique de l’Université de Liège. Les résultats paraissent ce mardi 11 avril dans la revue Astronomy and Astrophysics.
Véga est une étoile importante en astronomie à plus d'un titre : cinquième étoile la plus brillante du ciel nocturne, une des trois "belles d'été" (avec Deneb et Altaïr) qui forment un grand triangle au zénith de nos latitudes les soirées estivales, elle a longtemps été considérée comme une étoile de référence, et c'est à elle que l'éclat de toutes les autres est comparé. Située à 25 années-lumière, donc relativement proche du Soleil, elle est environ trois fois plus grosse et plus massive et 60 fois plus lumineuse que ce dernier, et beaucoup plus jeune (350 millions d'années contre 4,5 milliards).
Une équipe internationale1 a détecté dans le voisinage de Véga un faible flux infrarouge (78 fois moins important que celui de l’étoile) qui proviendrait de particules chauffées par l'étoile jusqu'à des températures avoisinant les 1300°C. Il semble que ces particules aient une composition chimique différente de celles du système solaire, avec une prédominance de matériaux carbonés (comme le graphite), alors que notre nuage zodiacal contient surtout des silicates. Elles seraient aussi en moyenne plus petites (d'un diamètre inférieur au micron, équivalent à celui des particules constituant la fumée de cigarette). Des grains aussi petits devraient normalement être chassés par la pression créée par l'intense rayonnement de Véga. Leur abondance prouve donc qu'ils sont produits en permanence, probablement dans une phase d'intense bombardement météoritique et cométaire comme celle qu'a connu la Terre aux origines du système solaire. Le taux de production des poussières correspondrait au passage quotidien de 13 grosses comètes dans l'environnement de Véga.
La présence de poussières froides autour de Véga (-190°C), situées à une distance trois fois plus grande que l’orbite de Pluton, était connue depuis longtemps. Ce phénomène se retrouve d’ailleurs sur bon nombre d’étoiles semblables à Véga. Cependant, rien n’était connu sur la partie interne de ces disques de débris, où des planètes semblables à la Terre sont censées se former. L'examen de la partie interne du disque de Véga a été rendue possible grâce au réseau CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) de l'Université d'Etat de Géorgie, qui permet, à partir de six télescopes de 1 mètre répartis sur le Mont Wilson en Californie, de simuler un télescope géant de près de 330 m, et de distinguer ainsi des détails de seulement 200 microsecondes d'angle, à peine plus gros qu'un ballon de football vu de la Lune ! La lumière collectée par le réseau CHARA est recombinée par l'instrument FLUOR (Fiber Linked Unit for Optical Recombination), développé par le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (CNRS, Observatoire de Paris, Universités de Paris VI et VII).
Ce dispositif a également permis d'observer l'atmosphère de Véga, et de confirmer quelques propriétés étonnantes de l'étoile : sa grande vitesse de rotation sur elle-même (12.5 heures) lui confère en effet une forme lenticulaire, aplatie aux pôles, ces derniers étant plus brillants et plus chauds de 2300°C que l'équateur.
Consulter la publication Astronomy and Astrophysics www.edpsciences.org/articles/aa/pdf/press-releases/PRAA200609.pdf
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Contacts presse : Olivier Absil - Tel +32 4 366 97 66 - absil@astro.ulg.ac.be |
Illustration 1:
Zoom sur la partie interne du disque de débris de Véga (image reconstituée à partir des observations de CHARA/FLUOR). © Olivier Absil, Université de Liège.
Illustration 2: le réseau CHARA. © Center for High Angular Resolution Astronomy - Georgia State University.
(1) L'équipe est constituée de O. Absil (Université de Liège); E. di Folco (Observatoire de Genève); J.-C. Augereau (Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble, UMR CNRS, Université Joseph Fourier); A. Mérand, V. Coudé du Foresto et P. Kervella (LESIA, UMR CNRS, Observatoire de Paris, Universités Paris VI et VII); J.-P. Aufdenberg et S. Ridgway (NOAO); D. Berger, T. ten Brummelaar, J. Sturmann, L. Sturmann, N. Turner, and H. McAlister (CHARA, Georgia State University).
Posté le 06/03/2008 | 191 consultations | 0 commentaires | Voir et commenter l'article
