La gravitation quantique à boucle montre encore sa force en cette fin d'année. Un trio de physiciens spécialistes de cette théorie de gravitation quantique développée depuis une trentaine d'années vient de publier deux articles puissants démontrant comment peut se comporter l'intérieur d'un trou noir là où la Relativité Générale ne peut plus rien dire pour cause d'infinis. La Gravitation Quantique à Boucles (LQG en anglais) élimine naturellement toute singularité et transforme les trous noirs en trous blancs (sans jeu de mot).
Astronomie, Astrophysique, Astroparticules, Cosmologie. L'infini se contemple, indéfiniment. ISSN 2272-5768
31/12/18
29/12/18
Un nouveau mécanisme pour expliquer les supernovas Ia faiblement lumineuses
Les supernovas de type Ia ont pour origine l'explosion thermonucléaire de naines blanche Carbone-Oxygène qui ne laissent rien derrière elles hormis un résidu nébuleux de matière enrichie en éléments lourds. Mais il existe une variété de supernovas Ia (estimées entre 5% et 30%) qui montre une luminosité très faible (appelées SN Iax) et dont l'origine est mal comprise. Des astrophysiciens américains, indiens et espagnols proposent une réponse à cette énigme.
27/12/18
Découverte d'un trou noir massif "léger" dans une petite galaxie
Un trou noir de masse intermédiaire, inférieure à 300 000 masses solaires a été détecté au centre de la galaxie NGC 3319. Ce trou noir massif atypique par sa relative faible masse est abrité par une galaxie jeune marquée par une absence de bulbe et la présence d'une barre proéminente.
Ce sont des astrophysiciens chinois qui rapporte cette découverte dans The Astrophysical Journal. Les trous noir dits de masse intermédiaire sont ceux qui se situent entre les trous noir stellaires (jusqu'à 100 masses solaires) et les trous noirs supermassifs (au-delà de 500 000 masses solaires). Cette catégorie intermédiaire a la particularité d'être très peu représentée parmi tous les trous noirs que nous connaissons. Ils sont pourtant d'une importance considérable, notamment pour comprendre l'origine des trous noirs supermassifs dont ils pourraient former les graines à leur origine.
Si on en connaît environ une centaine de candidats, très peu de trous noirs de masse intermédiaire ont pu être confirmés à ce jour, du fait de la grande difficulté à observer leurs effets indirects sur leur environnement. Les régions où ils sont le plus recherchés sont les cœurs de galaxies naines actives.
Ning Jiang (Université de Science et technologie de Hefei) et ses collaborateurs ont cherché des signes de trous noirs dans de tels galaxies en rayons X avec les télescopes spatiaux Chandra et XMM-Newton, ainsi qu'avec Hubble dans le visible et l'UV. Et ils sont tombés sur NGC 3319, qui est une jeune galaxie de seulement 130 millions d'années située dans la constellation de la Grande Ourse, et qui a la particularité d'être proche (47 millions d'AL), de ne pas avoir de bulbe central, et d'arborer une barre centrale proéminente. Ils observe une source de rayons X située au centre de la galaxie, qui coïncide avec le noyau galactique visible en UV.
Mais la lumière émise par les environs de ce trou noir est finalement très faible, si faible qu'il ne peut pas s'agir d'un trou noir de plusieurs millions ou milliards de masses solaires.
A partir de la luminosité, qui est produite par la matière accretée autour du trou noir, rappelons-le, les chercheurs peuvent estimer la masse du trou noir. En faisant une hypothèse raisonnable sur le ratio d'Eddington, avec une valeur comprise entre 0,001 et 1, la masse qu'ils obtiennent varie entre 300 et 300 000 masses solaires tout au plus. Une autre estimation fondée sur la variabilité du rayonnement X donne une valeur de masse inférieure à 100 000 masses solaires. Les trous noirs de masse intermédiaires ont généralement une masse de l'ordre de 100 000 masses solaires, ce qui veut dire que ce petit dernier pourrait être le trou noir intermédiaire le plus léger trouvé à ce jour.
Et les noyaux de galaxie abritent généralement soit un trou noir supermassif, soit ce qu'on appelle un amas d'étoiles nucléaire (pour les très jeunes galaxies), soit plus rarement les deux. Ici dans NGC 3319, on aurait les deux, le trou noir semblant se situer au sein d'un amas d'étoiles central de 5,7 millions de masses solaires, qui représente 0,18% de la masse de toute la petite galaxie (3,2 milliards de masses solaires).
Ning Jiang et ses collaborateurs relèvent que ce trou noir candidat de masse intermédiaire est aujourd'hui unique en son genre, du fait notamment de la nature de sa galaxie hôte, qui est certes proche mais surtout qui n'a pas de bulbe et possède une grosse barre d'étoiles dans son disque. Or il faut se rappeler qu'une corrélation existe entre la masse d'un trou noir supermassif et la masse du bulbe galactique dans lequel il se trouve (la masse du trou noir faisant environ 0,2% de la masse du bulbe galactique). Le fait que NGC 3319 n'ait pas de bulbe (ou bien un bulbe de masse ridicule) pourrait donc être logique vu la masse de son trou noir central, ou inversement. En tous cas, l'amas d'étoile nucléaire central ne joue pas le rôle du bulbe galactique, puisque si le trou noir a une masse de 3000 masses solaires (la valeur retenue par les auteurs comme la plus probable), il ne représenterait que 0,05% de la masse de cet amas d'étoiles.
Les astrophysiciens évoquent aussi la possibilité que le grossissement d'un trou noir intermédiaire pour devenir un véritable trou noir supermassif pourrait être lié aux flux de gaz induits par la présence d'une barre proéminente comme celle de NGC3319. Des simulations hydrodynamiques vont en effet dans ce sens, la surdensité de la barre d'étoile favorisant l'apport de gaz vers le centre de la galaxie où se trouve le trou noir.
Reste à poursuivre les observations de cette galaxie prometteuse avec d'autres du même type pour y déceler pourquoi pas d'autres candidats trous noirs, massifs mais pas trop.
Source
Discovery of An Active Intermediate-Mass Black Hole Candidate in the Barred Bulgeless Galaxy NGC 3319
Ning Jiang, Tinggui Wang, Hongyan Zhou, Xinwen Shu, Chenwei Yang, Liming Dou, Luming Sun, Xiaobo Dong, Shaoshao Wang, and Huan Yang
The Astrophysical Journal, Volume 869, Number 1 (11 december 2018)
Illustration
Image composite de NGC 3319 par SDSS, Hubble et Chandra (Jiang et al., 2018.)
26/12/18
La matière noire rendue visible dans les amas de galaxies
Une nouvelle méthode vient de montrer tout son potentiel pour "éclairer" la matière noire à l'intérieur des amas de galaxie : il s'agit d'observer les étoiles errantes dans les amas de galaxies, celles qui ont été éjectées lors de collisions galactiques et qui se retrouvent prises au piège du potentiel gravitationnel produit par la matière noire. Ces étoiles émettent une faible lumière qui est encore décelable par nos meilleurs télescopes.
23/12/18
Un nouveau modèle cosmologique : symétrie CPT au Big Bang
Un nouveau modèle cosmologique vient d'être proposé par des physiciens du Perimeter Institute for Theoretical Physics : l'existence d'un Univers miroir au nôtre peuplé d'antimatière et remontant le temps. Sa force réside non seulement dans une certaine élégance, avec le retour de la symétrie fondamentale CPT mais aussi dans l'explication évidente de la présence de matière et l'absence d'antimatière dans notre Univers. La seule nouvelle physique que le modèle introduit est une nouvelle espèce de neutrinos, stériles et de très grande masse, qui est à même d'expliquer la matière noire...
20/12/18
Une composition isotopique atypique dans une nébuleuse planétaire
L'abondance des éléments chimiques peut être mesurée assez facilement dans les étoiles qui les fabriquent dans leur cœur, mais il en est tout autrement lorsqu'il s'agit de l'abondance isotopique, la population de différents noyaux atomiques que peut avoir un même élément, des noyaux d'atomes qui ne diffèrent entre que par leur nombre de neutrons. Une étude publiée aujourd'hui dans Nature donne une mesure de l'abondance isotopique dans une nébuleuse planétaire, montrant un enrichissement inattendu en isotopes rares du carbone, de l'azote et de l'oxygène : le 13C, le 15N et le 17O, de quoi révéler l'existence de processus physiques insoupçonnés.
18/12/18
Saturne dévore ses anneaux à grande vitesse
Il y a un peu plus de deux mois, je vous relatais une étude stupéfiante qui montrait que les anneaux de Saturne étaient probablement en train de disparaître en se précipitant dans le belle géante. Cette découverte faisait suite à une autre de début janvier 2018, non moins stupéfiante, qui nous apprenait que les anneaux avaient certainement moins de 200 millions d'années. Aujourd'hui, une nouvelle étude enfonce le clou et vient confirmer que Saturne est en train de dévorer ses anneaux et n'en aura plus d'ici environ 300 millions d'années.
16/12/18
Une courbe de rotation galactique plate mesurée à 9,7 milliards d'années-lumière
Quelques études récentes indiquaient que des galaxies situées à une époque remontant à 10 milliards d'années semblaient manquer de matière noire et avaient une courbe de rotation décroissante avec la distance de leur centre. Aujourd'hui, une équipe montre la découverte d'un beau contre-exemple, avec la mesure de la courbe de rotation d'une galaxie située à une époque où l'Univers n'avait que 4,1 milliards d'années. La courbe devient plate, et est très similaire avec ce qui est observé dans les galaxies proches riches en matière noire.
14/12/18
Des champs magnétiques enchevêtrés à l'origine des grands accélérateurs cosmiques
Des chercheurs américains ont trouvé une nouvelle explication de l'accélération des particules phénoménale qui est produite par les jets de plasma aux pôles des trous noirs. Ces résultats obtenus grâce à des simulations pourraient par ailleurs avoir des implications au-delà de la physique associée aux trou noirs, jusqu'à sur Terre.
12/12/18
Nouvelle détermination de la constante de Hubble en désaccord avec les données du CMB
Un nouveau calibrage de l'échelle des distances par l'utilisation de supernovas de type Ia vient d'être effectué et publié dans The Astrophysical Journal. Les chercheurs prennent en compte des effets ténus d'absorption de la lumière des supernovas par la poussière environnante pour obtenir une valeur de luminosité toujours plus précise, dans le but d'atteindre une valeur pour la constante de Hubble la plus précise possible à partir des mesures de distance des supernovas Ia; résultat de ce nouveau calibrage : H0= 73,2 ± 2,33 km.s−1.Mpc−1.
10/12/18
La surface de Cérès extrêmement carbonée
La surface de Cérès serait extrêmement carbonée, d'après les dernières données obtenues par la sonde Dawn. C'est ce qu'une équipe de chercheurs du Southwest Research Institute vient de conclure. La croûte de Cérès apparaît ainsi avoir une concentration en carbone plusieurs fois plus forte que ce qu'on trouve sur les météorites primitives.
03/12/18
Quatre nouvelles sources d'ondes gravitationnelles identifiées par LIGO/VIRGO
Les collaborations LIGO et VIRGO viennent de publier presque en catimini leur tout premier catalogue de sources gravitationnelles qui contient aujourd'hui 10 fusions de trous noirs et 1 fusion d'étoiles à neutrons : on y découvre notamment 4 nouvelles fusions de trous noirs qui n'avaient pas encore été rendues publiques, avec parmi elles celle qui est la plus lointaine et la plus massive de toutes.
21/11/18
Une étoile sur le point d'exploser produit une magnifique spirale de gaz
Cette image n’est pas une simulation ni un dessin. Il s’agit bien d’une image réelle, obtenue dans l’infra-rouge. Il s’agit d’un système stellaire comme on n’en avait encore jamais vu auparavant. Il y a ici un triplet d’étoiles ayant sculpté d’élégantes volutes de gaz et de poussière, mais dont l’une d'entre elles serait sur le point d’exploser.
15/11/18
La galaxie qui cannibalise ses trois voisines pour devenir hyperlumineuse
La galaxie WISE J224607.55-052634.9 qui a été découverte en 2015 par le télescope spatial Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) est une galaxie hors du commun : c'est la galaxie la plus lumineuse que l'on connaisse, avec une luminosité égale à 360 000 milliards de fois celle du Soleil. Cette galaxie (qu'on appellera W2246-0526 pour faire court) vient de révéler l'origine de sa luminosité extrême : elle est en train de dévorer pas moins de trois galaxies voisines simultanément.
08/11/18
Des paires de trous noirs supermassifs au cœur de galaxies en fusion
De nombreuses paires de galaxies en train de finir de fusionner ont été observée par une équipe d'astronomes. En regardant de très près le coeur des noyaux galactiques, ce sont des paires de trous noirs supermassifs très rapprochés l'un de l'autre que les chercheurs peuvent entrevoir par leurs émissions indirectes...
06/11/18
L'intérieur de la Terre scanné avec des neutrinos
Des mesures totalement inédites des caractéristiques physiques de notre planète telles que la masse de son manteau et de son noyau, ainsi que son moment d'inertie, viennent d'être effectuées sans aucune mesure gravitationnelle ou sismique : uniquement par la mesure de l'atténuation de neutrinos, donc via l'interaction nucléaire faible, une première...
05/11/18
Une étoile supermassive éjectée de son amas par un couple encore plus massif
VFTS682 est l'une des étoiles les plus massives que l'on connaisse, avec ses 137 masses solaires actuelles, ce qui lui fait une masse initiale (à sa formation) supérieure à 150 M⊙. La vitesse de cette étoile qui se trouve étrangement au bord d'un amas, un peu isolée, vient d'être mesurée grâce à Gaia et au télescope Hubble. Ces observations indiquent qu'elle a dû être éjectée de son lieu de naissance par un phénomène amusant...
02/11/18
GRAVITY détecte une émission infra-rouge mobile autour de Sgr A*
Une nouvelle preuve de la présence du trou noir supermassif Sgr A* au centre de notre galaxie, s'il en fallait encore une. C'est ce que viennent de démontrer une équipe d'astrophysiciens par l'observation de trois intenses éruptions électromagnétiques provenant de gaz en accrétion situé sur la dernière orbite stable de Sgr A*, et qui lui tourne autour en seulement 50 minutes à 30% de la vitesse de la lumière...
01/11/18
Voie Lactée : une fusion majeure il y a 10 milliards d'années
Très tôt dans son histoire, il y a 10 milliards d'années, notre galaxie a fusionné avec une autre galaxie quatre fois plus petite qu'elle. Cette découverte est le fruit d'une analyse de la dynamique des étoiles de notre galaxie mesurée par Gaïa, associée à une analyse chimique des populations d'étoiles. Cette preuve s'étale devant nos yeux sur tout le ciel.
30/10/18
Vers une violation de la symétrie CP dans les neutrinos
Les données de l'expérience T2K au Japon s'accumulent lentement année après année. Les résultats de cette année viennent d'être publiés, bien qu'encore intermédiaires, ils s'orientent doucement vers un résultat fondamental : la brisure de la symétrie CP dans les neutrinos, en d'autres termes : les neutrinos et les antineutrinos ne se comporteraient pas de la même façon...
28/10/18
Des étoiles à neutrons hybrides avec un cœur de plasma quarks-gluons
Comment expliquer l'existence d'étoiles à neutrons ayant une masse de près de 2 masses solaires ? Les modèles théoriques indiquent pourtant que les étoiles les plus massives (jusqu'à 40 masses solaires) peuvent produire, en explosant en supernova, des étoiles à neutrons d'au maximum 1,7 masses solaires, et au-delà de 40 masses solaires, c'est un trou noir qui serait produit. Pour faire face à cette question jusqu'ici sans réponse, une équipe de physiciens et d'astrophysiciens théoriciens vient de trouver une solution : la création d'étoiles à neutrons hybrides possédant un cœur de plasma quarks-gluons.
24/10/18
Découverte du pulsar le plus lent
On a l'habitude d'être conquis par les records de vitesse, d'énergie ou les records de distance. Cette fois-ci, c'est un record de lenteur dont je vais vous parler : la découverte du pulsar le plus lent jamais découvert. Il fait un tour sur lui-même en 23,5 secondes, ce qui est très très lent pour un pulsar... Une telle lenteur pose un petit challenge aux spécialistes.
23/10/18
Mesure du rayon des étoiles à neutrons impliquées dans GW170817 : 11,9 km chacune.
La fusion de deux étoiles à neutrons le 17 août 2017 a été une occasion incroyable pour les astrophysiciens pour comprendre de nombreux phénomènes, à commencer par les phénomènes qu'on appelle les kilonovas et les GRB courts ou encore la naissance d'un trou noir signant sa présence par un jet de matière et de rayonnement. Mais cette collision de deux étoiles à neutrons a aussi été une occasion en or pour mieux comprendre les étoiles à neutrons elles-mêmes.
19/10/18
ANITA détecte 2 particules ultra-énergétiques bizarres ayant traversé la Terre
Le 28 décembre 2006, l’instrument ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) embarqué dans un ballon au-dessus de l’Antarctique pour détecter des neutrinos ultra-énergétiques par les signaux radio qu’ils induisent dans l'atmosphère (par l’effet Askaryan), a détecté une particule provenant non pas du haut de l’atmosphère, mais du bas, venant de la glace, et un second événement de même type a à nouveau été observé 8 ans plus tard, le 12 décembre 2014. Ces deux événements très bizarres pourraient être les premiers signes d’une physique encore inconnue.
17/10/18
Découverte surprenante de 4 planètes massives âgées de seulement 2 millions d'années
Voilà une découverte qui va dans le même sens que ce que je vous relatais hier ici même : quelque chose cloche dans la formation des planètes au sein des disques protoplanétaires. Cette nouvelle découverte, obtenue là encore avec ALMA, montre la présence de pas moins de quatre planètes gazeuses de type Jupiter et Saturne au sein du disque protoplanétaire d'une étoile qui n'a que 2 millions d'années seulement, une durée totalement insuffisante pour produire de telles planètes massives selon nos modèles de formation planétaire...
11/10/18
Le Jour de la Nuit, c'est samedi !
Le Jour de la Nuit, c'est un événement qui a lieu ce samedi 13 octobre à partir de 20h, et pour la dixième année consécutive. Partout en France, des communes vont jouer le jeu de l'extinction de leurs éclairages publics (totale ou partielle), pour vous faire redécouvrir le ciel étoilé.
Le Jour de la Nuit est une opération de sensibilisation à la pollution lumineuse, à la protection de la biodiversité nocturne et du ciel étoilé.
A cette occasion, vous pourrez découvrir quelques splendeurs du ciel nocturne grâce à des passionnés d'astronomie un peu partout sur le territoire, mais ce sera également l'occasion de découvrir ou redécouvrir la vie nocturne sans éclairages parasites, ces oiseaux, ces animaux, grâce à des balades guidées, dans des manifestations gratuites et conviviales.
Le programme est simple : balades nocturnes, observations des étoiles, sorties nature et extinctions des lumières.
Cette dixième édition du Jour de la Nuit réunit 20 partenaires : associations de protection de l’environnement, associations astronomiques, associations d’éducation populaire, associations de collectivités locales et regroupement de gestionnaires d’espaces naturels et de structures de projets territoriaux. L’opération est coordonnée par l’association Agir pour l’Environnement depuis ses débuts.
Vous pouvez retrouver les informations sur les animations astronomiques et nocturnes qui ont lieu près de chez vous sur le site de l'opération en cliquant sur la carte ci-dessous :
Les parcs naturels régionaux ont été particulièrement actifs cette année. Rien que dans le Parc Naturel Régional du Luberon par exemple, près de 50 communes s'engagent à éteindre leurs éclairages totalement ou partiellement à partir de 20h et 28 d'entre elles vont proposer des manifestations, très souvent astronomiques. (retrouvez les infos concernant le Luberon ici ).
Samedi soir, vous savez ce qu'il vous reste à faire : espérer une météo clémente, et sortir dans le noir !
10/10/18
La nova de 1670 serait une collision naine blanche - naine brune
En juillet 1670, les astronomes ont aperçu une étoile nouvelle juste en dessous de la tête du Cygne, dont nous voyons aujourd'hui un résidu nébuleux que l'on appelle CK Vulpeculae ( dans la constellation du Petit Renard, voisine du Cygne). Une nouvelle observation détaillée de cette nébuleuse en forme de sablier renversé avec ALMA nous dévoile aujourd'hui ce qui s'est passé il y a 350 ans : une collision entre une naine blanche et une naine brune.
07/10/18
Cassini dévoile des anneaux de Saturne en train de disparaître
La seconde information un peu décoiffante issue des résultats de Cassini dans son passage entre Saturne et ses anneaux que publie Science cette semaine, après celle de l'existence d'une ceinture de protons, c'est la mesure directe de l'interaction de l'anneau D avec l'atmosphère de Saturne. En plus de sa composition étonnamment riche en composés organiques (entre autres), on y découvre l'ampleur de l'érosion de cet anneau, qui produit une véritable "pluie" sur Saturne, composée d'eau, de silicates et de nombreuses molécules organiques diverses. Le flux de cette pluie d'anneaux atteint plusieurs dizaines de tonnes par seconde...
06/10/18
Découverte d'une ceinture de protons entre Saturne et son premier anneau
La phase finale de l'exploration de Saturne par la sonde Cassini n'aura pas été vaine, loin de là. Elle a mené à de nombreuses découvertes dont les résultats sont publiés aujourd'hui dans les journaux Science (qui en fait sa Une) et Geophysical Research Letters. La plus bluffante de ces découvertes est sans doute celle de l'existence d'une ceinture de radiations constituée de protons énergétiques située entre l'atmosphère de Saturne et son premier anneau : des protons qui viendraient de la désintégration spontanée de neutrons.
29/09/18
Vers une désintégration des neutrinos mu et tau ?
Et si les neutrinos pouvaient se désintégrer ? C'est cette hypothèse audacieuse qu'ont testé deux physiciens théoriciens dans l'objectif d'expliquer une anomalie observée dans les données du détecteur géant IceCube, un excès de neutrinos électroniques par rapport aux autres saveurs (muon et tau). Et le pire, c'est que cette hypothèse marche.
24/09/18
21/09/18
Observation inédite d'une rotation différentielle dans 13 étoiles
Le Soleil tourne plus vite à son équateur qu'aux plus hautes latitudes, des observations de cette rotation différentielle ayant été suivies depuis très longtemps par le mouvement des taches solaires. Jusqu'à aujourd'hui, on n'avait jamais observé une telle rotation différentielle sur d'autres étoiles, mais grâce à des mesures d'astérosismologie obtenues avec le télescope Kepler, le phénomène a été identifié sur une grosse dizaine d'étoiles similaires au Soleil.
18/09/18
Découverte d'une émission infra-rouge étendue autour d'un pulsar
Les pulsars sont à la fête en ce moment ! Après la découverte de la semaine dernière au sujet d’un tout jeune pulsar, voilà donc une autre observation inédite concernant une étoile à neutrons en rotation rapide : la première observation d’une émission infra-rouge autour d’un pulsar sans contrepartie dans le domaine visible. Et c’est au télescope spatial Hubble que l’on doit cette découverte.
11/09/18
La masse minimale des étoiles à neutrons
Il est possible de calculer par la théorie quelle doit être la masse minimale d'une étoile à neutrons. Leur masse maximale quant à elle avait été évaluée il y a quelques mois à partir des propriétés physiques d'une étoile à neutrons. Ici, pour la masse minimale, des chercheurs japonais l'ont calculée en s'intéressant aux processus qui ont lieu dans le cœur des étoiles massives en fin de vie juste avant et pendant qu'il s'effondre en faisant exploser l'étoile.
08/09/18
Découverte d'un vent galactique inhibiteur de formation d'étoiles très lointain
C'est une nouvelle fois grâce aux radiotélescopes de ALMA qu'une observation inédite a pu être effectuée : l'éjection d'un vent de gaz moléculaire par une galaxie la plus lointaine à ce jour, située dans l'Univers âgé de moins de 2 milliards d'années. Les photons dont la longueur d'onde donne une signature sans équivoque de ce vent moléculaire ont mis 12 milliards d'années pour parvenir dans les antennes d'ALMA.
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