mercredi 12 mai 2021

Une solution entrevue pour expliquer les naines blanches ultramassives trop chaudes


Une équipe d'astrophysiciens internationale apporte une solution aux observations inexpliquées au sujet des étoiles naines blanches ultramassives qui apparaissent ne pas se refroidir. Leur composition serait un peu différente de ce que l'on pense généralement. Une étude parue dans Astronomy&Astrophysics.

Les étoiles naines blanches sont le point final le plus commun de l'évolution stellaire. Plus de 95 % de toutes les étoiles de la séquence principale finiront leur vie en tant que naines blanches, c'est-à-dire des objets de taille terrestre moins massifs que 1,44 M⊙, la masse limite de Chandrasekhar, soutenus par la dégénérescence quantique des électrons. Une propriété remarquable de la population de naines blanches est sa distribution de masse, qui présente un pic principal à ∼0,6 M⊙, un pic plus petit autour de 0,82 M⊙, et un excès de faible masse près de ∼0,4 M⊙. Les naines blanches de masse inférieure à 1,05 M⊙ doivent comporter un noyau de carbone-oxygène (C-O), enveloppé d'une coquille d'hélium qui est entourée d'une couche d'hydrogène.
Les naines blanches plus massives que 1,05 M⊙ sont appelées des naines blanches ultramassives et par convention, on s'attend à ce qu'elles contiennent un noyau oxygène-néon (O-Ne). Les modèles d'évolution stellaire disent qu'elles naissent plutôt à partir d'étoiles relativement massives, entre 6 et 8 masses solaires, suffisamment pour avoir produit l'ignition du carbone et créer du néon. Les naines blanches ultramassives présentent un intérêt particulier car elles sont liées aux explosions de supernovas de type Ia, à des événements de fusion de naines blanches, à l'existence de champs magnétiques élevés et peut-être aussi aux sursauts radio rapides (FRB).
Depuis 2017, une série d'études a cependant montré des preuves soutenant l'idée qu'une grande fraction des naines blanches ultramassives isolées pourrait s'être formée par des canaux d'évolution binaires. Une étude théoriques de 2020 (Temmink et al.) a par exemple estimé que 30 à 45 % des naines blanches plus massives que 0,9 M⊙ seraient formées par des fusions binaires, principalement via la fusion de deux naines blanches, et Cheng et al. (2020) ont quant à eux estimé de manière observationnelle que 20% des naines blanches de grande masse (entre 0,8 et 1,3 M⊙) se seraient formées à la suite de fusion de systèmes binaires.
On s'attend généralement à ce que les naines blanches ultramassives abritent un noyau oxygène-néon (O-Ne) à la suite d'une évolution stellaire standard unique (hors fusion). Des études récentes, basées sur les observations fournies par la mission spatiale Gaia en 2018, ont indiqué qu'une fraction de l'ordre de 50% des naines blanches ultramassives connaissent un fort retard dans leur refroidissement, qui ne peut pas être attribué à un retard de la cristallisation. Ces naines blanches ultramassives trop chaudes se retrouvent sur une nouvelle branche spécifique dans le diagramme de Herzsprung Russell, la branche nommée Q.
Elles nécessitent ainsi une source d'énergie inconnue capable de prolonger leur vie pendant une longue période. Il est tout à fait possible qu'elles soient liées à un processus de fusion. Pour tenter d'élucider cette anomalie apparente, María Camisassa (University of Colorado) et ses collaborateurs ont synthétisé une population de naines blanches ultramassives avec des compositions différentes pour tenter de reproduire par modélisation le manque de refroidissement qui est observé. Au lieu de naines blanches O-Ne, les chercheurs montrent que des naines blanches ayant un noyau de C-O mais avec une forte teneur en Ne-22 (stable) en cours de sédimentation dans la profondeur du coeur, permettent de libérer suffisamment d'énergie pour être cohérentes avec ce qui est observé.
Bien qu'une abondance de Ne-22 aussi élevée ne soit pas cohérente avec les voies d'évolution standard pour ce type de naine blanche, les résultats de Camisassa et ses collaborateurs fournissent des preuves (numériques) de l'existence probable de ces naines blanches hybrides. Des études théoriques ont prédit en 2007 et 2009 que dans le cas de fusions de naines blanches, le carbone ne devait pas atteindre l'ignition et le noyau resterait donc de type C-O. Mais une autre étude plus récente parue cette année (Schwab et al.) basée sur des calculs unidimensionnels d'évolution post-fusion, prédit la combustion excentrée du carbone dans le résidu de la fusion, conduisant à la formation d'une naine blanche ultramassive à noyau O-Ne.
Le processus de cristallisation dans une naine blanche libère non seulement de l'énergie sous forme de chaleur latente, mais aussi de l'énergie gravitationnelle en raison d'un processus de séparation de phases qui modifie les abondances chimiques stellaires dans le noyau. Ces deux sources d'énergie retardent le refroidissement des naines blanches pendant de longues périodes. Mais on s'attend à ce que la cristallisation soit un processus moins efficace dans les naines blanches ultramassives de type O-Ne, à tel point qu'elles ne peuvent pas produire le retard de refroidissement qui est observé dans les naines blanches de la branche Q.
La sédimentation du néon au sein d'un noyau C-O où il se trouverait à forte teneur permet en revanche d'apporter suffisamment d'énergie pour expliquer les forts retards dans les temps de refroidissement des naines blanches de la branche Q, selon les résultats de María Camisassa et son équipe. Ce travail est la première synthèse de population stellaire basée sur des techniques de Monte Carlo qui utilise les luminosités des naines blanches ultramassivess mesurées par Gaia. Il révèle que les observations de Gaia sont cohérentes avec une population dans laquelle 50% des naines blanches ultramassives montrent de forts retards dans leurs temps de refroidissement et qu'il pourrait s'agir de naines blanches de type C-O un peu hybrides, avec une forte teneur en Ne qui est en train de sédimenter au centre du coeur.
Mais la composition chimique C-O du cœur des naines blanches ultramassives doit encore être prouvée par l'observation, et la teneur élevée en Néon qui serait nécessaire selon la modélisation pour correspondre aux observations n'est aujourd'hui pas compatible avec les canaux de formation standards. Il est très tentant de relier la présence de grandes quantités de Néon aux processus de fusions de naines blanches qui produisent les plus massives d'entre elles mais les mécanismes à l'oeuvre doivent être déterminés de façon robuste.


Source

Forever young white dwarfs: When stellar ageing stops
María E. Camisassa et al.
Astronomy&strophysics  A 649, L7 (06 May 2021)


Illustration

Vue d'artiste d'une étoile naine blanche (Getty Images).

lundi 10 mai 2021

Nouvelle preuve d'alignement vitesse-axe de rotation pour un pulsar, cette fois en 3D


Des astrophysiciens chinois, américains, allemands et australiens viennent de mettre en évidence pour la première fois l'existence d'un alignement à 3D quasi parfait entre le vecteur vitesse d'un pulsar et son axe de rotation. Jusqu'à présent, une telle corrélation entre vitesse et axe de rotation avait été entrevue, mais seulement à 2 dimensions. Une étude parue dans Nature Astronomy.

samedi 8 mai 2021

Observations de 3 horizons non causals dans le fond diffus cosmologique

[COSMOLOGIE] Un duo de théoriciens espagnols pense avoir trouvé une preuve observationnelle d'une violation du principe cosmologique d'isotropie. Ils montrent l'existence de trois régions distinctes dans le fond diffus cosmologique, trois "horizons", qui ont des paramètres cosmologiques différents. De tels horizons non causals sont prédits par un modèle récent qui fournirait par ailleurs une explication à l'accélération de l'expansion et résoudrait facilement la tension sur le paramètre de Hubble-Lemaître H0. Une étude parue dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

jeudi 6 mai 2021

SN 2019yvr, la supernova incomprise


SN 2019yvr est une supernova de type Ib qui a explosé en décembre 2019. Mais chose rare, l'étoile qui se trouvait exactement au même endroit avait été observée 2 ans et demi avant. Le problème est que cette étoile, d'après ses caractéristiques, n'aurait jamais dû produire cette supernova... Une étude parue dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

mardi 4 mai 2021

La Relativité Générale testée en champ fort grâce à la relation I-Love-Q des étoiles à neutrons


Des astrophysiciens viennent d'évaluer pour la première fois des paramètres fondamentaux d'une étoile à neutrons isolée : son moment d'inertie, son moment quadripolaire et son excentricité de surface, grâce à des mesures inédites du rayon et de la masse de l'étoile à neutrons. Ils leur permettent de tester la Relativité Générale en champ fort pour la première fois. Une étude parue dans Physical Review Letters

dimanche 2 mai 2021

Naines blanches : un effet dynamo à l'origine des forts champs magnétiques


Une équipe d'astrophysiciens propose une solution très élégante pour expliquer la grande diversité de la magnétisation des étoiles naines blanches, certaines possédant de très forts champs magnétiques et d'autres pas du tout. Les spécialistes se grattaient la tête depuis très longtemps... L'étude est publiée dans Nature Astronomy.

jeudi 29 avril 2021

Découverte de deux nouvelles galaxies à éruptions X quasi périodiques


Deux nouvelles galaxies produisant des éruptions de rayons X quasi périodiques provenant de leur trou noir central viennent d'être identifiées avec le télescope spatial SRG/eROSITA. On en connaît donc maintenant quatre, et on cherche toujours ardemment l'origine de ces éruptions singulières. Une étude parue dans Nature.

mercredi 28 avril 2021

Vous avez dit anti-étoiles ?


Si il existe des étoiles faites entièrement d'antimatière, peut-on savoir combien il y en aurait autour de nous ? Des astrophysiciens français se sont posé la question et y répondent positivement grâce à des observations. Des sources pouvant être des étoiles émettant des rayons gamma compatibles avec une annihilation de protons/antiprotons ont en effet été observées et permettent d'apporter des informations cruciales. Une étude publiée dans Physical Review D.

mardi 27 avril 2021

Etoiles géantes variables à longue période : un vieux mystère élucidé


Le petit mystère des étoiles géantes variables dites à longue période secondaire vient d'être percé. Le phénomène est resté inexpliqué durant plusieurs décennies... L'étude est parue dans The Astrophysical Journal Letters.

dimanche 25 avril 2021

Des exoplanètes à utiliser comme détecteurs de matière noire


Voilà une idée très intéressante avec un fort potentiel : utiliser les exoplanètes comme des calorimètres pour détecter la matière noire et sa répartition dans notre galaxie ! Il ne suffirait que de mesurer avec précision la température des exoplanètes et observer comment celle-ci évolue en fonction de la position de la planète au sein de la galaxie. Une étude parue dans la prestigieuse Physical Review Letters

samedi 24 avril 2021

Observation d'un pont à flambée d'étoiles entre deux galaxies naines en voie de fusion


Un couple de galaxies naines relativement proches en voie de fusionner révèle une grosse formation d'étoiles induite par leur interaction, de quoi comprendre les processus à l'œuvre dans l'Univers jeune. une étude parue dans The Astrophysical Journal.  

jeudi 22 avril 2021

Le titane confirme le modèle d'explosion des supernovas de type II conduite par les neutrinos


Des traces de titane viennent enfin d'être détectées dans un célèbre résidu de supernova : Cassiopeia A (Cas A), ce qui met en lumière le rôle fondamental des neutrinos dans le processus d'explosion lors du collapse gravitationnel d'une étoile massive. Une étude publiée dans Nature

mardi 20 avril 2021

FRB répétitifs : découverte de sursauts de fréquences plus basses et décalés dans le temps


C'est encore de FRB dont nous allons parler aujourd'hui. L'équipe canadienne de CHIME/FRB, celle-là même qui a découvert le sursaut de FRB 20200428 provenant d'un magnétar dont nous parlions hier, publie aujourd'hui une découverte plus qu'intéressante : la mesure d'un FRB répétitif à la fréquence la plus basse jamais détectée, ainsi qu'une dépendance temporelle entre les différentes fréquences.  Une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.

lundi 19 avril 2021

Silence radio complet pour le magnétar SGR 1935+2154 après son FRB de 2020


Il y a bientôt un an a eu lieu l'événement sans doute le plus marquant de l'année 2020 en astrophysique : la détection simultanée d'un sursaut rapide d'ondes radio et une éruption de rayons X, toutes les deux provenant de la même source, le magnétar SGR 1935+2154 situé dans notre galaxie. Depuis le 28 avril 2020, de nombreuses observations de ce magnétar se sont poursuivies, mais aucun autre signe de sursaut radio n'a pu être détecté malgré tous les efforts des radioastronomes. Une étude fouillée de ces tentatives est publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Le sursaut rapide d'ondes radio (FRB) émis par SGR 1935+2154, le premier observé en provenance de notre galaxie, avait été détecté par deux expériences : CHIME/FRB et STARE2. Sa coïncidence avec une forte éruption de rayons X détectée elle par plusieurs télescopes avait tout de suite soulevé l'enthousiasme dans la communauté astrophysique, on avait enfin une réponse à la question de l'origine des FRB, ou au moins une partie d'entre eux. Très vite, plusieurs équipes ont décidé de poursuivre les observations pendant plusieurs semaines ou mois après le 28 avril 2020. C'est le cas de la vaste équipe de Matthew Bailes (Swinburne University of Technology) qui a suivi le magnétar durant un mois et demi suite à la primo-détection et qui publie aujourd'hui ses résultats de recherche d'une nouvelle activité radio anormale.
Les chercheurs ont utilisé pas moins de six radiotélescopes dans leur quête : Arecibo, Effelsberg, LOFAR et MeerKAT, Mark 2 et Northern Cross. Et comme ils voulaient voir une nouvelle coïncidence sursaut radio/éruption X, ils ont également mobilisé du temps d'observation sur quatre télescopes spatiaux X (les télescopes X sont toujours spatiaux car les rayons X sont absorbés par l'atmosphère) : NuSTAR, HXMT, Swift et NICER sur des périodes en coïncidence avec certaines de leurs observations en radio.
Bailes et ses 61 collaborateurs (!) montrent qu'au cours de leur période de suivi, ils ont observé de multiples éruptions de rayons X issues du magnétar, mais... aucune émission d'ondes radio ponctuelle significative. Pas une seule.
L'image radio fournie par MeerKAT (entre 900 et 1700 MHz) a notamment révélé la présence non loin du magnétar d'un résidu de supernova produisant une émission radio étendue mais aucune source radio ponctuelle persistante ou transitoire à la position du magnétar et des éruptions de rayons X. 
Les chercheurs fixent donc des limites supérieures pour la production de sursauts rapides d'ondes radio par un magnétar. Ces données indiquent que SGR 1935+2154 est atypique à côté des autres étoiles à neutrons connues dans notre galaxie pour ce qui est de l'émission d'ondes radio. C'est donc une information intéressante pour tenter de mieux comprendre le processus physique qui mène à la production de ces sursauts d'ondes radio qui ne durent que quelques millisecondes au maximum. Les données d'avril 2020 n'ont pas permis de savoir par exemple si l'émission radio provenait de la magnétosphère du magnétar ou bien d'un peu plus loin.
Les observations multiples de Bailes et ses collaborateurs leur ont en tous cas permis de produire une nouvelle estimation de distance pour SGR 1935+2154, qui serait situé entre 1500 et 6500 kpc, donc un peu plus près que les estimations antérieures. Ils concluent ainsi que le FRB du 28 avril 2020 était environ 100 fois moins énergétique que le FRB le plus faible qui avait été mesuré auparavant (et non 50 fois comme ce qu'on pensait jusque là).
Le fait de ne détecter aucun pulse radio seul durant toute la période de suivi, selon les chercheurs, indique que les sursauts isolés doivent être rares, ou bien que ces sursauts doivent être produits en groupes, ou les deux. Le "silence radio" du magnétar SGR 1935+2154 durant près de deux mois à la suite de son FRB, malgré la poursuite de ses éruptions de rayons X, semble indiquer qu'il aurait une très faible efficacité de production de rayonnement radio. Pour les astrophysiciens, cette source d'ondes radio serait donc extrêmement variable et même plus que les autres magnétars connus dans notre galaxie qui sont déjà assez variables. 
L'analyse des astrophysiciens confirme donc un modèle de magnétar dans lequel les éruptions X ne sont pas nécessairement associées à des rayonnements radio, ce qui pourrait avoir une origine géométrique. Mais c'est aussi peut-être lié au fait que l'éruption X du 28 avril 2020 était différente des autres éruptions X du magnétar (antérieures et postérieures), comme l'a montré une autre étude récente...

Les chercheurs se posent pour finir la question de savoir si le résidu de supernova qui se trouve à proximité du magnétar lui serait lié (c'est très probable mais cela reste à démontrer). Comme certains modèles de FRB impliquent des magnétars "jeunes", il serait logique de voir encore le résidu de supernova qui en aurait été à l'origine. Faire le lien entre le magnétar SGR 1935+2154 et le SNR G57.2+00.8 serait donc une grande avancée selon Bailes et ses collaborateurs. Outre cette étude complémentaire à mener, la grande collaboration internationale propose bien sûr aussi de suivre du plus près possible tous les magnétars de notre galaxie en multi-longueurs d'ondes, ondes radio et rayons X en premier lieu, seule façon de comprendre la physique des FRB.

Source

Multi-frequency observations of SGR J1935+2154
Matthew Bailes et al.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 503, Issue 4, (June 2021) 


Illustration

Image en ondes radio obtenue avec MeerKAT de la région entourant le magnétar SGR J1935+2154 (Bailes et al.)

samedi 17 avril 2021

Que se passerait-il si un trou noir traversait le système solaire ?


Deux astrophysiciens se sont posé très sérieusement la question : que se passerait-il si un trou noir ou bien une étoile à neutrons traversaient le système solaire ? Quel serait leur impact sur les planètes ? La réponse troublante de cette étude est publiée dans Astronomy&Astrophysics.

vendredi 16 avril 2021

Nébuleuse du Crabe : augmentation du flux de rayons X en coïncidence avec les pulses radio géants


Une équipe internationale vient de découvrir que les pulses géants d'ondes radio provenant du pulsar de la nébuleuse du Crabe coïncident avec une augmentation significative de son émission de rayons X, qui indique l'existence d'un mécanisme sous-jacent produisant des rayonnements dans tous le spectre électromagnétique. Une étude publiée dans Science.

mercredi 14 avril 2021

Découverte d'un trou de 3 masses solaires à 1500 années-lumière


Une équipe d'astrophysiciens vient de publier la découverte d'un des trous noirs les plus proches de nous connu à ce jour. Situé à 460 parsecs (1500 années-lumière), il a une masse de seulement 3 masses solaires, un cas rare. Une étude à paraître dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

mardi 13 avril 2021

Trois naines brunes en rotation très rapide


Des observations en infra-rouge avec le télescope spatial Spitzer et des télescopes terrestres dévoilent des naines brunes en rotation très rapide : jusqu'à 107 km/s au niveau de l'équateur : 10 fois plus que notre Jupiter, pour des objets de taille similaire mais dont la masse est entre 40 et 65 fois plus élevée. Une étude à paraître dans The Astronomical Journal.

dimanche 11 avril 2021

5200 tonnes de matière extraterrestre tombent sur Terre chaque année


Entre 3700 et 6400 tonnes de poussière extraterrestre, c'est la quantité qui atteint le sol de la Terre chaque année! Cette évaluation a été faite par des chercheurs français, états-uniens et britannique grâce à la collecte de micrométéorites dans la glace Antarctique de la station Concordia. Une étude publiée dans Earth and Planetary Science Letters.

vendredi 9 avril 2021

L'Anneau du Lion trouve une explication après 38 ans


En 1983, le jeune astrophysicien Stephen Scheider et ses collaborateurs ont fait une découverte fortuite dans la constellation du Lion avec le radiotélescope d'Arecibo : un énorme nuage d'hydrogène froid 6 fois plus grand que la Voie Lactée, qui fut ensuite appelé l'"anneau du Lion" de par sa forme. Après 38 ans d'observations multiples à la recherche de l'origine de ce nuage étonnant, une équipe utilisant l'instrument MUSE du VLT vient de donner une réponse définitive sur l'origine de l'anneau du Lion. Une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.

mercredi 7 avril 2021

Annonce des résultats de Muon g-2 : Confirmation de l'écart avec le modèle standard (ou pas)!

Ce 7 avril 2021, la collaboration Muon g-2 a annoncé ses premiers résultats très attendus par de nombreux physiciens depuis 2004. Après avoir présenté les aspects théoriques ainsi que la complexité de la mesure expérimentale qui nécessite d'effectuer une série de corrections très fines et de réduire drastiquement les effets systématiques qui peuvent introduire des biais dans la mesure, le porte-parole de Muon g-2 a fini par dévoiler la valeur obtenue pour le paramètre aµ

mardi 6 avril 2021

Découverte d'une émission gamma diffuse de PeVatrons dans le disque galactique


Il y a un peu plus d'un mois, je vous relatais la détection d'un PeVatron (un accélerateur de rayons cosmiques) dans un résidu de supernova par le détecteur gamma Tibet ASγ. Deux semaines plus tard, c'était dans un cocon d'étoiles qu'un autre PeVatron semblait avoir été découvert par l'expérience HAWK. Aujourd'hui, la collaboration sino-japonaise de Tibet ASγ publie une nouvelle étude, cette fois-ci dans Physical Review Letters, pour annoncer la détection d'une émission diffuse de rayons gamma énergétiques, dans tout le disque galactique, révélant la présence de rayons cosmiques très énergétiques un peu partout dans notre galaxie, et indiquant le présence de nombreux PeVatrons.

samedi 3 avril 2021

Des marées sur les trous noirs


Les astrophysiciens Alexandre Le Tiec (Observatoire de Paris) et Marc Casals (Brazilian Center for Research in Physics) ont trouvé le titre parfait pour leur nouvelle publication : Spinning Black Holes fall in Love. Tout un programme... Ils y parlent de la déformabilité des trous noirs par effets de marée gravitationnelle, une déformabilité qui est caractérisée par ce qu'on appelle le nombre de Love, du nom du mathématicien britannique Augustus Love... Une étude parue dans Physical Review Letters.

jeudi 1 avril 2021

Uranus émet des rayons X elle aussi


Uranus émet des rayons X ! Une équipe d'astronomes internationale vient d'annoncer la détection pour la première fois de rayons X en provenance de la géante glacée grâce à des observations du télescope Chandra. Une étude publiée dans Journal of Geophysical Research.

mardi 30 mars 2021

Découverte d'un sursaut gamma qui a subi une lentille gravitationnelle par un trou noir massif


Une étude australienne publiée dans Nature Astronomy vient de trouver dans les archives un sursaut gamma qui a subi une distorsion par une lentille gravitationnelle, et celle-ci est très probablement un trou noir de plusieurs dizaines de milliers de masses solaires, un trou noir de masse intermédiaire... 

samedi 27 mars 2021

L'océan d'Encelade parcouru de courants entre équateur et pôles


Une analyse de la structure de la croûte glacée d'Encelade arrive à la conclusion que la différence d'épaisseur de la glace est liée à des courants océaniques sous-jacents. Une étude publiée dans Nature Geoscience.

mercredi 24 mars 2021

Observation inédite de la polarisation de l'anneau de M87*


La collaboration Event Horizon Telescope, qui avait produit la première image de l'ombre de l'horizon d'un trou noir (M87*), vient de publier des nouveaux résultats issus de ses données de 2017. Elles concernent la polarisation de la lumière, c'est à dire indirectement les champs magnétiques qui entourent le trou noir supermassif. Les deux articles de la collaboration, publiés dans The Astrophysical Journal Letters, qui forment la suite des 6 articles fondateurs d'avril 2019, sont accompagnés par un troisième dans le même numéro de ApJL mais qui exploite quant à lui des observations de ALMA seul et pas uniquement sur M87*...

dimanche 21 mars 2021

Muon g-2 à la recherche d'une nouvelle physique


Le 7 avril prochain sera dévoilé le résultat attendu depuis 17 ans d'une expérience américaine nommée Muon g-2 qui a pour objectif de mesurer le moment magnétique anomal du muon avec une très grande précision. Une version antérieure de cette expérience avait montré en 2004 un écart significatif avec la prédiction théorique du modèle standard de la physique des particules. Une confirmation de cette anomalie mettrait sur la piste d'une nouvelle particule, voire de toute une nouvelle physique, avec d'évidentes implications en astrophysique. Faisons donc un point sur cette mesure, son principe et ses enjeux, à deux semaines de la révélation du résultat qu'on espère positif (comme à peu près toute la communauté des physiciens, avide de changer de paradigme). 

vendredi 19 mars 2021

La toile cosmique révélée à grand redshift par l'émission de fluorescence de ses galaxies naines


Le modèle cosmologique standard prédit que les galaxies naissent au sein de filaments de gaz et de matière noire. Pour la première fois, ces filaments ont pu être observés directement grâce à l'émission UV de l'hydrogène neutre redshiftée dans l'infra-rouge grâce à la très grande distance spatiotemporelle qui nous en sépare. Une observation effectuée avec l'instrument MUSE du VLT et rapportée dans Astronomy and Astrophysics

jeudi 18 mars 2021

Jupiter : la Grande Tache Rouge attaquée et sauvée par une série d'anticyclones


La Grande Tache Rouge (GTR) de Jupiter, cet énorme anticyclone vieux de plusieurs siècles s'est fait attaquer par plusieurs plus petits anticyclones ces dernières années. une équipe d'astronomes vient d'étudier ce phénomène en détail et montre comment la GTR, bien que perturbée, a surmonté les coups de boutoir et pourrait même en profiter. Une étude publiée dans Journal of Geophysical Research.   

mardi 16 mars 2021

Un amas de jeunes étoiles est une source de rayons cosmiques très énergétiques


La collaboration HAWC de détection de rayons cosmiques vient d'identifier une imposante source de rayons cosmiques très énergétiques, et à la surprise des chercheurs, celle-ci n'est pas un des accélérateurs astrophysiques classiquement attendus comme des résidus de supernova, mais simplement un amas d'étoiles en formation. Une étude publiée dans Nature Astronomy.

dimanche 14 mars 2021

Observation en multi-longueurs d'ondes d'une étoile binaire singulière : U Monocerotis


U Monocerotis est une rare étoile binaire de type RV Tauri, un système variable composé d'une étoile géante en fin de vie et d'une étoile standard, toutes les deux cachées partiellement dans un épais disque de gaz et de poussière circumbinaire. Une équipe internationale vient d'étudier U Monocerotis dans toutes les longueurs d'ondes, depuis les ondes radio jusqu'aux rayons X (pour le première fois pour un tel système), une étude publiée dans The Astrophysical Journal.


samedi 13 mars 2021

La fabrique des champs magnétiques astrophysiques reproduite en laboratoire


On le sait, le milieu interstellaire est peuplé de champs magnétiques, dont on ne comprend pas bien les processus de production et d'amplification dans les plasmas astrophysiques. Une équipe internationale vient d'apporter des résultats très intéressants en réussissant à reproduire pour la première fois en laboratoire un plasma turbulent comme ceux qui sont rencontrés dans les grandes structures de l'Univers, une étude publiée dans les Proceedings of the National Academy of Science of the US.

mercredi 10 mars 2021

Observation d'un antineutrino d'origine astrophysique via le processus de résonance de Glashow prédit il y a 60 ans


La collaboration IceCube vient de mettre en évidence pour la première fois l'existence d'un antineutrino électronique d'origine astrophysique avec une énergie égale à 6,3 PeV. Cette détection unique est fondée sur un processus physique prédit il y a 60 ans, la résonance de Glashow, et elle conforte au passage le modèle standard de la physique des particules. Une étude parue dans Nature.

mardi 9 mars 2021

Une nouvelle méthode puissante de mesure de H0 confirme la forte tension cosmologique


Une mesure d'un nouveau type permettant de déterminer la constante de Hubble Lemaitre H0 vient confirmer les mesures obtenues grâce aux Cépéides et aux supernovas Ia, renforçant la grosse tension qui existe en cosmologie. Une étude publiée dans The Astrophysical Journal.

lundi 8 mars 2021

L'origine du faisceau de sodium de la Lune


Du fait de son absence d’atmosphère, la surface de la Lune est constamment bombardée par le rayonnement cosmique du Soleil, des photons de toutes longueurs d’ondes, ainsi que des météorites plus ou moins grosses. Toutes ces interactions peuvent libérer certains atomes du régolithe et les envoyer dans l’espace où ils pourront être accélérés par la pression des photons solaires. Une étude montre aujourd’hui les caractéristiques de ce type d’émanation pour le sodium, qui forme ce qui ressemble à une véritable queue de comète et qui est visible une fois par mois lors de chaque nouvelle Lune, lorsque la Terre se trouve dans l’axe Soleil-Lune. Une étude publiée dans Journal of Geophysical Research

vendredi 5 mars 2021

Les éruptions massives répétées de l'étoile hypergéante VY CMa


VY Canis Majoris n'est pas une étoile géante, ni une supergéante, c'est une étoile hypergéante, l'une des étoiles les plus grandes que nous connaissons actuellement. A l'image de ce qui est arrivé à Bételgeuse l'année dernière, VY Canis Majoris a elle aussi connu des épisodes de brusque perte de luminosité suivis d'un retour à la normale, et on a finalement également compris leur origine. Une étude parue dans The Astronomical Journal.  

mardi 2 mars 2021

Un Pevatron décelé dans un résidu de supernova proche


Ce qu'on appelle un Pevatron, c'est un accélérateur astrophysique de particules, qui peut les accélérer jusqu'à des énergies de l'ordre du Pétaélectronvolt (1 million de Gigaélectronvolts). Un tel système d'accélération vient d'être identifié grâce aux photons gamma énergétiques qui y sont produits en réactions secondaires. Une étude publiée dans Nature Astronomy.

dimanche 28 février 2021

Trop d'antiquarks down dans le proton


Une nouvelle expérience vient de trouver que les antiquarks virtuels down ne sont pas en même proportion que les antiquarks up dans les protons, alors qu'ils devraient l'être. Une anomalie qui n'a pas d'explication aujourd'hui. Une étude parue dans Nature cette semaine. 

vendredi 26 février 2021

Le sursaut X en coïncidence avec le FRB galactique FRB 200428 n'était pas comme les autres


Quatre articles cette semaine dans Nature Astronomy reviennent sur les observations du premier FRB de notre galaxie FRB 200428 qui se trouve être associé à un magnétar (SGR 1935+2154). Trois d'entre eux décrivent le sursaut de rayons X qui a pu être observé en coïncidence avec le sursaut radio rapide, par différents télescopes spatiaux : Agile, HXMT et Konus-Wind, et le dernier sur lequel nous allons attarder, s'intéresse aux sursauts de rayons X du magnétar qui ont eu lieu juste avant l'émission du FRB, offrant une comparaison très instructive.

mardi 23 février 2021

Détection d'un neutrino astrophysique issu d'une destruction maréale d'étoile


Pour la première fois, un neutrino ultra-énergétique détecté par IceCube est identifié comme ayant pour origine un événement de destruction stellaire par un trou noir supermassif. Et c'est accessoirement le deuxième neutrino astrophysique pour lequel on peut mettre un nom sur la source. Deux études parues dans le même numéro de Nature Astronomy y sont consacrées.

vendredi 19 février 2021

Réévaluation de la masse du trou noir historique Cygnus X-1


Cygnus X-1
, le tout premier trou noir à avoir été détecté indirectement (en 1964) via les rayons X que produit la matière qu’il accrète de l’étoile qui l’accompagne dans son système binaire, vient de voir sa masse réévaluée de 50%, et à la hausse ! De quoi bouleverser ce qu’on pensait de la fin de vie de l’étoile qui lui a donné naissance. Une étude parue dans Science.

mardi 16 février 2021

Les Cheminées du Centre Galactique dans le détail


Une étude effectuée par une équipe internationale s'intéresse aux structures complexes qui surplombent tout juste le trou noir supermassif de notre galaxie, ce qui a été nommé des "Cheminées", découvertes il y a deux ans en rayons X et qui semblent reliées aux énormes structures qu'on appelle les Bulles de Fermi... Les Cheminées ont ici été observées dans de multiples longueurs d'ondes, avec des résultats publiés dans Astronomy&Astrophysics.

On le sait, le centre de la Voie Lactée dans les premières centaines de parsecs autour de Sgr A*, présente un environnement extrêmement complexe pour ce qui est de son milieu interstellaire. on y voit des filaments, des traces d'ondes de choc, des écoulements et des arcs de plasma. Mais ce qu'on appelle les "Bulles de Fermi" sont peut-être les structures les plus fascinantes qui paraissent associées au trou noir central, et plus exactement à une potentielle activité passée. Ces énormes structures (dont nous parlons depuis 2013) qui s'étalent de part et d'autre du plan galactique sur des milliers d'années-lumière ont été découvertes en rayons gamma en 2010 avec le télescope spatial Fermi qui leur à donné le nom de celui à qui il doit lui-même son nom, le physicien Enrico Fermi. Il s'agit de vastes étendues de gaz ionisé dont les bordures produisent encore aujourd'hui du rayonnement gamma par leurs interactions avec le milieu environnant. Mais ces énormes bulles ne prennent pas naissance au niveau du trou noir lui-même, mais un peu plus haut (et plus bas). 
Et c'est en mars 2019 qu'ont été découvertes d'autres structures de plasma se situant entre Sgr A* et la base des bulles de Fermi. Elles ont une forme en sablier très allongé et semblent faire le lien entre la région la plus centrale de la Voie Lactée et la base des bulles de Fermi. Gabriele Ponti (INAF) et ses collaborateurs américain, russe, sud-africain et britannique,  ont observé en détail ces curieuses cheminées, non plus simplement en rayons X cette fois-ci (avec XMM-Newton), mais aussi en infra-rouge avec WISE et en ondes radio avec MeerKAT. 
En comparant les données dans les différentes longueurs d'onde, les astrophysiciens parviennent à montrer que les cheminées sont formées d'un écoulement constitué de plusieurs phases, avec à la fois du plasma chaud, du gaz ionisé et du gaz moléculaire. Ils observent également que ces structures doivent être soutenues par des champs magnétiques verticaux très puissants.
L'observation clé de l'équipe de Ponti est que les émissions X, radio et infra-rouge sont profondément interconnectées entre elles, formant des structures cohérentes sur une échelle de plusieurs centaines de parsecs.

En regardant de près la répartition spatiale des cheminées nord et sud, les astrophysiciens concluent que la cheminée nord pointe très probablement vers nous avec un certain angle. Les observations en radio et en infra-rouge révèlent en outre la présence d'une multitude de chocs à l'interface des cheminées et du milieu interstellaire, qui sont autant d'indications des interactions de cet écoulement multiphasique avec le milieu ambiant. En particulier, on peut voir que l'écoulement de gaz moléculaire produit un choc étendu et structuré tout le long de la bordure ouest de la cheminée nord.
Il apparaît aux chercheurs très difficile de déterminer l'origine de cet écoulement vertical, du fait de la complexité des différentes structures qui sont visibles, associée aux effets de projection et à l'atténuation de la poussière présente en grande quantité dans cette région. Ils proposent tout de même 
différents scénarios, avec pour fil conducteur l'idée qu'une activité intermittente dans le centre galactique est à l'origine des nombreuses structures observées dans les cheminées. Pour Ponti et ses collaborateurs, si les Bulles de Fermi retracent une activité très ancienne du trou noir supermassif, les cheminées et les structures complexes qui les accompagnent, visibles dans le domaine radio et infra-rouge, tracent très probablement l'activité la plus récente de Sgr A* et de son entourage proche.
Il paraît clair pour les astrophysiciens que les cheminées ont été sculptées par des vents à grande échelle produits à différentes époques. Ils arrivent à cette conclusion par l'observation de différentes dynamiques au sein des différentes composantes des écoulements. Concernant les champs magnétiques, ils peuvent même dire qu'ils doivent être très verticaux à la base des cheminées puis diverger à plus haute latitude. Ponti et ses collaborateurs observent que la pression thermique associée au plasma chaud apparaît plus faible que la pression dynamique de l'écoulement du gaz moléculaire et que la pression magnétique. Cette donnée importante fait dire aux chercheurs que soit la source de l'écoulement est plus puissante que le plasma chaud ou soit les cheminées sont elles aussi une relique d'une activité passée plus énergétique.
En conclusion, les observations en multi-longueurs d'ondes indiquent que les cheminées surplombant Sgr A* représentent bien un canal qui connecte l'activité quasi continue, mais intermittente, du centre galactique avec la base des Bulles de Fermi. Selon Ponti et ses collègues, les bords des cheminées avec leurs traces de chocs proéminents sont notamment des signes évidents d'émission et d'écoulements récents en provenance de la zone ultra-centrale de notre galaxie.

Pour mieux comprendre ce que l'on voit au niveau des cheminées qui entourent notre trou noir supermassif, il sera crucial, pour Gabriele Ponti et ses collaborateurs, de recourir à de nouvelles observations à multi-longueurs d'ondes plus raffinées, comme par exemple des mesures de polarisation des ondes radio ou de la spectroscopie des rayons X.


Source

The Galactic center chimneys: the base of the multiphase outflow of the Milky Way
G. Ponti et al.
Astronomy&Astrophysics 646, A66 (09 February 2021)


Illustrations

1) Les cheminées observées en multi-longueur d'ondes (Ponti et al.)

2) Vue d'artiste des Bulles de Fermi et des Cheminées (Nature)

3) Structures des cheminées en ondes radio observées avec MeeKAT (Ponti et al.)

samedi 13 février 2021

Observation d'objets astrophysiques circulaires non identifiés


Ce n'est pas donné à tout le monde de trouver des objets totalement nouveaux dont on n'arrive pas à comprendre la nature. C'est ce qui est arrivé à une équipe internationale à majorité australienne en étudiant le ciel en ondes radio. Ils observent quatre objets de forme circulaire assez étendus, qui ne ressemblent à rien de connu, ils les ont appelé des ORC (Odd Radio Circles, cercles radio bizarres). Une étude publiée dans Publications of the Astronomical Society of Australia.  

jeudi 11 février 2021

Un seul gros trou noir ou une multitude de petits dans le coeur de l'amas globulaire NGC 6397 ?


Qu'y a-t-il au coeur  de l'amas globulaire NGC 6397 ? Un gros trou noir de plusieurs de milliers de masses solaires ou plusieurs milliers de trous noirs de quelques de masses solaires ? C'est à cette question que se sont attaqués deux astrophysiciens de l'Institut d'Astrophysique de Paris. Ils publient leur résultat dans Astronomy&Astrophysics

mardi 9 février 2021

Identification d'un résidu de supernova de type Iax à proximité de Sgr A*


A proximité immédiate du centre galactique se trouve un résidu de supernova qui avait été attribué à une supernova de type Ia, mais aujourd'hui, une équipe internationale arrive à la conclusion que ce résidu est celui d'un autre type de supernova, le type Iax, le premier spécimen découvert dans notre galaxie. Une étude à paraître dans The Astrophysical Journal.

dimanche 7 février 2021

Une étoile hypervéloce provenant de la galaxie naine satellite Sagittarius


Une équipe d'astrophysiciens chinois rapporte la découverte d'une étoile hypervéloce dont la trajectoire semble provenir de la galaxie naine satellite Sagittarius. Elle en aurait été éjectée violemment il y a environ 38 millions d'années... Une étude parue dans The Astrophysical Journal Letters.

jeudi 4 février 2021

Une exolune glacée mise en évidence par la pollution d'une naine blanche


Une équipe d'astronomes américains vient d'observer une composition chimique très anormale à la surface d'une étoile naine blanche, avec un fort excès en béryllium. Il parviennent à attribuer l'origine de cette pollution à une exolune d'une planète géante orbitant autour de cette naine blanche. Une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.