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La formation des étoiles et des galaxies vue par le satellite Herschel

Par Laurent Vigroux, directeur de l’Institut d’astrophysique de Paris, une conférence du Bureau des Longitudes

L’infrarouge permet d’observer les corps froids dans les galaxies. C’est pourquoi le satellite Herschel, à travers ses trois instruments, utilise cette technologie pour percer le secret de la formation des étoiles et des galaxies. Il révolutionne notre compréhension des mécanismes. Au cours d’une conférence donnée au Bureau des longitudes en janvier 2011, Laurent Vigroux détaille les résultats dont les images prêtent à rêver.


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L’astronomie infrarouge a réellement démarré avec le satellite IRAS en 1983 (regroupant les Etats-Unis, le Royaume-Uni et les Pays-Bas). On découvre alors l’ampleur des nuages interstellaires, on voit les étoiles se former et, plus inattendu, on découvre une nouvelle classe de galaxies qui émettent plus d’énergie dans l’infrarouge que dans le visible. Presque 100% de la lumière des étoiles de ces galaxies est absorbé par les poussières interstellaires et réémis dans l’infrarouge par le rayonnement thermique des poussières. Les satellites ISO (1995 ESA) et SPITZER (2003, NASA) ont permis d’approfondir les découvertes d’IRAS, principalement dans les domaines de l’infrarouge moyen, entre 3 et 100 microns. Il revient à Herschel, l’observatoire spatial de l’ESA lancé en 2009, de compléter cette lignée en étendant le domaine d’investigation entre 100 et 600 microns, domaine encore inexploré.



Avec un télescope de 3,5 mètres de diamètre, Herschel est le plus grand observatoire spatial jamais lancé. Il embarque trois instruments :
- 2 instruments d’imagerie et de spectroscopie : PACS, entre 60 et 200 microns et SPIRE entre 200 et 600 microns
- Un spectrographe à très haute résolution HIFI



Les programmes scientifiques de PACS et SPIRE concernent principalement la formation des étoiles, la physique des galaxies et l’étude des galaxies les plus lointaines. HIFI est surtout destiné à des études du milieu interstellaire, et plus particulièrement l’étude de la vapeur d’eau, présente dans la plupart des objets de l’Univers.

Au tout début de leur formation, les protoétoiles sont encore très froides, vers 100 K seulement et le pic de leur émission se situe vers 150 microns. Dans les premières étapes de leur évolution, les galaxies passent par des épisodes de formation d’étoiles intenses, qui ne s’observent que dans l’infrarouge avec un pic d’émission entre 60 et 100 microns. Mais le décalage vers le rouge dû à l’expansion de l’Univers fait que ce pic est repoussé au-delà de 200 microns pour les galaxies lointaines. En plus d’une année de fonctionnement, Herschel a révolutionné notre compréhension des mécanismes de formation d’étoiles et l’évolution des galaxies.
Laurent Vigroux



Pour suivre les explications de Laurent Vigroux, nous vous invitons à(...)


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