*Une formation énorme d'étoiles.... dans les limites des lois de la physique

[Daniel JEquipe du forum]

Enorme formation d'étoiles aux limites des lois physiques

Comment
les premières étoiles ont été formées ? Des indications concrètes ont
été trouvées pour la première fois par une équipe internationale de
chercheurs, dont un directeur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de...) du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de...). En observant l'une des galaxies les plus éloignées connue à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux...) (un quasar (En astronomie, un quasar (pour source de rayonnement quasi-stellaire, quasi-stellar en anglais) est une source...) formé moins d'un milliard d'années après le Big Bang) ils ont réussi à dénicher un nombre (Un nombre est un concept caractérisant une unité, une collection d'unités ou une fraction d'unité.) gigantesque d'étoiles en son coeur, un chiffre (Un chiffre est un symbole, représentant une valeur numérique, employé pour représenter des nombres. Le mot...) si énorme qu'il approche les limites des lois physiques. Cette découverte est d'autant plus intéressante qu'elle réfute une théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage...) longtemps nourrie selon laquelle les premières étoiles se seraient formées de manière dispersée dans tout le volume (En physique, le volume d'un objet mesure « l'extension dans l'espace » qu'il possède dans les trois...) des jeunes galaxies. La détection a pu être réalisée grâce à l'interféromètre du Plateau de Bure de l'IRAM (Institut de Radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie qui s'occupe de l'observation du ciel dans le domaine des ondes...) Millimétrique: CNRS-INSU, MPG, IGN) dans les Hautes-Alpes. Ces résultats sont publiés dans Nature du 05 février 2009.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) des premières étoiles



La galaxie observée par les scientifiques, J1148+5251, est l'une des galaxies actives les plus éloignées de la Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant...). Elle est à 12,8 milliards d'années lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...):
les images captées montrent la galaxie dans son état il y a 12,8
milliards d'années, soit moins d'un milliard d'années après le Big Bang (Le Big Bang[1] désigne l’époque dense et chaude qu’a connue l’univers il y a environ 13,7 milliards...) ! Pour cartographier une source à une telle distance, le télescope (Un télescope (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir ») est un...) utilisé doit être en mesure de distinguer une pièce d'un euro à 18 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini...),
ce qui est le cas pour l'interféromètre du Plateau de Bure. Grâce à
l'observatoire de l'IRAM, les astronomes ont détecté dans ce quasar la
raie émise par l'atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...) de carbone (Table complète - Table étendue) dans son état ionisé, ion qui joue un rôle essentiel dans le refroidissement du gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) interstellaire, et donc dans la formation des étoiles. Cette raie, émise dans le domaine infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la...) lointain (à 158 microns), est inobservable du sol ; mais avec l'expansion de l'Univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant...),
elle se trouve "décalée" dans le domaine radio millimétrique (à 1
millimètre) pour cet objet situé aux confins de l'Univers et devient
donc observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire obtenir la valeur ou un intervalle...) par les radiotélescopes de l'interféromètre du Plateau de Bure. C'est ainsi que les astronomes ont mis en évidence une immense activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de formation stellaire au coeur de cette galaxie, si élevée qu'elle effleure les limites des lois de la physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ...).

Des étoiles se forment lorsqu'un nuage interstellaire (En astronomie, nuage interstellaire est le nom générique donné aux accumulations de gaz et de poussières dans notre...) de gaz et de poussière s'effondre sous sa propre gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), s'échauffant progressivement. Le rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement...)
qui naît de ce processus disperse les nuages de gaz et de poussière et
les empêche de s'effondrer à nouveau. Ainsi, le processus de formation
d'étoiles se trouve arrêté. Il y a donc une limite d'étoiles naissantes
par période et par région de formation stellaire.

"Cette limite est atteinte dans J1148+5251 !", explique Fabian Walter, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile...) au Max-Planck-Institut für Astronomie (Avec plus de 6 000 ans d'Histoire, l'astronomie est probablement la plus ancienne des sciences naturelles, ses origines...)
à Heidelberg (Allemagne). "Dans notre Galaxie, des conditions aussi
extrêmes, comparables à celles de J1148+5251, ne se trouvent que dans
de petites régions, comme dans certaines parties de la nébuleuse
d'Orion. Mais ce que nous avons observé correspond à la formation de
trois soleils par jour, un taux de formation cent millions de fois
celui d'Orion !".

Pour la première fois, les scientifiques ont également réussi à mesurer
l'étendue de la région de formation stellaire. Celle-ci n'est que de 5
000 années-lumière, un chiffre relativement faible. "Le résultat est
surprenant", constate Fabian Walter. "Dans cette galaxie, les étoiles
qui se forment chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la...) ont une masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur...) totale de plus de 1 000 fois la masse de notre Soleil ((pourcentage en masse)),
et cela dans une région relativement petite selon les normes
astronomiques". En comparaison, la masse de toutes les étoiles qui
naissent dans notre Galaxie ne fait qu'une masse solaire (En astrophysique, la masse solaire est l'unité de masse conventionnellement utilisée pour les étoiles ou les autres...)
par an. Grâce aux mesures récoltées, les scientifiques pourront
procéder aux premiers calculs des taux de formations d'étoiles par
volume ainsi qu'aux comparaisons avec de modèles de formations
stellaires déjà existants.

Il y a une autre raison pour laquelle ces mesures se révèlent
spectaculaires: l'intense formation stellaire dans une région centrale
de la galaxie montre clairement que les étoiles se forment au coeur
même des jeunes galaxies. Ce n'est qu'au fil du temps que cette région
intérieure se remplit avec de jeunes étoiles et qu'elle atteint la
taille habituelle des galaxies plus vieilles – par exemple en entrant
en collision (On appelle collision le choc entre deux objets.) ou en fusionnant avec une autre galaxie. D'une importance cruciale, ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide...)
permettront aux scientifiques non seulement d'améliorer les savoirs sur
l'évolution des galaxies – y compris la nôtre – mais également
d'élaborer des modèles probants de cette évolution.

"Le résultat marque une étape décisive dans l'étude des premières
galaxies formées dans l'Univers" déclare Pierre Cox, Directeur de
l'IRAM et membre de l'équipe internationale. " Il n'a été possible que
grâce aux récents développements apportés à l'interféromètre du Plateau
de Bure. Il préfigure d'autres observations d'objets aux confins de
l'Univers qui permettront de mieux comprendre comment les galaxies se
sont formées, de décrire leurs conditions apparemment extrêmes de
formation stellaire ainsi que la relation entre la formation des
étoiles et celle du trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche...) massif central.".  



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