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    Des astronomes publient une carte du ciel de milliers de galaxies nouvellement découvertes

    Cette image montre comment le radiotélescope LOFAR ouvre une nouvelle vision de l'univers. L'image montre l'amas de galaxies Abell 1314. Dans les tons de gris, un morceau du ciel peut être vu tel que nous le connaissons en lumière visible. Les teintes oranges montrent le rayonnement radio émettant dans la même partie du ciel. L'image radio semble complètement différente et change nos hypothèses sur la façon dont les galaxies apparaissent et se développent. Ces objets sont situés à une distance d'environ 460 millions d'années-lumière de la Terre. Au milieu de chaque galaxie se trouve un trou noir. Quand la matière y tombe, une quantité incroyable d'énergie est libérée et des électrons sont éjectés comme une fontaine. Ces électrons accélérés produisent une émission radio qui peut s'étendre sur des distances gigantesques et n'est pas visible aux longueurs d'onde optiques. Crédit :Rafaël Mostert/LOFAR Surveys Team/Sloan Digital Sky Survey DR13

    Une équipe internationale de plus de 200 astronomes de 18 pays a publié la première phase d'une nouvelle étude majeure du ciel radio avec une sensibilité sans précédent utilisant le télescope Low Frequency Array (LOFAR). L'enquête révèle des centaines de milliers de galaxies auparavant non détectées, jeter un nouvel éclairage sur de nombreux domaines de recherche, notamment la physique des trous noirs et l'évolution des amas de galaxies. Un numéro spécial de Astronomie &Astrophysique est consacré aux vingt-six premiers articles de recherche décrivant l'enquête et ses premiers résultats.

    La radioastronomie révèle des processus dans l'univers qui ne peuvent pas être vus avec des instruments optiques. Dans cette première partie du relevé du ciel, LOFAR a observé un quart de l'hémisphère nord à de basses fréquences radio. À ce point, environ 10 pour cent de ces données ont été rendues publiques. Il mappe 300, 000 sources, dont presque toutes sont des galaxies dans l'univers lointain; leurs signaux radio ont parcouru des milliards d'années-lumière pour atteindre la Terre.

    Trous noirs

    Huub Röttgering, L'Université de Leiden (Pays-Bas) déclare :"Si nous prenons un radiotélescope et que nous regardons le ciel, nous voyons principalement l'émission de l'environnement immédiat de trous noirs massifs. Avec LOFAR, nous espérons répondre à la question fascinante :d'où viennent ces trous noirs ?" Les chercheurs savent que les trous noirs sont des mangeurs salissants. Lorsque du gaz tombe sur eux, ils émettent des jets de matière visibles aux longueurs d'onde radio.

    Philippe Best, Université d'Édimbourg (Royaume-Uni), dit, "LOFAR a une sensibilité remarquable et cela nous permet de voir que ces jets sont présents dans toutes les galaxies les plus massives, ce qui signifie que leurs trous noirs n'arrêtent jamais de manger."

    L'amas de galaxies Abell 1314 est situé dans la Grande Ourse à une distance d'environ 460 millions d'années-lumière de la Terre. Il héberge une émission radio à grande échelle qui a été causée par sa fusion avec un autre cluster. L'émission radio non thermique détectée avec le télescope LOFAR est représentée en rouge et rose, et l'émission thermique de rayons X détectée avec le télescope Chandra est représentée en gris, superposée à une image optique. Crédit :Amanda Wilber/LOFAR Surveys Team/NASA/CXC

    Amas de galaxies

    Les amas de galaxies sont des ensembles de centaines à des milliers de galaxies. On sait depuis des décennies que lorsque deux amas de galaxies fusionnent, ils peuvent produire des émissions radio couvrant des millions d'années-lumière. Cette émission proviendrait de particules accélérées lors du processus de fusion. Amanda Wilber, Université de Hambourg (Allemagne), dit, "Avec les observations radio, nous pouvons détecter le rayonnement du milieu ténu qui existe entre les galaxies. Ce rayonnement est généré par des chocs énergétiques et des turbulences. LOFAR nous permet de détecter beaucoup plus de ces sources et de comprendre ce qui les alimente."

    Annalisa Bonafede, Université de Bologne et INAF (Italie), dit, "Ce que nous commençons à voir avec LOFAR, c'est que dans certains cas, des amas de galaxies qui ne fusionnent pas peuvent aussi montrer cette émission, bien qu'à un niveau très bas qui était auparavant indétectable. Cette découverte nous apprend qu'outre les événements de fusion, il y a d'autres phénomènes qui peuvent déclencher l'accélération des particules sur des échelles énormes."

    Champs magnétiques

    "Les champs magnétiques envahissent le cosmos, et nous voulons comprendre comment cela s'est produit. La mesure des champs magnétiques dans l'espace intergalactique peut être difficile, car ils sont très faibles. Cependant, la précision sans précédent des mesures LOFAR nous a permis de mesurer l'effet des champs magnétiques cosmiques sur les ondes radio d'une radiogalaxie géante d'une taille de 11 millions d'années-lumière. Ce travail montre comment nous pouvons utiliser LOFAR pour nous aider à comprendre l'origine des champs magnétiques cosmiques, " explique Shane O"Sullivan, Université de Hambourg.

    Cette image montre M51, également connu sous le nom de Whirlpool Galaxy. Il est à 15-35 millions d'années-lumière de la Terre et à environ 60, 000 années-lumière de diamètre. Au centre de la galaxie spirale se trouve un trou noir supermassif. Avec les données LOFAR (teintes jaunes et rouges), nous pouvons voir que la galaxie spirale et sa compagne interagissent car il y a un pont d'émission qui les relie. Crédit :Sean Mooney/LOFAR Surveys Team/Digitized Sky Survey

    Images de haute qualité

    La création de cartes du ciel radio basse fréquence prend à la fois un temps de télescope et de calcul important et nécessite de grandes équipes pour analyser les données. "LOFAR produit d'énormes quantités de données - nous devons traiter l'équivalent de 10 millions de DVD de données. Les enquêtes LOFAR ont récemment été rendues possibles par une percée mathématique dans la façon dont nous comprenons l'interférométrie, " dit Cyril Tasse, Observatoire de Paris—Station de radioastronomie à Nançay (France).

    "Nous avons travaillé avec SURF aux Pays-Bas pour transformer efficacement les énormes quantités de données en images de haute qualité. Ces images sont désormais publiques et permettront aux astronomes d'étudier l'évolution des galaxies avec des détails sans précédent, " dit Timothy Shimwell, Institut néerlandais de radioastronomie (ASTRON) et Université de Leiden.

    Le centre de calcul et de données de SURF situé à SURFsara à Amsterdam fonctionne à 100% avec de l'énergie renouvelable et héberge plus de 20 pétaoctets de données LOFAR. "C'est plus de la moitié de toutes les données collectées par le télescope LOFAR à ce jour. C'est la plus grande collection de données astronomiques au monde. Le traitement des énormes ensembles de données est un énorme défi pour les scientifiques. Ce qui aurait normalement pris des siècles sur un ordinateur ordinaire a été traité en moins d'un an grâce au cluster de calcul à haut débit (Grid) et à l'expertise, " dit Raymond Oonk (SURFsara).

    LOFAR

    Le télescope LOFAR, le réseau basse fréquence, est unique dans ses capacités à cartographier le ciel dans les moindres détails à des longueurs d'onde métriques. LOFAR est exploité par ASTRON aux Pays-Bas et est considéré comme le premier télescope mondial de ce type. "Cette carte du ciel sera un merveilleux héritage scientifique pour l'avenir. C'est un témoignage aux concepteurs de LOFAR que ce télescope fonctionne si bien, " dit Carole Jackson, Directeur général d'ASTRON.

    L'étape suivante

    Les 26 articles de recherche du numéro spécial de Astronomie &Astrophysique ont été effectués avec seulement les deux premiers pour cent du relevé du ciel. L'équipe vise à réaliser des images sensibles à haute résolution de tout le ciel du nord, qui révélera 15 millions de sources radio au total. « Imaginez quelques-unes des découvertes que nous pourrons faire en cours de route. J'attends avec impatience, " dit Jackson. " Et parmi ceux-ci, il y aura les premiers trous noirs massifs qui se sont formés lorsque l'univers n'était qu'un " bébé, " avec un âge de quelques pour cent de son âge actuel, " ajoute Röttgering.


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