mise à jour le 26
Mai 2006
CONFÉRENCE
«VIOLENCES
COSMIQUES»
Par Jacques PAUL
Laboratoire APC; CEA/DAPNIA
Bibliothèque
nationale de France
Organisée par le laboratoire APC
Quai François
Mauriac Paris 13ème.
le samedi 6 Mai 2006 à 17H00
Photos : JPM.pour
l'ambiance Les photos en haute définition sont disponibles sur simple demande pour ceux qui le souhaitent
À l'occasion de la
création du laboratoire APC (astroparticules et cosmologie) la BnF organisait
un cycle de 4 conférences exceptionnelles sur ce sujet. Voir présentation
générale de cette manifestation.
LES VIDÉOS DES CONFÉRENCES
SONT MAINTENANT VISIBLES SUR LE SITE DE L'APC.
BREF COMPTE RENDU
Jacques
Paul est astrophysicien au Service d'Astrophysique du CEA Saclay, il nous parle
aujourd'hui des phénomènes violents dans l'Univers : tel que trous noirs
géants, super nova, jets de matière, bref l'Univers en gamma.
Dans
l'antiquité, le ciel était calme et pas violent, mais cette vision va changer.
Des
signes avant coureurs apparaissent , au moins en Asie avec la nébuleuse du
Crabe de 1054 vue par les Chinois, les Arabes et même les Indiens du Nouveau
Mexique mais curieusement pas du tout évoquée en Europe. Pour quelle raison, J
Paul évoque l'époque, ce n'était pas politiquement correct? , le schisme
orient/occident.
De
nos jours on a la chance de voir la première super nova de l'ère des télescopes
(la précédente était celle de Kepler en 1605) : celle de 1987, la SN 1987A dans
le grand nuage de Magellan.
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Sa
courbe de lumière est représentée ci dessus, après un pic, elle décroît dans
le temps Cette décroissance rappelle la décroissance radioactive du Co56,
serait ce possible? |
La
SN est un réacteur nucléaire cosmique qui a explosé. Des
isotopes radioactifs sont crées qui vont parsemer l'Univers. c'est ainsi que
se créé tout le Fer de l'Univers! |
Une
SN pendant une fraction de temps, une foule de réactions nucléaires va se
produire : Si28 S32 etc..
Ni
56 décroît en qq jours en Co56 puis en Fe56; tout le Fer vient des SN;
l'énergie est amenée par les gamma.
Le
Ti44 a lui une décroissance plus longue. (70 ans de période)
On
vient de découvrir dans Cassiopée A; un vestige de SN récente mais personne
n'en avait parlé, pourquoi?
Elle
émet dans les X, un jeune étudiant de l'APC a découvert la décroissance du Ti44 comme on le
voit sur la diapo de gauche où l'on reconnaît les pics du Ti 44 à 60 et 70 Kev.
LES RAYONS DE LA VIOLENCE.
Ce
sont les gamma.
Tout
ce que l'on sait du ciel vient des rayonnements dont les gamma sont une petite
partie.
Ondes
radio : le premier cri de l'Univers
IR
: des poussières
Visible
: soleil par exemple
UV,
X : reste de SN
Gamma
: matière violentée par le trous noirs.
La
moitié des infos du ciel vient des gamma.
Mais
l'écran atmosphérique empêche lé réception terrestre de la plupart de ces
rayonnements.
Donc
: télescope spatial pour l'astronomie gamma.
Les
rayons gamma très énergétiques, dans la haute atmosphère provoquent des gerbes
de particules :flash de lumière, on les recueille avec HESS en Namibie.
HESS
signifie : High Energy Stereoscopic System; il détecte les cosmiques de très
grande énergie 100 Gev conséquences de l'effet Cerenkov produits
par les gamma pénétrant la haute atmosphère.
La
violence la plus proche : le centre de notre galaxie.
HESS
voit le
centre de la galaxie irradié par les rayons cosmiques provenant d'un reste
de SN.
(d'après
Aharonian HESS)
On
voit la forte émission gamma située au centre de notre galaxie. L'étoile noire
représente la position de Sgr A*
L'échelle
colorée des énergies est en GeV.
En
comparant avec Integral, on détecte une source qui serait ce
reste de SN. On aurait trouvé une source de rayons cosmiques
Il
y a aussi un microquasar vu
par le VLBA dans notre galaxie; système de deux astres dont un est un trou
noir (TN) qui capture les couches externes de son compagnon; cette matière
forme un disque autour du TN, il s'échauffe puis rayonne en X et gamma, et
suscite l'éjection de deux jets de matière.
VIOLENCES COSMIQUES AUX CONFINS DE L'UNIVERS
Ce
son les sursauts gamma découverts dans les années 1960 lors des contrôles des
traités de non prolifération.
2
juillet 67 premier flash détecté, mais il ne vient pas de la Terre; mais du
cosmos. L'histoire est connue de nos lecteurs.
En
1990 on envoie le satellite CGRO Compton qui en observe 2407 en 10 ans
d'observation.
La
répartition n'est pas dans le plan galactique, donc uniformément réparti.
Cela
signifie qu'ils viennent de tout l'Univers.
C'est
Beppo Sax plus modeste satellite italien , a découvert l'émission rémanente, on
a pu déterminer la position dans le domaine visible et donc la galaxie hôte et
la distance : c'était cosmologique.
C'était
l'événement le plus énergétique de l'Univers après le BB.
On
en déduisit le modèle standard de formation des
sursauts gamma (GRB).
Une
étoile massive, son cœur s'effondre et devient un TN, le TN voit tomber sur lui
tout le reste de l'étoile, de cette accrétion surgit deux puissants jets de
matière propulsée à des vitesses proches de celle de la lumière.
Dans
ces jets de matière les chocs se produisent et accélèrent par exemple des
électrons et créé l'effet synchrotron et le flash gamma.
Ce
cône de matière va ensuite heurter le milieu circumstellaire et le chauffe à
nouveau et va produire l'émission rémanente dans le visible.
Stratégie de détection :Swift
Ex
du 4 sept 2005 :Swift découvre le sursaut le plus distant et 8 minutes après
Tarot voit l'émission rémanente à 12 milliards d'al.
Le
VLT ensuite confirme le décalage vers le rouge : z=6.
Le 4 Septembre 2005 s'est produit un
sursaut gamma d'une distance jusque là jamais égalée, cette explosion d'une
super nova se transformant en trou noir, s'est produite à 12,6 milliards
d'années lumière, soit moins de 1 milliard d'années lumière après le Big Bang
Il
est situé à des distances cosmologiques, c'est presque un jet de lumière
primordiale.
Les
astrophysiciens ont ainsi accès aux premières formations de l'Univers, et vont
essayer de dater la formation des premières étoiles et des premières galaxies.
J
Paul l'a positionné sur ce graphique où le temps évolue de droite à gauche; il
est émis un peu après ce que l'on a appelé les ages
sombres après la formation des premières étoiles.
À
la fin de cet age sombre, les premières étoiles s'allument. Elles sont très
massives, donc favorables aux sursauts gamma.
On
peut ainsi arpenter l'univers avec les sursauts gamma qui prennent le relais des
SNIa afin de préciser les paramètres cosmologiques.
DOIT ON CRAINDRE LES VIOLENCES COSMIQUES?
Les
SN : non pas trop, la plus proche Antarès est loin.
Un
sursaut gamma dans notre galaxie? Serait dangereux si les jets sont dans notre
direction, mais jets collimatés.
Un
candidat :
Eta Carina , mais l'axe n'est pas dirigé vers nous.
Donc
à priori pas dangereux.
Ouf
on est soulagé, merci Jacques Paul!
POUR
ALLER PLUS LOIN.
Sur la super nova 1987 a
et aussi ce site.
Description
de l'expérience
HESS document pdf :
gamma ray from
the galactic center document pdf :
Le
micro
quasar de notre galaxie par Hubble.
Le
trou noir central de notre galaxie par le DAPNIA.
Les
sursauts gamma conférence de R Mochkowitch.
Les
sursauts gamma sur ce site dans les archives.
