TN massifs astro gamma H Sol conf SAF

Mise à jour 19 Mai 2021.

CONFÉRENCE MENSUELLE (à distance) DE LA SAF

De Hélène SOL Astronome Obs de Paris Meudon

« AUX CONFINS DES TROUS NOIRS GÉANTS,
NOUVELLESFRONTIÈRES DE NOTRE UNIVERS »

Organisée par la SAF

Par Téléconférence Zoom, due au confinement virus

Le Mercredi 12 Mai 2021 à 19H00

Photos : ~~JPM pour l'ambiance. (Les photos avec plus de résolution peuvent~~ ~~m'être demandées directement~~)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire

La présentation est disponible sur ma liaison ftp , rentrer le mot de passe, puis CONFÉRENCES SAF ensuite SAISON 2020/2021 ; elle s’appelle : SAF_Trous-noirs-massifs_mai2021.pdf

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

La vidéo de la réunion est accessible : https://youtu.be/a4AUiJz-1mg

Tous les autres enregistrements sont accessibles sur la chaine YouTube SAF.

Les conditions étant particulières en cette période de circulation du virus COVID-19, je n’ai pas de photo de groupe bien sûr, mais j’ai pu faire une photo du conférencier.

BREF COMPTE RENDU

Une image contenant mur, personne, intérieur, souriant

Description générée automatiquement

Beau succès pour Hélène Sol de Paris Meudon, plus de 200 spectateurs se sont connectés à sa conférence jusqu’à la fin (YouTube et Zoom).

Elle est une grande spécialiste de l’astronomie gamme.

Elle nous précise d’ailleurs comment on peut détecter les gammas :

L’ASTRONOMIE MULTIMESSAGER.

· Les gammas de haute énergie sont détectables depuis la Terre, alors que

· Les gammas de basse énergie ne le sont que depuis l’espace.

De toutes façons, l’astronomie moderne est multi messager comme elle dit, comme on le voit sur le diagramme ci-contre.

Les informations en provenance du cosmos nous sont transmises par d’autres messagers que les photons, par ex :

par l’intermédiaire d’ondes gravitationnelles,

de rayons cosmiques,

de neutrinos etc..

crédit illustration : NASA

Un bel exemple de composition d’informations en provenance de diverses longueurs d’onde est la radiogalaxie à noyau actif Centaurus A.

Cette image est la composition de diverses informations :

· Le visible (en anglais optical)

· En émission radio

· En rayons X et

· En gamma

Crédit : Chandra/HESS

LES NOYAUX ACTIFS DE GALAXIES (AGN EN ANGLAIS).

Les galaxies dont la région centrale est très lumineuse, beaucoup plus lumineuse que toutes ses étoiles, s’appelle une galaxie à noyau actif.

Elles sont le siège d’énergie très intense.

On distingue principalement trois classes d’AGN :

· Les radio galaxies

· Les galaxies de Seyfert et

· Les quasars.

Mais elles sont toutes du même genre : elles possèdent un objet très compact en leur centre, généralement un Trou Noir.

Ces galaxies possèdent un tore autour du TN, un disque d’accrétion et des jets énergétiques.

Ces jets sont très énergétiques et les particules qui en échappent sont proches de la vitesse de la lumière.

Comme on peut le voir sur M 87.

On remarque que la caractéristique des AGN est de posséder deux bosses dans leur spectre d’émission, comme on le voit pour AP Librae.

LES TROUS NOIRS.

Ce sont des objets très compacts dans un volume très petit, ce qui implique que la gravité y est énorme et donc que rien ne peut s’échapper.

Tout objet ramené à la bonne taille peut devenir un TN, par exemple la Terre, ramenée à la taille d’une noisette mais avec sa masse d’origine, deviendrait un TN.

La première détection d’ondes gravitationnelles en 2015 a été la preuve de l’existence des TN.

Voir les astronews correspondants du 11 Fev 2016 et du 23 Fev 20106 etc….

Et finalement, la photographie d’un trou noir, celui de M 87, produite grâce à un télescope de la taille de la Terre, l’EHT, l’Event Horizon Telescope.

Extrait d’un de commentaires précédents :

Branle-bas de combat dans l’astrophysique, en effet ce mercredi 10 Avril 2019 est à marquer d’une croix blanche, ou plutôt noire, pour la première fois, une conférence de presse mondiale en divers endroit de la planète à la même heure (15H de Paris) va diffuser, la « photo » d’un trou noir super massif.

Cette image est encore une fois la victoire à retardement d’Albert Einstein qui avait prédit dès 1915 l’existence de trous noirs mais qui n’y croyait pas lui-même.

Ce n’est possible que grâce à la mise en réseau interférométrique d’un grand nombre de radiotélescopes (8) répartis sur la Terre entière et impliquant plus de 200 chercheurs.

Ce groupement de télescopes a été baptisé Event Horizon Telescope (EHT).

Les informations de ces divers observatoires correspondent ainsi à un observatoire virtuel gigantesque de la taille de notre planète.

Les télescopes ont synchronisé leurs données grâce à des horloges atomiques (maser) ultra précises, qui ont été collectées pendant la campagne de mesure de 2017.

Pour information, chaque télescope fournissait une énorme quantité de mesures, de l’ordre de 350 Térabytes (un millier de milliards de bytes soit 1012) par jour !! Ces données ne pouvaient pas être transmises par Internet, on envoyait les disques de stockage à des calculateurs spécialisés (les corrélateurs) situés au Max Planck Institute for Radio Astronomy et au MIT.

Alors que voit-on ?

On voit l’image du TN super massif situé au centre de la galaxie M87 (amas de la Vierge) à approximativement 50 millions d’années-lumière de la Terre. Ce trou noir géant est plus de 1000 fois plus imposant que le nôtre (celui de Sag A*) puisque sa masse est évaluée à 6,5 milliards de fois celle de notre Soleil.

Au centre de l’image, le trou noir, autour son disque d’accrétion, car il est en plein repas, il mange les étoiles autour de lui, ce qui lui fait émettre de la lumière.

Crédit : EHT Collaboration.

En fait la partie noire correspond à ce que l’on appelle l’ombre du TN, elle est plus grande que le TN lui-même (2,5 fois plus grande théoriquement), l’horizon des évènements est donc à l’intérieur sur un cercle approx. 2,5 fois plus petit que l’ombre.

L’horizon des évènements (la limite noire du TN) mesure approximativement 40 milliards de km de diamètre.

Signalons que cette image est très ressemblante à la simulation faite, il y a maintenant de nombreuses années par notre ami le célèbre JP Luminet, comme nous le fait remarquer un spectateur.

On avait d’abord annoncé que la première image d’un TN serait celle du TN de notre galaxie, en fait les astronomes se sont intéressés aux deux à M87 et à SagA*, mais le premier étant beaucoup plus massif que le second, c’est le premier qui est publié d’abord.

Le nôtre sera imagé plus tard, on l’espère tous.

Une nouvelle prouesse : en Mars 2021, la même collaboration publie une photo encore plus nette du TN de M 87 en tenant compte cette fois de la polarisation.

La voici.

Image diffusée en mars 2021, en lumière polarisée. La polarisation a mis en lumière le champ magnétique le champ magnétique situé au bord du TN.

Toues images : EHT Collaboration.

Voir cet article.

Voici ce qui résume le mieux la campagne multi longueur d’ondes de M 87, tout le spectre électromagnétique a été utilisé.

Toute l’étendue du spectre électromagnétique visible sur cette image composite.

Ça vaut le coup de cliquer sur l’image pour avoir la haute résolution pour les détails.

Crédit: EHT Collaboration; NASA/Swift; NASA/Fermi; Caltech-NuSTAR; CXC; CfA-VERITAS; MAGIC; HESS

AU DELÀ DE NOTRE GALAXIE.

On rappelle que les très hautes énergies gamma, peuvent être détectées depuis le sol.

Vue du télescope HESS en Namibie avec en fond de ciel notre voie lactée en visible et gamma.

Crédit photos : HESS.

Depuis le sol, on ne peut donc détecter que les sources gamma les plus énergétiques.

En effet ces gamma très énergétiques interagissent avec l’atmosphère et donnent des particules détectables.

Comme le dit très justement Hélène Sol : l’atmosphère est la première partie du détecteur.

Celles-ci produisent une lumière due à l’effet Tcherenkov que l’on détecte.

C’est une belle complémentarité avec l’astronomie gamma dans l’espace.

L’astronomie gamma haute énergie permet d’explorer l’univers non thermique, cataclysmique, des grands écoulements de matière, des chocs et des turbulences.

Comme : étoiles binaires, pulsars, blazars, SN, radio galaxies, sursauts gamma, TN et collisions d’astres compacts, galaxies à noyaux actifs etc..

Il y a deux mécanismes de Fermi qui donnent naissance aux émissions très hautes énergies gamma, la description en est donnée dans cette présentation :

Vers la découverte des sources et des mécanismes de production des rayons cosmiques Damien Dornic (CPPM) HST.