mise à jour le 18 Novembre 2004

CONFÉRENCE DE DANIEL ROUAN,
du LESIA, Observatoire de Paris-Meudon,
"VOYAGE AU CENTRE DE LA GALAXIE"

LORS DES RENCONTRES DU CIEL ET DE L'ESPACE

Organisée par l'AFA (Association Française d'Astronomie)
à la Cité des Sciences de Paris

Le 12 Novembre 2004

Photos : JPM pour l'ambiance.

BREF COMPTE RENDU

Daniel Rouan, du LESIA (Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique) nous propose un voyage passionnant au centre de notre galaxie, ce centre se trouve à 24.000 années lumière (al) de notre système solaire, il est situé dans la constellation du Sagittaire.

Je rappelle que notre galaxie (la Voie Lactée) fait approximativement 100.000al de diamètre et comporte plusieurs bras, elle devrait ressembler vue de loin à celle-ci:

La région du centre galactique, le bulbe (bulge en anglais ou nucleus : noyau) nous est cachée (dans le rayonnement visible) par la forte concentration de poussières, qui absorbe la lumière d'un facteur 1 milliard!

Cette poussière galactique est en moyenne inférieure à 0,1 micron (millième de mm) et sa concentration paraîtra faible : un petit grain de poussière par millier de m3, mais cela suffit pour créer un voile qui bloque la vue.

Mais nous pauvres humains que nous sommes avons aussi un filtre, ce sont nos yeux (et l'atmosphère terrestre) qui ne voient le rayonnement électromagnétique que dans une très mince fenêtre, de 0,4 à 0,8 micron de longueur d'onde, le visible; heureusement dans d'autres longueurs d'onde, Infra Rouge et radio, le rayonnement du centre galactique devient visible, les nuages de poussières deviennent eux aussi transparents.

Le centre de notre galaxie : quelle concentration d'étoiles : un million de fois plus que dans notre voisinage immédiat!!!

Pourquoi s'intéresser au centre galactique, et bien nos lecteurs le savent, on vient de découvrir un trou noir massif en cet endroit.

On pense que toutes les galaxies portent en leur centre un trou noir super massif et brillant que l'on appelle aussi quasar.

Un quasar (acronyme en anglais de Quasi Astronomical radiosource) est une puissante source radio, qui serait un peu comme la deuxième face d'une carte qui aurait un trou noir sur son autre face, ces deux notions semblent indissociables, en tous cas les quasars sont des révélateurs de trous noirs.

Les quasars sont des phénomènes très énergétiques (Daniel Rouan nous indique une puissance de l'ordre de 10⁴⁰W) dans les domaines X, UV et Gamma et peuvent aussi varier en intensité sur quelques jours.

Cette énergie énorme provient de la matière qui est avalée par le trou noir (l'accrétion) qui utilise la fameuse loi d'Einstein E=mc² pour transformer la matière en énergie pure avec un rendement énorme : près de 50% de la matière est transformée en énergie alors que lors de la fusion nucléaire (qu'on n'arrive pas encore à dominer!) on a à peine 1% (oui mais en absolue c'est énorme!).

Quand se forment donc ces trous noirs? lors de la première génération d'étoiles? En fait on ne le sait pas exactement.

On pense qu'ils étaient présents au début de l'univers, les premières étoiles étant extrêmement massives.

Revenons à notre trou noir massif au centre de notre galaxie.

Il est marqué par la source radio très puissante qui s'appelle SgrA*(se lit Sagittaire A étoile), c'est elle le monstre tapi au centre; c'est une source radio très intense et variable; elle émet un puissant rayonnement synchrotron. (rayonnement électromagnétique émis par des électrons relativistes qui sont sur une trajectoire circulaire, donc soumis à une accélération, comme dans un accélérateur de particules type synchrotron).

Cette source radio détectée, est elle un trou noir?

Voyons comment s'effectue la traque.

Étude de la dynamique des trajectoires des étoiles aux alentours

Y a t il émission de jets

Et de sursauts gamma

Quel est l'interaction du jet avec l'environnement?

Afin de procéder à toutes ces analyses, il nous faut un outil avec un grand pouvoir de résolution et il faut nous affranchir des turbulences atmosphériques qui dégradent les images, comment y arrive t on? Avec l'optique adaptative déjà décrite ici même.

Il y a sur le site de l'observatoire Gemini une très belle animation (13MB!! Malheur à ceux qui n'ont pas ADSL!!) que vous pouvez sélectionner en allant sur cette page, il y a aussi plein de renseignements (en anglais) sur cette technique, il faut absolument voir cela.

L'astuce consiste à utiliser des miroirs flexibles et donc déformables pour compenser les variations de la densité atmosphérique.

Ces miroirs sont fabriqués par la société CILAS (Compagnie Industrielle des Lasers) à l'aide de cellules à effet piézo-électrique.

Ils ont été installés sur le NAOS/CONICA de Yepun!! (Ah je vous ai bien eu, je voulais savoir si vous suiviez!, qu'est ce que cela veut bien dire?).

Le NAOS c'est le système d'optique adaptative montée sur l'un des 4 télescopes de 8.2m du VLT au Chili, celui qui s'appelle Yepun (nom indien d'un des quatre télescopes).

Maintenant on peut travailler, on a les outils qu'il faut.

On a suivi pendant plusieurs années (équipe de Reinhard Genzel, de l’institut Max Planck de Garching) les étoiles situées près du centre et en août 2003 on a trouvé l'orbite d'une étoile appelée S2 qui tourne autour en 15.5 années et dont le ½ grand axe vaut 129al , le périastre se situant à 17.5heures lumière, elle s'approche de temps en temps très près du centre.

Ayant une orbite les lois merveilleuses de la mécanique céleste font qu'on peut calculer la masse du corps central, and the winner is…

Une masse de approximativement plusieurs (3 à 4) Millions de masses solaires!!!!!

Est ce vraiment un trou noir? Vous savez que les scientifiques doutent toujours. Et bien oui apparemment, pourquoi, parce que pour le moment on ne trouve pas d'autres explications.

On a aussi détecté sa signature Infra Rouge et sa variabilité a été aussi détectée, on mesure des bouffées de rayonnements et des flash.

Tout semble bien indiquer qu'un trou noir massif est bien au centre de notre galaxie et que le modèle des trous noirs des quasars est ainsi conforté.

Merci Daniel Rouan

RÉFÉRENCES À CONSULTER :

Le trou noir massif du centre de la galaxie, une explication en français par David Stern au nom prédestiné (veut dire étoile en allemand!).

Le deuxième trou noir de notre galaxie par nos amis Québécois.

Le trou noir de notre galaxie par le CEA-DAPNIA.

Notre ami Luxembourgeois Thierry Lombry avec son célèbre site Luxorion nous propose sa version des trous noirs.

Voyage au pays des trous noirs par la NASA en anglais, très formateur.

Bon ciel à tous

Jean Pierre Martin www.planetastronomy.com