Communiqué de presse

Le portrait d’une famille stellaire repousse les limites des techniques d’imagerie

3 décembre 2009

Une nouvelle image éblouissante de l’ESO dévoile le jeune amas d’étoiles Trumpler 14. Cette image, où de nombreux et très précis détails révèlent magnifiquement la vie d’une importante famille d’étoiles, a été obtenue grâce à l’instrument MAD (Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator) du très grand télescope (le VLT) de l’ESO. C’est la première fois qu’un pan de ciel aussi grand a été photographié en utilisant l’optique adaptative [1], une technique qui permet aux astronomes de corriger la plupart des effets « brouillants » provoqués par l’atmosphère.

L’impressionnante nébuleuse de la Carène, bien connue car elle héberge l’étoile Eta Carinae, une des étoiles les plus grandes et les plus massives de notre Galaxie, héberge également une poignée d’amas massifs de jeunes étoiles. La plus jeune de ces « familles stellaires » est l’amas d’étoiles Trumpler 14, dont l’âge n’atteint pas le million d’années – un clin d’œil dans l’histoire de l’Univers. Ce grand amas ouvert est situé à quelques 8 000 années-lumière de la Terre vers la constellation de la Carène.

Une équipe d’astronomes, dirigée par Hugues Sana, a obtenu des images incroyables de la partie centrale de Trumpler 14 en utilisant l’instrument MAD (Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator) [2] installé sur le très grand télescope (le VLT) de l’ESO. Grâce à MAD, les astronomes ont été capables de corriger la plupart des effets « brouillants » de l’atmosphère et ils ont ainsi obtenu une image très précise. MAD effectue cette correction  sur un champ de ciel beaucoup plus large que n’importe quel autre instrument d’optique adaptative, permettant aux astronomes de réaliser de plus grandes images, d’une très grande netteté.

Grâce à la grande qualité des images réalisées avec MAD, cette équipe d’astronomes a pu obtenir un magnifique portrait de famille. Ils ont découvert que Trumpler 14 n’est pas seulement le plus jeune – avec une nouvelle estimation de son âge d’à peine 500 000 ans – mais aussi l’un des amas d’étoiles les plus peuplés de la nébuleuse. Les astronomes ont compté environ 2 000 étoiles sur leur image, couvrant toute la gamme des types d'étoiles connus, allant de moins d’un dixième à plusieurs dizaines de fois la masse de notre Soleil. Et tout cela dans une région large de seulement six années-lumière environ, ce qui correspond à moins de deux fois la distance entre le Soleil et sa voisine stellaire la plus proche.

L’étoile super-géante HD 93129A, une des étoiles les plus lumineuses de la Galaxie, est celle qui ressort le mieux sur l'image. La masse de ce titan est estimée à environ 80 fois celle du Soleil et il est approximativement deux millions et demi de fois plus brillante ! Elle forme un couple stellaire – une étoile binaire- avec une autre étoile massive lumineuse. Les astronomes ont constaté que les étoiles massives avaient tendance à se « mettre en couple » plus fréquemment que les étoiles de plus faibles masses et de préférence avec des étoiles plus massives.

L’amas Trumpler 14 est incontestablement un spectacle remarquable à observer : Cet éblouissant pan de ciel  contient plusieurs étoiles massives chaudes dans les tons blancs-bleus, dont le puissant rayonnement ultra-violet et les vents stellaires embrasent et réchauffent les nuages de gaz environnants. De telles étoiles massives brûlent très rapidement leurs importantes réserves d’hydrogène – plus l’étoile est massive, plus courte est sa vie. Ces géantes finiront leur courte vie d’ici à peine quelques millions d’années dans des explosions brutales appelées supernovae.

Quelques étoiles oranges sont apparemment dispersées au travers de Tumpler 14, dans un charmant contraste avec leurs voisines bleuâtres. En fait, elles sont situées derrière Trumpler  14.  Leur couleur tirant sur le rouge est due à l’absorption de la lumière bleue par les vastes voiles de poussière et de gaz du nuage.

La technologie utilisée par MAD pour corriger les effets de l’atmosphère terrestre sur une grande zone de ciel jouera un rôle crucial dans le succès du futur télescope géant européen –l’E-ELT).

Notes

[1] Les télescopes terrestres souffrent de l’effet de brouillage dû à la turbulence atmosphérique. Ces turbulences provoquent le scintillement des étoiles qui enchante les poètes mais frustre les astronomes car il brouille les détails subtils des images. Toutefois, avec les techniques de l’Optique Adaptative, cette perturbation majeure peut être corrigée de telle sorte que les télescopes fournissent des images qui sont théoriquement aussi précises que possible, i.e. se rapprochant des conditions spatiales. Les systèmes d’optique adaptative fonctionnent au moyen de miroirs déformables contrôlés par ordinateur qui neutralisent les distorsions provoquées par les turbulences atmosphériques. Le principe repose sur des corrections optiques en temps réel calculées à une très grande vitesse (plusieurs centaines de fois par seconde) à partir de données d’image obtenues par un détecteur de front d’ondes (une caméra spéciale) qui contrôle la lumière à partir d’une étoile de référence.

[2]Les systèmes d’optique adaptative actuels peuvent seulement corriger les effets des turbulences atmosphériques sur une très petite région du ciel – généralement 15 secondes d’arc ou moins-la correction se dégradant très vite lorsque l’on s’éloigne de l’étoile de référence. Les ingénieurs ont donc développé de nouvelles techniques pour dépasser ces limites, l’une d’elles étant l’optique adaptative multi-conjuguée (multi-conjugate adaptive optics – MCAO) comme l’instrument « MAD » qui utilise jusqu’à trois étoiles guide au lieu d’une seule comme référence pour supprimer le brouillage provoqué par la turbulence atmosphérique, sur un champ trente fois plus grand qu’avec les techniques actuelles (ESO PR 19/07).

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans un article soumis à la revue  Astronomy and Astrophysics (“A MAD view of Trumpler 14”, by H. Sana et al.).

L’équipe est composée de H. Sana, Y. Momany, M. Gieles, G. Carraro, Y. Beletsky, V. Ivanov, G. De Silva and G. James (ESO). H. Sana travaille maintenant à l’Université d’Amsterdam en Hollande.

L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe et l’observatoire astronomique le plus productif au monde. L’ESO est soutenu par 14 pays : l’Allemagne, l’Autriche, la Belgique, le Danemark, l’Espagne, la Finlande, la France, l’Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L’ESO conduit d’ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l’astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d’importantes découvertes scientifiques. L’ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l’organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L’ESO gère trois sites d’observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. A Paranal, l’ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde. L’ESO est le partenaire européen d’ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L’ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d’un télescope européen géant – l’E-ELT- qui disposera d’un miroir primaire de 42 mètres de diamètre et observera dans le visible et le proche infrarouge. L’E-ELT sera « l’œil tourné vers le ciel » le plus grand au monde.

Liens

• Page web sur l’optique adaptive
• Article scientifique

Contacts

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Amsterdam University
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Tél: +31 20 525 8496
Courriel: H.Sana@uva.nl

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso0947.