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MOSAIC, le spectrographe multi-objets (MOS) de l’European Extremely Large Telescope (E-ELT)

18 mars 2016 by osuadmin

Le contrat pour l’étude de la phase-A a été signé par l’Observatoire Européen Austral et le consortium MOSAIC. Le MOS sera un des instruments de première génération qui équipera le télescope E-ELT de 39 mètres. Combiné à la sensibilité sans précédent de l’E-ELT, MOSAIC sera l’instrument le plus performant au monde pour l’étude du halo de la Voie lactée et de ses satellites, pour l’analyse détaillée des populations stellaires dans les galaxies proches, et jusqu’aux observations des premières structures de l’Univers dans sa période de ré-ionisation

Le contrat a été signé par l’ESO, et par le CNRS/INSU, institut responsable du consortium le 18 mars 2016, durant la réunion de démarrage à l’Observatoire de Paris, en présence de l’équipe ¹ conduite par François Hammer. Le consortium comprend cinq pays moteurs (France, Royaume-Uni, Pays-Bas, Brésil et Allemagne) et six partenaires associés (Finlande, Suède, Espagne, Italie, Autriche et Portugal).

L’instrument, alliant de grandes possibilités multiplexes et une haute résolution spatiale, résoudra de nombreuses questions d’astronomie et de cosmologie. Il étudiera quand et comment les premières galaxies se sont formées, et comment elles ont fusionné pour former de grandes galaxies, telles que la Voie lactée. Il étudiera également la distribution et l’évolution de la matière lumineuse et de la matière noire à toutes les échelles spatiales. Il apportera de nouvelles informations sur la physique des galaxies au-delà du Groupe local, ainsi que sur le centre galactique, la formation et l’évolution des planètes extrasolaires.

**Figure 1**
Vue de l’instrument MOSAIC (en haut à droite) tel qu’il serait implémenté dans le futur télescope E-ELT. Le fond représente les nombreuses galaxies faibles que l’instrument pourra observer par centaines à la fois.
*Crédit : NASA (fond de galaxies), ESO (dessin du télescope) & Consortium MOSAIC (dessin de l’instrument).*

1. L’équipe comprend Pascal Jagourel (Observatoire de Paris), Chris Evans (UK-ATC, Edinburgh), Mathieu Puech (Observatoire de Paris), Gavin Dalton (STFC-RALSPACE & Oxford Univ.), Myriam Rodrigues (Observatoire de Paris), Ewan Fitzsimons (STFC-UK-ATC, Edinburgh), Simon Morris (Durham Univ.), Beatriz Barbuy (IAG, Sao Paulo), Jean-Gabriel Cuby (LAM, Marseille), Lex Kaper (Amsterdam Univ.), Martin Roth (AIP, Potsdam), Gerard Rousset (Observatoire de Paris), Richard Myers (Durham Univ.), Olivier Le Fèvre (LAM, Marseille), Alexis Finogenov (Helsinki Univ.), Bruno Castilho (LNA, Itajuba), Goran Ostlin (Stockholm Univ.), Jesus Gallego (Madrid, Computense Univ.), Fabrizio Fiore (INAF-Osservatorio Astronomico di Roma), Bodo Ziegler (Vienna Univ.), Jose Afonso (IA, Lisbon Univ.), Marc Dubbledam (Durham Univ.), Phil Parr Burman (STFC-UK-ATC), Tim Morris (Durham Univ.), Tristan Buey (Observatoire de Paris), Fanny Chemla (Observatoire de Paris), Eric Gendron (Observatoire de Paris), Andreas Kelz (AIP, Potsdam), Isabelle Guinouard (Observatoire de Paris), Ian Lewis (Oxford Univ.), Kevin Middleton (STFC-RALSPACE, Oxford), Ramon Navarro (NOVA), Marie Larrieu (IRAP, Toulouse), Thierry Contini (IRAP, Toulouse), Kjetil Dohlen (LAM, Marseille), Niklas Harald (Goettingen Univ.), David Le Mignant (LAM, Marseille), Yanbin Yang (Observatoire de Paris).

Marseille à l’heure des sciences écologiques

8 mars 2016 by osuadmin

Le congrès international sfécologie 2016 se tiendra au Palais du Pharo de Marseille du 24 au 28 octobre 2016. Cet événement qui réunira chercheurs et acteurs de l’écologie scientifique du monde entier permettra de faire un point sur les dernières avancées de la recherche en sciences écologiques et de discuter autour des grands enjeux actuels de l’environnement.

Biodiversité, changements globaux, invasions biologiques, communication chimique, évolution et diversification sont autant de thèmes méritant une diffusion large, afin de mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes terrestres et marins à toutes les échelles spatiales et temporelles. Les travaux scientifiques présentés lors du congrès sont cruciaux pour comprendre les services qu’offrent les milieux naturels à nos sociétés et pour entreprendre une gestion durable des effets de l’industrie, de l’agriculture ou de l’urbanisation.

Les organisateurs

La Société Française d’Écologie (Sfé), fondée en 1968, est une association reconnue d’utilité publique et membre de l’European Ecological Federation (EEF) et de l’International Association for Ecology (INTECOL). Elle a pour objectif de faire rayonner les sciences de l’écologie en France en promouvant le développement, l’intégration et le partage des connaissances scientifiques de l’écologie sous tous ses aspects.
L’Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Écologie marine et continentale (IMBE) rassemble plus de 250 chercheurs spécialistes de l’environnement, qui analysent la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes terrestres et marins. En développant des approches de biologie fondamentale, de modélisation ou de recherche appliquée, l’institut apporte une compétence forte dans les domaines des relations homme-milieu, de la conservation de la biodiversité et de la restauration écologique.

Rosetta : l’âge des comètes dévoilé grâce à l’identification de leur type de glace

9 mars 2016 by osuadmin

Les glaces enfouies à l’intérieur de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko se trouvent essentiellement sous forme cristalline, ce qui implique qu’elles seraient issues de la nébuleuse primitive, et donc du même âge que notre système solaire. Cette découverte a été obtenue par une équipe internationale pilotée par un chercheur du LAM ¹ (CNRS/Aix Marseille Université) et comprenant également des chercheurs du laboratoire J.-L. Lagrange (OCA/CNRS/Université Nice Sophia Antipolis) et du Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CNRS/ Université de Lorraine), avec le soutien du CNES. Leurs résultats proviennent de l’analyse de données fournies par l’instrument Rosina ², placé à bord de la sonde Rosetta de l’Agence spatiale européenne. Ces travaux ont été publiés le 8 mars 2016 dans The Astrophysical Journal Letters.

La mission Rosetta nous dévoile peu à peu les secrets des comètes et a permis de trancher une question vieille de plusieurs décennies : la nature de leurs glaces. Deux grandes hypothèses s’affrontaient jusqu’ici : celle d’une glace cristalline, où les molécules d’eau sont arrangées de manière périodique, et celles d’une glace amorphe, où les molécules d’eau sont désordonnées. Un problème rendu d’autant plus sensible par ses implications sur l’origine et la formation des comètes et du système solaire.

C’est l’instrument Rosina de la sonde Rosetta qui aura permis de répondre à cette question. Ce spectromètre de masse a d’abord mesuré, en octobre 2014, les abondances du diazote (N2), du monoxyde de carbone (CO) et de l’argon (Ar) dans la glace de Tchouri. Ces données ont été comparées à celles obtenues en laboratoire dans des expériences sur de la glace amorphe, ainsi qu’à celles de modèles décrivant la composition d’hydrates de gaz, un type de glace cristalline où les molécules d’eau peuvent emprisonner des molécules de gaz. Les proportions de diazote et d’argon retrouvées sur Tchouri correspondent bien à celles du modèle des hydrates de gaz alors que la quantité d’argon déterminée sur « Tchouri » est cent fois inférieure à celle que la glace amorphe peut piéger. La glace de la comète possède donc bien une glace de structure cristalline.

Cette découverte est capitale car elle permet de dater la naissance des comètes. En effet, les hydrates de gaz sont des glaces cristallines qui se sont formées dans la nébuleuse primitive du système solaire, à partir de la cristallisation de grains de glace d’eau et de l’adsorption de molécules de gaz sur leurs surfaces au cours du lent refroidissement de la nébuleuse. Si les comètes sont composées de glace cristalline, cela signifie qu’elles se sont forcément formées en même temps que le système solaire, et non auparavant dans le milieu interstellaire. La structure cristalline des comètes prouve également que la nébuleuse primitive était suffisamment chaude et dense pour sublimer la glace amorphe qui provenait du milieu interstellaire. Les hydrates de gaz agglomérés par Tchouri ont dû se former entre -228 et -223 °C pour reproduire les abondances observées. Ces travaux confortent également les scénarios de formation des planètes géantes, ainsi que de leurs lunes, qui nécessitent l’agglomération de glaces cristallines.

**Rapports N2/CO and Ar/CO mesurés par Rosina**

**Le noyau de la comète « Tchouri » vue par la sonde Rosetta**
*Crédit : ESA*

1. Laboratoire au sein de l’Institut Pythéas

2. Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis

Les queues spectaculaires du gaz ionisé arraché à NGC 4569, la galaxie spirale la plus massive de l’amas de la Vierge

19 janvier 2016 by osuadmin

Les galaxies ne se répartissent pas aléatoirement dans l’univers. Certaines d’entre elles se retrouvent dans des amas qui peuvent en contenir des centaines. Les astrophysiciens savent depuis longtemps que l’évolution des galaxies dans ces amas doit être affectée par cet environnement particulier. En effet, on y trouve en proportion beaucoup moins de galaxies spirales (présentant un disque dans lequel de nouvelles étoiles se forment à partir du gaz du milieu interstellaire) que de galaxies elliptiques ou lenticulaires (contenant très peu de gaz). Les quelques galaxies spirales que l’on trouve dans les amas contiennent en général moins de gaz et de jeunes générations d’étoiles que les galaxies plus isolées.

Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer ces différences. Premièrement, lorsque deux galaxies se croisent, des forces de marée (les parties plus éloignées de chaque galaxie subissent une force de gravité moins importante que les parties les plus proches, ce qui tend à « déchirer » la galaxie). Le deuxième mécanisme est la « pression dynamique » que subit le milieu interstellaire d’une galaxie qui traverse le gaz chaud et diffus que renferment les amas (cette force est similaire à celle que ressent par exemple un motard lancé à vive allure). Ces deux processus sont capables d’arracher le gaz des galaxies d’amas, et ainsi réduire la formation de nouvelles étoiles. Dans les galaxies spirales les plus massives, les théories les plus en vogue prévoient aussi un troisième mécanisme : l’énergie injectée dans le milieu interstellaire par le noyau actif qu’elles contiennent en leur centre peut aussi amener le gaz à s’échapper des galaxies.

L’identification du processus dominant est critique pour la mise au point des modèles et des simulations cosmologiques qui ont aujourd’hui une précision suffisante pour être comparable aux observations. Il est cependant très difficile d’observer le gaz alors qu’il est en train de quitter les galaxies en particulier en raison de sa faible densité. La mise à disposition d’un nouveau filtre très efficace pour détecter l’émission du gaz ionisé dans une raie de l’atome d’hydrogène (Halpha), sur la camera extrêmement sensible MegaCam du CFHT (Canada France Hawaï Telescope) offre aux astronomes un nouvel outil très performant pour la détection du gaz arraché aux galaxies par la pression dynamique.

Une équipe internationale dirigée par des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM – CNRS/Aix-Marseille Université) a utilisé cet instrument pour observer NGC 4569, la galaxie spirale la plus massive de l’amas de la Vierge, qu’elle est en train de traverser à plus de 1200 km/s. Cet amas est encore en formation et nous offre donc l’opportunité de voir la transformation des galaxies dans les amas « en direct ». L’image Halpha obtenue au CFHT montre pour la première fois que des queues spectaculaires de gaz ionisé s’étendent sur plus de 300 000 années-lumière, ce qui les rend environ 5 fois plus grandes que la galaxie elle-même. Cette observation confirme que la pression dynamique est en train de vider la galaxie de son milieu interstellaire. Une estimation de la masse de gaz dans ces queues démontre que le phénomène est si violent que 95 % du milieu interstellaire a déjà été arraché, réduisant donc fortement la capacité de la galaxie à former de nouvelles étoiles.

Pour une galaxie aussi massive que NGC4569, on aurait pu penser que les forces gravitationnelles seraient suffisamment fortes pour retenir le gaz subissant la pression dynamique. Dans les modèles cosmologiques, les chercheurs supposent en effet que c’est plutôt l’effet du noyau actif de la galaxie qui est responsable de la réduction de l’activité de formation stellaire des galaxies de cette masse. Les nouvelles observations démontrent au contraire que l’effet dominant est bien la pression dynamique. Une contrainte dont il faudra tenir compte dans les modèles cosmologiques intégrant l’effet de l’environnement des galaxies.

Ce résultat démontre aussi que le nouveau dispositif au CFHT est très efficace pour identifier les objets en train d’interagir par effet de pression dynamique avec le gaz chaud et diffus des amas. Cela nous ouvre une nouvelle voie très prometteuse pour la compréhension du rôle que l’environnement joue dans l’évolution des galaxies.

Le Very Large Telescope de l’ESO capture l’image d’une planète autour de la paire d’étoiles la plus massive à ce jour

8 décembre 2021 by osuadmin

Le Very Large Telescope de l’Observatoire Européen Austral (le VLT de l’ESO) a capturé l’image d’une planète en orbite autour de b Centauri, un système de deux étoiles visible à l’œil nu. Il s’agit du système stellaire hébergeant une planète le plus chaud et le plus massif à avoir été découvert à ce jour, et la planète a été repérée en orbite à une distance 100 fois supérieure à celle de Jupiter autour du Soleil. Jusqu’à présent, les astronomes pensaient que les planètes ne pouvaient pas exister autour d’étoiles aussi massives et aussi chaudes.

« La découverte d’une planète autour de b Centauri est très enthousiasmante car elle change complètement l’image des étoiles massives en tant qu’hôtes de planètes », explique Markus Janson, astronome à l’université de Stockholm (Suède) et premier auteur de la nouvelle étude publiée aujourd’hui en ligne dans Nature.

Situé à environ 325 années-lumière dans la constellation du Centaure, le système à deux étoiles b Centauri (également connu sous le nom de HIP 71865) a au moins six fois la masse du Soleil, ce qui en fait de loin le système le plus massif autour duquel une planète a été confirmée. Jusqu’à présent, aucune planète n’avait été repérée autour d’une étoile plus de trois fois plus massive que le Soleil.

La plupart des étoiles massives sont également très chaudes et ce système ne fait pas exception : son étoile principale est une étoile dite de type B qui est plus de trois fois plus chaude que le Soleil. En raison de sa température intense, elle émet de grandes quantités de rayonnements ultraviolets et de rayons X.

La très importante masse et la chaleur de ce type d’étoile ont un fort impact sur le gaz environnant, ce qui devrait jouer contre la formation de planètes. En particulier, plus une étoile est chaude, plus elle produit de rayonnement de haute énergie, ce qui entraîne une évaporation plus rapide de la matière environnante. « Les étoiles de type B sont généralement considérées comme des environnements assez destructeurs et dangereux, et l’on pensait qu’il serait extrêmement difficile de former de grandes planètes autour d’elles », explique Markus Janson.

Mais la nouvelle découverte montre que des planètes peuvent en fait se former dans des systèmes stellaires aussi hostiles. « La planète de b Centauri est un monde extraterrestre dans un environnement complètement différent de celui que nous connaissons ici sur Terre et dans notre système solaire », explique le coauteur Gayathri Viswanath, doctorant à l’université de Stockholm. « C’est un environnement dur, dominé par des radiations extrêmes, où tout est à une échelle gigantesque : les étoiles sont plus grandes, la planète est plus grande, les distances sont plus grandes. »

En effet, la planète découverte, baptisée b Centauri (AB)b ou b Centauri b, est également extrême. Elle est 10 fois plus massive que Jupiter, ce qui en fait l’une des planètes les plus massives jamais découvertes. De plus, elle se déplace autour du système stellaire sur l’une des orbites les plus larges jamais découvertes, à une distance 100 fois supérieure à la distance entre Jupiter et le Soleil. Cette grande distance par rapport à la paire d’étoiles centrale pourrait être la clé de la survie de la planète.

Ces résultats ont été rendus possibles grâce à l’instrument de pointe SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) installé sur le VLTde l’ESO au Chili. SPHERE a déjà réussi à imager plusieurs planètes en orbite autour d’étoiles autres que le Soleil. Il a notamment pris la toute première image de deux planètes en orbite autour d’une étoile semblable au Soleil.

Cependant, SPHERE n’était pas le premier instrument à imager cette planète. Dans le cadre de leur étude, les membres de l’équipe ont examiné les données d’archives sur le système b Centauri et ont découvert que la planète avait en fait été observée il y a plus de 20 ans par le télescope de 3,6 m de l’ESO, bien qu’elle n’ait pas été reconnue comme une planète à l’époque.

Grâce à l’ELT (Extremely Large Telescope) de l’ESO, qui devrait commencer ses observations dans le courant de la décennie, et aux améliorations apportées au VLT, les astronomes pourraient être en mesure d’en savoir plus sur la formation et les caractéristiques de cette planète. « Ce sera une tâche fascinante que d’essayer de comprendre comment elle a pu se former, ce qui reste un mystère pour l’instant », conclut Markus Janson.

Voir en ligne : Le communiqué sur le site de l’ESO

Feu vert pour les derniers développements de la mission PLATO

14 janvier 2022 by osuadmin

La mission PLATO de l’ESA a reçu le feu vert pour poursuivre son développement après la revue critique conclue avec succès le 11 janvier 2022. PLATO, ou PLAnetary Transits and Oscillations of stars, est la troisième mission de classe moyenne du programme Cosmic Vision de l’ESA. Son objectif est de trouver et d’étudier un grand nombre de systèmes planétaires, en mettant l’accent sur les propriétés des planètes semblables à la Terre dans la zone habitable autour des étoiles de type solaire. PLATO a également été conçu pour étudier l’activité sismique dans les étoiles, ce qui permettra la mesure précise des paramètres des étoiles hôtes des planètes, y compris leur âge. Le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS, AMU, CNES) est un des laboratoires français impliqués dans la préparation de cette mission.

La revue a vérifié la maturité de l’ensemble du satellite (le module de service et le module de charge utile), confirmant la solidité des interfaces satellite-charge utile et le calendrier de développement de la charge utile. Un accent particulier a été mis sur la production en série de 26 caméras, et la robustesse du calendrier de développement des deux modules. PLATO utilisera les 26 caméras pour découvrir et caractériser les exoplanètes qui orbitent autour d’étoiles similaires à notre Soleil.

La charge utile en cours d’intégration dans la salle propre de OHB System AG

Crédit : OHB

Ce jalon critique a été établi spécifiquement pour PLATO au moment de l’adoption de la mission en raison des risques de développement associés à la production en série des caméras.

Après le travail de groupes de revue constitués d’une centaine d’experts de l’ESA, le comité directeur de la revue du 11 janvier 2022 a statué avec succès sur la conception, la production et l’assemblage des caméras. Cette étape a été validée grâce aux tests des modèles structurels, d’ingénierie et de qualification des sous-systèmes des caméras, effectués dans plusieurs installations européennes. Les propriétés thermo-élastiques du banc optique, qui va accueillir les 26 caméras, ont été vérifiées grâce à une nouvelle technique de test développée par le maître d’œuvre du satellite, OHB System AG (Allemagne).

Avec cette validation, la deuxième phase du contrat industriel mené par OHB System AG en tant que maître d’œuvre avec Thales Alenia Space (France) et RUAG Space System (Suisse), peut désormais démarrer.

La fourniture de la charge utile PLATO relève de la responsabilité de l’ESA (Agence spatiale européenne) en collaboration avec un consortium européen d’instituts et d’industrie. La prochaine étape importante pour PLATO est la revue critique de conception de l’ensemble du satellite en 2023, avant de procéder à son assemblage.

Le banc optique qui va accueillir les 26 caméras entre dans la chambre de test de l’ESTEC pour les tests de déformations thermo-élastiques

Crédit : ESA

Après son lancement, actuellement prévu pour fin 2026, PLATO se rendra au second point de Lagrange, à 1,5 million de km au-delà de la Terre dans la direction opposée au Soleil. Il y rejoindra les satellites Gaia déjà sur place, James Webb en chemin et Euclid dont le lancement est prévu en 2023. Au point de Lagrange L2, PLATO observera plus de 200 000 étoiles au cours de son fonctionnement nominal de quatre ans, à la recherche de baisses régulières de leur lumière, baisses causées par le transit d’une planète devant le disque de l’étoile. L’analyse de ces transits et des variations de lumière stellaire permettront de déterminer avec précision les propriétés des exoplanètes et de leurs étoiles hôtes.

A travers notamment 5 laboratoires CNRS/INSU et 1 laboratoire CEA/CNRS (l’IAS, l’IRAP, le LAM, le LESIA et IRFU/AIM) la France, avec le soutien du CNES, contribue à différents aspects de la mission dont :

– l’étalonnage et les tests thermiques des caméras, – le logiciel bord, – l’électronique des caméras rapides, – les logiciels scientifiques pour l’analyse des signaux stellaires et planétaires.

Au total, c’est plus d’une centaine de chercheurs et ingénieurs dans onze laboratoires français et au CNES qui suivent le développement de la mission et préparent son exploitation scientifique.

Focus sur l’implication du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille

Le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille est fortement impliqué sur les aspects exoplanètes de la mission au niveau scientifique et dans la réalisation du logiciel de recherche et caractérisation des exoplanètes. Il est aussi Centre de Données, en charge de rassembler et mettre à disposition du consortium les observations sol qui vont compléter les futures mesures de PLATO et qui permettront notamment de mesurer la masse des planètes.

Voir en ligne : Le communiqué de presse de l’ESA