L'infrarouge,Herschelet la formation des étoiles dans notre Galaxie D. Russeil Laboratoire d'astrophysique de Marseille Université de Provence

Petits Rappels : L'infrarouge comme outils d'observation en astronomie

L'infrarouge qu'est ce que c'est ? L'oeil humain ne voit que les ondes du domaine visible. « Infrarouge proche » « Infrarouge lointain » 2 mm – 25 mm 100 mm – 500 mm « Infrarouge moyen» 25 mm – 100 mm

Herschel découvre l'infrarouge

Tout corps a une température qui est sources de lumière ! Le soleil (T~ 6000°) => Visible + infrarouge Ampoule à filament (T~ 2000°) => Visible + infrarouge Lave volcanique (T~ 1000°) => Visible + infrarouge Corps humain (T ~ 37°) => Infrarouge

Tableau de correspondance longueur d'onde Infrarouge - température Spitzer Herschel

L'infrarouge voir et étudier les objets froids visibleinfrarouge Entre les étoiles se trouve de la poussière qui n’est visible qu’en infra-rouge Constellation d'Orion

Nébuleuse de l'Aigle Visible Proche IR IR moyen IR lointain Poussière

Une nouvelle vision de notre Galaxie : la mission Spitzer

Notre Galaxie, La voie lactée Gaz, Poussière, Etoiles

Vision d'une partie du plan de notre Galaxie dans le rouge (Gaz ionisé) Halpha survey UKST RCW120

Vision d'une partie du plan de notre Galaxie dans le rouge (Gaz ionisé) Halpha survey UKST

Vision d'une partie du plan de notre Galaxie par Spitzer à 8 et 24 microns

Les résultats Rouge= 24mm, Vert = 8 mm, Bleu = 3.5 mm

La nébuleuse de la Trifide La nébuleuse de la Trifide En optique Vue par Spitzer (en infrarouge) Rouge= 24mm, Vert = 8 mm, Bleu = 3.5 mm

Les apports de Spitzer Accès à une vision globale - Nous vivons dans un disque Galactique dominé par des bulles (région HII, supernovae) - La poussière proche des étoiles massives est chauffée par ces dernières.

Une nouvelle vision de notre Galaxie: la mission Herschel

Le satellite infrarouge Herschel Satellite lancé le 14 Mai 2009 de Kourou (Guyane) par le lanceur Ariane 5

vue éclatée du satellite Herschel  trois instruments implantés dans le cryostat

Le satellite infrarouge Herschel Environ 7m de haut, 4.3 m de large, 3.25 tonnes Durée de vie: au moins 3 ans Un télescope de 3.5 m de diamètre, refroidi à environ 80K Trois instruments en imagerie et spectroscopie: PACS: spectromètre – imageur, domaine micons SPIRE: spectromètre imageur et un photomètre, domaine microns HIFI: spectromètre à haute résolution spectrale, domaine microns PACS : Imagerie

Nuage de gaz moléculaire (Poussières + gaz H 2 ) Comment se forment les étoiles comme le Soleil? Nuages de gaz moléculaire froids (10 K = -263 °C) => infrarouge lointain Herschel Proto-étoile étoile Coeur pré-stellaire

Les étoiles peu massives: Masse < 8M sol Evolution lente => ~ 10 milliards d'années pour le Soleil (dans son état actuel) ~ 200 milliards d'années pour les étoiles les plus petites Le soleil Géante Rouge Fin de vie = Nébuleuse planétaire + naine blanche

Comment se forment les étoiles massives ? Les étoiles massives: Masse > 8M sol Très chaudes (T > K) => fort rayonnement UV Ionisent l'hydrogène qui les entoure => région HII Evolution rapide => quelques millions d'années Fin de vie = Supernova + pulsar ou trou-noir Formation des éléments jusquà l'Uranium Région HII Formation des éléments jusqu'au Fer

La problématique de leur formation !! Elles sont rares et distantes Les proto-étoiles massives => fort rayonnement UV Stoppe l'accrétion de matière L'étoile ne peut plus accumuler de masse Pourtant: nous observons des étoiles massives (M~ 120 M sol ) 2 théories: Formation au sein d'amas très denses par “agglomération” Même scénario que les étoiles de faible masse + forts taux d'accrétion (contrebalançant la pression du rayonnement) Pour comprendre leur formation Observer les premières étapes de leur formation et évolution

PACS Photodetector Array Camera and Spectrometer 55 microns à 210 microns Résolution 3.2” à 6.4” 3 filtres: 60 – 85 microns (le + chaud) 85 – 130 microns 130 – 210 microns (le + froid)

SPIRE Spectral and Photometric Imaging Receiver 250 microns (résolution 18’’) (le + chaud) 350 microns (25’’) 500 microns (36’’) (le + froid) Structures filamentaires du milieu interstellaire froid

PACS + SPIRE Poussière chaude Poussière froide

PACS + SPIRE Spitzer 3.6, 8 et 24 microns

Les premiers résultats d'Herschel - Nous vivons dans un disque Galactique dominé par des Filaments de poussière froide - Les étoiles se forment le long de ces filaments - Origine physique de ces filaments ??

A suivre...