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

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

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

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4 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

5 Herschel découvre l'infrarouge

6 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

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

8 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

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

10 Une nouvelle vision de notre Galaxie : la mission Spitzer

11 Notre Galaxie, La voie lactée Gaz, Poussière, Etoiles

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

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

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16 Vision d'une partie du plan de notre Galaxie par Spitzer à 8 et 24 microns http://www.alienearths.org/glimpse

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

18 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

19 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.

20 Une nouvelle vision de notre Galaxie: la mission Herschel

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

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

24 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 60-210 micons SPIRE: spectromètre imageur et un photomètre, domaine 200-670 microns HIFI: spectromètre à haute résolution spectrale, domaine 157-625 microns PACS : Imagerie

25 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

26 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

27 Comment se forment les étoiles massives ? Les étoiles massives: Masse > 8M sol Très chaudes (T > 20000 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

28 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

29 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)

30 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

31 PACS + SPIRE Poussière chaude Poussière froide

32 PACS + SPIRE Spitzer 3.6, 8 et 24 microns

33 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 ??

34 A suivre...