{"id":12432,"date":"2023-08-13T17:40:06","date_gmt":"2023-08-13T15:40:06","guid":{"rendered":"http:\/\/gap47.astrosurf.com\/?page_id=12432"},"modified":"2023-08-13T18:07:28","modified_gmt":"2023-08-13T16:07:28","slug":"gaia-et-trous-noirs","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/gap47.astrosurf.com\/index.php\/gaia-et-trous-noirs\/","title":{"rendered":"Gaia et trous noirs ?"},"content":{"rendered":"

Gaia a-t’elle trouv\u00e9 le lien manquant dans l\u2019\u00e9volution des trous noirs ?<\/strong><\/span><\/p>\n

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ESA 2023 05 23<\/strong><\/span><\/p>\n

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Lorsque le vaisseau spatial Gaia de l’ESA a scann\u00e9 la constellation du Scorpion et son ancien amas d’\u00e9toiles globulaires Messier 4, il a captur\u00e9 quelque chose d’\u00e9trange : une \u00e9norme tache sombre au centre de l’amas, 800 fois plus massive que notre Soleil.<\/span><\/p>\n

Il est normal que les amas globulaires aient des centres sombres constitu\u00e9s de nombreuses \u00e9toiles mortes. Mais la masse au centre de Messier 4 semble diff\u00e9rente – bien qu’elle soit particuli\u00e8rement grande, elle semble \u00eatre comprim\u00e9e dans un volume d’espace \u00e9tonnamment petit.<\/span><\/p>\n

\u00ab En utilisant les derni\u00e8res donn\u00e9es de Gaia et Hubble, il n’a pas \u00e9t\u00e9 possible de faire la distinction entre une population sombre de restes stellaires et une seule source ponctuelle plus grande \u00bb, explique Eduardo Vitral du Space Telescope Science Institute, qui a dirig\u00e9 cette recherche. \u00ab Donc, l’une des th\u00e9ories possibles est qu’au lieu d’\u00eatre une multitude de petits objets sombres s\u00e9par\u00e9s, cette masse sombre pourrait \u00eatre un trou noir de taille moyenne \u00bb.<\/span><\/p>\n

Les astronomes r\u00e9fl\u00e9chissent \u00e0 ces \u00ab trous noirs de masse interm\u00e9diaire \u00bb depuis plus de deux d\u00e9cennies, mais la preuve concluante de leur existence reste insaisissable. La plupart des trous noirs que nous connaissons sont soit les plus petits restes de \u00ab masse stellaire \u00bb d’\u00e9toiles g\u00e9antes (jusqu’\u00e0 100 fois la masse du Soleil), soit les ancres centrales supermassives de grandes galaxies (des milliards de fois la masse du Soleil). Pesant environ de 100 soleils \u00e0 1 million de soleils, les trous noirs de masse interm\u00e9diaire seraient le lien entre les deux.<\/span><\/p>\n

 \u00ab La science consiste rarement \u00e0 d\u00e9couvrir quelque chose de nouveau en un seul instant. Il s’agit de devenir plus certain d’une conclusion \u00e9tape par \u00e9tape, et cela pourrait \u00eatre une \u00e9tape vers la certitude que des trous noirs de masse interm\u00e9diaire existent \u00bb, explique Timo Prusti, scientifique de la mission Gaia. \u00ab Les donn\u00e9es de Gaia Data Release 3 sur le mouvement propre des \u00e9toiles dans la Voie lact\u00e9e ont \u00e9t\u00e9 essentielles dans cette \u00e9tude. Les futures publications de donn\u00e9es Gaia, ainsi que les \u00e9tudes de suivi des t\u00e9lescopes spatiaux Hubble et James Webb pourraient apporter davantage de lumi\u00e8re \u00bb. Un article r\u00e9sumant la recherche a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 aujourd’hui dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. La recherche a \u00e9galement utilis\u00e9 les donn\u00e9es du t\u00e9lescope spatial Hubble. Messier 4 est l’amas globulaire le plus proche de la Terre. Il peut \u00eatre vu \u00e0 travers des t\u00e9lescopes et captur\u00e9 avec un bon appareil photo. Les astronomes de l’h\u00e9misph\u00e8re sud devraient regarder vers le centre de la Voie lact\u00e9e, o\u00f9 Messier 4 se trouve dans la constellation du Scorpion entre la Balance et le Sagittaire.   <\/span><\/p>\n

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Traduction : Olivier Sabbagh   <\/span><\/p>\n

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NDT<\/strong> : Wikipedia : M4<\/strong> (ou NGC 6121<\/strong>) est un amas globulaire situ\u00e9 dans la constellation du Scorpion \u00e0 environ 7 200 a.l. (2,2 kpc) du Soleil et \u00e0 19 000 a.l. (5,9 kpc) du centre de la Voie lact\u00e9e. \u00c0 cette distance, c’est l’amas globulaire le plus rapproch\u00e9 du syst\u00e8me solaire. Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert par l’astronome suisse Jean Philippe Loys de Cheseaux en 1746.  La vitesse radiale h\u00e9liocentrique de cet amas est \u00e9gale \u00e0 (70,4 \u00b1 0,3) km\/s.<\/span><\/p>\n

Observation<\/strong><\/span><\/p>\n

L’amas est visible avec des jumelles ou une lunette sous la forme d’une tache floue. Un t\u00e9lescope de 10 cm de diam\u00e8tre permet d’y r\u00e9soudre de nombreuses \u00e9toiles. Dans les latitudes nord, la faible \u00e9l\u00e9vation du Scorpion rend son observation plus difficile.<\/span><\/p>\n

Caract\u00e9ristiques<\/strong><\/span><\/p>\n

Selon Forbes et Bridges, sa m\u00e9tallicit\u00e9 est estim\u00e9e \u00e0 \u22121,05 [Fe\/H] et son \u00e2ge d’environ 12,54 milliards d’ann\u00e9es. Selon une \u00e9tude publi\u00e9e en 2011 par J. Boyles et ses coll\u00e8gues, la m\u00e9tallicit\u00e9 de l’amas globulaire NGC 6121 est \u00e9gale \u00e0 -1,16 et sa masse est \u00e9gale \u00e0 195.000 masses solaires. Dans cette m\u00eame \u00e9tude, la distance de l’amas est aussi estim\u00e9e \u00e0 environ 2,2 kpc (\u223c7 180 a.l.). Une autre \u00e9tude publi\u00e9e en 2008 indique que la m\u00e9tallicit\u00e9 de M4 est \u00e9gale \u00e0 -1,07 \u00b1 0,01. On peut donc raisonnablement conclure que la m\u00e9tallicit\u00e9 de M4 est comprise entre -1,16 et -1,05.<\/span><\/p>\n

La m\u00e9tallicit\u00e9 d’un objet c\u00e9leste est le logarithme du rapport de sa concentration en fer sur celle du Soleil. Une m\u00e9tallicit\u00e9 de -1,16 \u00e0 -1,05 signifie que la concentration en fer de M4 est comprise entre 6,9 % et 8,9 % de celle du Soleil. Apr\u00e8s le Big Bang, l’Univers \u00e9tant surtout compos\u00e9 que d’hydrog\u00e8ne et d’h\u00e9lium, la m\u00e9tallicit\u00e9 \u00e9tait pratiquement nulle. L’univers s’est progressivement enrichi en m\u00e9taux (\u00e9l\u00e9ments plus lourds que l’h\u00e9lium) gr\u00e2ce \u00e0 la synth\u00e8se de ceux-ci dans le c\u0153ur des \u00e9toiles. La m\u00e9tallicit\u00e9 des amas du halo de la Voie lact\u00e9e varie d’un centi\u00e8me \u00e0 un dixi\u00e8me de la m\u00e9tallicit\u00e9 solaire, ce qui signifie que les amas du halo se composent de deux sous-groupes, les relativement jeunes et les vieux. Selon sa m\u00e9tallicit\u00e9, M4 serait donc un amas relativement jeune.<\/span><\/p>\n

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L’amas globulaire M4 photographi\u00e9 par <\/em>t\u00e9lescope de 2,2 m\u00e8tres MPG-ESO<\/em> de l’<\/em>Observatoire de La Silla<\/em><\/span><\/p>\n

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Le centre de l\u2019amas globulaire M4 par Hubble<\/em><\/span><\/p>\n

Le cas tr\u00e8s \u00e9tonnant de la plan\u00e8te d\u00e9couverte dans l\u2019amas M4<\/strong><\/span><\/p>\n

Une tr\u00e8s vieille plan\u00e8te<\/strong><\/span>
\nAu mois de juillet 2003, le t\u00e9lescope spatial Hubble a permis aux astronomes de faire une \u00e9tonnante d\u00e9couverte dans M4, une exoplan\u00e8te appel\u00e9 PSR B1620-26 b dont la masse est estim\u00e9e \u00e0 2,5 fois celle de Jupiter. Son \u00e2ge est estim\u00e9 \u00e0 13 milliards d’ann\u00e9es, presque trois fois l\u2019\u00e2ge du syst\u00e8me solaire. Et tout aussi \u00e9tonnant, cette plan\u00e8te est en orbite autour d’une naine blanche et d’un pulsar.<\/span><\/p>\n

PSR B1620-26 b<\/strong>, parfois appel\u00e9e PSR B1620-26 c<\/strong>, surnomm\u00e9e de fa\u00e7on non officielle Mathusalem<\/em> ou plus rarement la \u00ab plan\u00e8te de la Gen\u00e8se \u00bb, est une exoplan\u00e8te circumbinaire d’environ 2,5 masses joviennes d\u00e9couverte en 1993 autour d’un syst\u00e8me binaire distant d’environ 12 400 ann\u00e9es-lumi\u00e8re (3,8 kpc) de la Terre dans l’amas globulaire M4 de la constellation du Scorpion, 1,3\u00b0 \u00e0 l’ouest de l’\u00e9toile Antar\u00e8s. <\/strong><\/span><\/p>\n

Syst\u00e8me binaire<\/strong><\/span>
\nSon syst\u00e8me binaire est form\u00e9 par PSR B1620-26 et WD B1620-26, respectivement un pulsar d’environ 1,35 masse solaire et une naine blanche d’environ 0,34 masse solaire orbitant l’un autour de l’autre \u00e0 environ une unit\u00e9 astronomique de distance en 191,4428 jours (un peu plus de six mois). <\/strong><\/span><\/p>\n

Son orbite circumbinaire<\/strong><\/span>
\nLa plan\u00e8te PSR B1620-26 b orbite autour de ces deux \u00e9toiles avec une p\u00e9riode de r\u00e9volution d’une centaine d’ann\u00e9es, un demi-grand axe de l’ordre de 23 UA et une inclinaison de 55\u00b0. Il s’agirait de la plus ancienne plan\u00e8te connue, \u00e2g\u00e9e de peut-\u00eatre 13 milliards d’ann\u00e9es (le triple de l’\u00e2ge de la Terre) dans la mesure o\u00f9 les \u00e9toiles constituant l’amas globulaire M4 sont \u00e2g\u00e9es en moyenne de 12,2 milliards d’ann\u00e9es.<\/span><\/p>\n

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Repr\u00e9sentation du syst\u00e8me plan\u00e9taire de PSR B1620-26, avec la plan\u00e8te en avant-plan <\/em>et le pulsar et la naine blanche dans le lointain<\/em><\/span><\/p>\n

Sc\u00e9nario suppos\u00e9 de formation<\/strong><\/span>
\nCette plan\u00e8te pourrait avoir \u00e9t\u00e9 form\u00e9e \u00e0 l’\u00e9cart du pulsar actuel en bordure de l’amas globulaire en m\u00eame temps que les autres \u00e9toiles de M4 avant que le syst\u00e8me plan\u00e9taire dont elle faisait partie ait \u00e9t\u00e9 captur\u00e9 par une \u00e9toile \u00e0 neutrons dont le compagnon d’alors aurait \u00e9t\u00e9 \u00e9ject\u00e9 du syst\u00e8me. Parvenue au stade de g\u00e9ante rouge, l’\u00e9toile incidente, alors satellis\u00e9e autour de l’\u00e9toile \u00e0 neutrons, aurait vu ses couches ext\u00e9rieures aspir\u00e9es par cette derni\u00e8re pour ne laisser qu’une naine blanche, il y a de cela environ 500 millions d’ann\u00e9e, tandis que l’\u00e9toile \u00e0 neutrons, devenue plus massive, se transformait en pulsar millisecondes.<\/span><\/p>\n

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Traduction (OS) des textes figurant dans l\u2019illustration ci-dessus :<\/strong><\/span> <\/strong><\/span><\/p>\n

Plan\u00e8te jovienne dans l\u2019amas globulaire M4 : <\/em>spectateur calme dans un drame stellaire<\/em><\/span><\/p>\n

Images du haut, de gauche \u00e0 droite, puis vers le bas :<\/span><\/p>\n