par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Zoom Sur
Nous avons vu dans les numéros précédents de l’Astronomie que le JWST montre l’existence de quelques galaxies primordiales aux propriétés très différentes de celles que détecte le télescope Hubble. Une équipe internationale de chercheurs a utilisé des données recueillies à la fois par le JWST et par Hubble sur 850 galaxies et a effectué la comparaison entre les deux résultats obtenus. Ils ont montré que les galaxies observées par le JWST sont bien plus diversifiées et matures que prévu !
1. Observations avec la camera NIRCam du JWST montrant pour différents redshifts une sélection de galaxies dans 7 groupes morphologiques. Chaque carré a 2’’ de côté. (Jeyhan S. Kartaltepe et al., arXiv:2210.14713v2, 2023.)
Les relevés extragalactiques profonds obtenus avec le télescope spatial Hubble (HST) ont profondément révolutionné notre compréhension de l’évolution des galaxies entre l’époque où elles se sont assemblées il y a dix milliards d’années et maintenant. Mais en même temps ils ont ouvert de nouveaux questionnements concernant les trois premiers milliards d’années de l’Univers. Quand sont apparus les premiers disques dans les galaxies ? À quel moment les premiers bulbes se sont-ils formés ? Les processus physiques responsables de la formation des étoiles ont-ils varié pendant cette période ? Etc.
Pour répondre à ces questions, une équipe conduite par un chercheur de l’Institut de technologie de Rochester aux États-Unis et constituée d’environ 80 astronomes de différents laboratoires se sont regroupés dans le CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science Survey) [1]. Ils ont analysé 850 galaxies détectées à la fois par le HST (champ ultra-profond du relevé CANDELS) et par la caméra infrarouge NIRcam du JWST. Les deux relevés opèrent à longueurs d’ondes analogues, mais avec son miroir de 6,5 mètres de diamètre, le JWST est beaucoup plus sensible que le HST et peut observer des parties plus faiblement brillantes de ces galaxies. Les 850 galaxies étudiées ont des « redshifts » compris entre 3 et 9. Ce paramètre noté « z » représente le décalage spectral vers les grandes longueurs d’onde (« vers le rouge ») dû à l’expansion de l’Univers (loi dite de Hubble). Adoptant pour calculer cette expansion le modèle standard de la cosmologie – LambdaCDM – on en déduit l’époque où le rayonnement a été émis. Ainsi un redshift de 3 correspond à 2,2 milliards d’années après le Big Bang, tandis que 9 correspond à seulement 0,55 milliard d’années après le Big Bang. Nous rappelons que le rayonnement, en ultraviolet proche, vers 0,4 microns, observé actuellement d’une galaxie de redshift z est transporté dans l’infrarouge proche d’une quantité (1+z), ce qui signifie que le spectre optique d’une galaxie de redshift 3 va être déporté dans l’infrarouge vers des longueurs d’ondes voisines de 1,5 microns, et celui d’une galaxie de redshift 9, aussi dans l’infrarouge, mais vers 4 microns.
L’équipe a réparti chaque galaxie observée selon différents critères, comme la morphologie de la galaxie – disque, sphéroïde, forme particulière, source ponctuelle ou inclassable – la classe d’interaction, et l’abondance des éléments « lourds » (c’est-à-dire plus lourds que le lithium). L’hydrogène et l’hélium sont seuls présents au départ, et les éléments lourds sont synthétisés par fusion nucléaire dans les premiers milliards d’années après le Big Bang à l’intérieur d’étoiles massives puis dispersés dans le milieu interstellaire lors de l’explosion des étoiles en supernovae. En principe, l’abondance des éléments lourds doit donc croître au cours des premiers milliards d’années tandis que le taux de formation d’étoiles de l’Univers augmente jusqu’à atteindre un pic aux époques caractérisées par z ∼ 2 − 3, puis commence à décliner vers les niveaux bas actuels.
L’équipe a effectué sur les galaxies observées par le JWST un ensemble de classifications visuelles au cours duquel chaque galaxie a été classée trois fois. Les chercheurs ont ainsi montré qu’il existait une grande diversité de morphologies (fig. 1). Les galaxies possédant des disques constituent à peu près 60 % des galaxies à z=3 et cette fraction tombe à 30 % pour z compris entre 6 et 9 tandis qu’il existe 20 % de galaxies sphéroïdales. La fraction de galaxies irrégulières est grosso modo constante à tous les redshifts, étant de l’ordre de 40 à 50 %, et celles qui sont purement irrégulières croissent de 12 % à 20 % pour z > 4,5. De façon générale ces tendances suggèrent que les galaxies avec des disques ou des sphéroïdes existent sur tout l’espace des redshifts. Il est difficile pour le moment de quantifier exactement le moment de leur formation.
La comparaison avec les mesures morphologiques basées sur le HST permet de tirer les conclusions suivantes. Les mêmes galaxies présentent des différences significatives. Avec seulement le HST, une plus petite fraction de galaxies montrent des disques ou des sphéroïdes, ou bien une morphologie irrégulière, en particulier pour z supérieur à 4,5, ces structures peu brillantes n’apparaissant que grâce à la sensibilité accrue du JWST. Les galaxies observées par le JWST se révèlent aussi plus asymétriques qu’avec les seules observations du HST. D’une manière plus générale, les différences de classification sont largement dues à la trop faible brillance de surface des disques pour le HST. L’étude montre donc une différence entre les galaxies vues par Hubble et les mêmes observées par le JWST : « sur les 850 galaxies utilisées dans l’étude et précédemment identifiées par le HST, 488 ont été reclassées avec différentes morphologies après avoir été montrées plus en détail avec le JWST », disent les auteurs de l’étude (fig. 2).
Ces résultats seront bientôt étayés par de nouvelles observations, dont le programme a déjà cumulé 60 heures supplémentaires. Ce sont donc potentiellement des milliers d’autres galaxies qui se dévoileront. De plus, le programme COSMOS-Web sélectionné pour les débuts du JWST fournira un échantillon encore plus grand avec plus de 200 heures d’observation dans l’infrarouge proche et moyen. Cette nouvelle étude vise à identifier les toutes premières galaxies formées, donc à comprendre comment elles se sont formées lorsque l’Univers n’était encore constitué que d’hydrogène, d’hélium et de matière noire.
2. Exemples de galaxies présentant différentes morphologies avec le HST et le JWST. Les images dans les filtres F150W, F277W, et F356W du JWST sont montrés en même temps que leur combinaison (RGB). Chaque carré a 2’’ de côté. (Jeyhan S. Kartaltepe et al., arXiv:2210.14713v2, 2023.)
par Suzy Collin-Zahn – Obervatoire de Paris-PSL
Publié dans le magazine L’Astronomie Juin 2023
Note
1. CEERS Key Paper III: The Diversity of Galaxy Structure and Morphology at z = 3 – 9 with JWST”, Jeyhan S. Kartaltepe et al., arXiv:2210.14713v2, 2023.
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Sur le Terrain
Le Festival d’astronomie de Majunga sous le thème de « Majunga sous les étoiles » est le premier festival d’astronomie organisé à Madagascar par l’Alliance Française de Majunga et en collaboration avec l’association malgache Haikintana, la Société Astronomique de France et le réseau AFIPS (African Initiative for Planetary Sciences).
Les enfants de l’Ecole du monde : Claudia, Sandra, Erina, Irenette, Valisoa, Tombovelo, Tafita, Bienvenu, Dani,Pascalin et Ulrich avec David Baratoux, Sylvain Bouley et Jean Phillipe Uzan
Le festival se déroula sur deux jours, le 23 et 24 juin dernier. L’événement fut totalement gratuit et ouvert à tous publics, avec l’objectif de vulgariser l’astronomie au plus grand nombre. Des experts du sujet de la Société Astronomique de France Sylvain Bouley, planétologue ; David BARATOUX, directeur de recherche à l’IRD et Jean Philippe UZAN de l’Institut astrophysique de Paris ainsi que les membres de Haikintana Andoniaina RAJAONARIVELO, Mializo RAZANAKOTO et Herinandrianina Tojomanana RALAIMANAMPISOA ont assuré les animations.
Le matin du 23 juin, notre équipe s’est rendu à l’association SOS Village d’enfants pour une observation du Soleil ainsi qu’une représentation du système solaire en théâtre par les enfants de l’association Ecole du monde de Besely et mis en scène par Jean Phillipe UZAN, intitulé « Le Soleil ne se lève pas ». Cette même représentation, a ensuite été refaite à l’université, avec en audience, les étudiants de la faculté des sciences ainsi qu’au village touristique, devant le grand public.
La journée donc a été poursuivi par une visite à l’université de Majunga pour parler des dernières nouvelles de l’univers, du système solaire ainsi que le développement de l’astronomie en Afrique et à Madagascar.
La soirée s’est terminé par une observation de la Lune au village touristique de Majunga.
Pour le deuxième jour, le public a assisté à des conférences sur « l’astronomie en musique » par Jean Phillipe Uzan et sur « Des étoiles filantes aux cratères d’impact » par Sylvain Bouley, à l’Alliance Française de Majunga et conclut par la projection du film court « Les Mystères d’Arivonimamo » par le réalisateur Franco Clerc.
Une soirée d’observation du ciel étoilée et de la Lune, au bord de Majunga, à côté du grand Baobab a clôturé ce premier festival. En somme, le festival a touché plus d’un millier de personnes durant toutes les festivités.
par Mializo RAZANAKOTO – Haikintana
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Sur le Terrain
La charmante ville d’Ifrane, réputée pour son ciel étoilé, a récemment accueilli la 11e édition du Festival d’Astronomie d’Ifrane, l’un des événements scientifiques et culturels majeurs au Maroc. Organisé par l’Université Al Akhawayn et son club d’astronomie, en partenariat avec l’association CITI, ce festival vise à promouvoir les sciences et les scientifiques auprès des jeunes, dans le but de stimuler leur intérêt pour les sciences et les technologies.
Pendant une semaine entière, du 21 au 27 Juin, les festivaliers ont eu accès à une multitude d’activités culturelles et scientifiques, allant des ateliers aux conférences, en passant par les expositions, les formations, les séances au planétarium, les compétitions et les nuits d’observation. Cette édition s’est particulièrement attachée à mettre en valeur l’importance des instruments astronomiques.
L’une des initiatives les plus appréciées du festival est la mise en place d’ateliers destinés aux enfants. Ces ateliers interactifs et ludiques visent à initier les plus jeunes à l’astronomie, à répondre à leur curiosité et à développer leurs compétences d’observation et d’analyse. Les enfants ont ainsi eu l’occasion de se familiariser avec les concepts fondamentaux de l’astronomie à travers des thèmes tels que le système solaire, les phases de la lune, les missions spatiales, les fusées à eau, la spectroscopie, les constellations et le cadran solaire.
Une nouveauté marquante de cette édition a été l’organisation de l’École d’Été Régionale Méditerranéenne sur l’Astronomie STEAM (pour plus d’informations : https://sites.google.com/view/sam2s/home?authuser=0). Cette école d’été, faisant partie des activités du bureau I-OAE pour les pays méditerranéens, a réuni des équipes d’éducateurs et d’astronomes de la région méditerranéenne. L’école a abordé des sujets tels que l’utilisation d’instruments astronomiques en classe, les techniques d’enseignement innovantes avec des données astronomiques, l’intégration des données astronomiques dans les programmes d’études, l’adaptation des données à différents niveaux d’enseignement, ainsi que l’évaluation de l’enseignement basé sur les données.
Autre moment fort du festival, le concours d’art oratoire a offert aux jeunes élèves et étudiants une véritable opportunité de mettre en valeur leurs talents en communication. Divisé en deux niveaux de participation, les participants ont présenté des discours captivants sur le thème des « Instruments astronomiques », dans les langues arabe ou anglaise. Ce concours revêt une valeur éducative importante en inspirant et encourageant la prochaine génération d’astronomes et de communicants scientifiques, tout en renforçant leur confiance en eux et en développant leurs compétences pour la prise de parole en public.
Lors du Festival d’Astronomie d’Ifrane, un autre moment clé a été la réunion du comité national NOC Maroc pour l’astronomie grand public, présidée et animée par Meriem El Yajouri, sa coordinatrice. Ce comité représente le bureau de vulgarisation de l’astronomie OAO auprès de l’Union Astronomique Internationale (IAU) et est connu sous le nom de NOC Maroc.
Lors de cette réunion, une attention particulière a été portée aux initiatives ou actions mises en place par le NOC au niveau national et international. Les membres ont échangé leurs bonnes pratiques et ont discuté des moyens de renforcer la sensibilisation à l’astronomie auprès du grand public, en particulier auprès des jeunes.
Un moment de fierté a été réservé aux lauréats de plusieurs concours, parmi lesquels Yassin Harrati, gagnant du concours lancé par « l’Astronomie Afrique », RFI « Autour de la question » et SSVI. Yassin a partagé son parcours et a mis en avant les initiatives qu’il a lancées pour promouvoir l’astronomie auprès du public. Son engagement et sa passion ont été salués lors de cette occasion, mettant en lumière son rôle inspirant en tant que jeune astronome.
Les échanges d’expériences et les initiatives partagées lors de cette réunion contribueront sans doute à renforcer la promotion de l’astronomie à travers le pays et à inspirer de nouvelles générations d’astronomes passionnés.
Le Festival d’Astronomie d’Ifrane a ainsi servi de plateforme propice à la mise en valeur des réalisations des clubs et des associations, mettant en évidence le rôle essentiel de la collaboration et de la coordination pour promouvoir l’astronomie au sein de la communauté nationale et internationale. Cet événement unique, mêlant connaissances scientifiques et plaisirs culturels, fait d’Ifrane un haut lieu de découverte et de célébration de l’univers infini qui nous entoure.
par Meriem El Yajouri – Institut d’Astrophysique Spatiale – Orsay
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Au fil des étoiles
Le 16 Juin dernier, l’association Malagasy Astronomy and Space Science (MASS) a organisé, à l’Institut et Observatoire en Géophysique d’Antananarivo (IOGA), un atelier sur la radioastronomie intitulé « Small telescope, Big Discoveries: How to observe the Universe with a table radiotélescope ». Cet événement a été réalisé en collaboration le projet DARA, l’Université de Manchester, la Faculté des Sciences de l’Université d’Antananarivo, l’Institut pour la Maîtrise de l’Énergie (IME), l’Institut et Observatoire de Géophysique d’Antananarivo (IOGA), l’Association Haikintana et la Fikambanan’ny Mpianatra Siantifika eto Antananarivo (FMSA).
Cet événement a rassemblé une vingtaine d’étudiants et de chercheurs dans le domaine des STEMs, qui ont été soigneusement sélectionnés parmi une centaine de candidatures. L’objectif principal était de fournir aux participants des connaissances en radioastronomie et des compétences pour l’utilisation d’un petit radiotélescope et de stimuler leurs intérêts pour l’astronomie et l’exploration de l’Univers.
La journée a débuté avec des présentations données par Andoniaina Rajaonarivelo qui a fait une introduction à la radioastronomie suivi par Ny Ando Ralitera qui a parlé des observations de HI (Hydrogène neutre) dans ce domaine, offrant aux participants un aperçu des merveilles de l’Univers et des outils utilisés pour les explorer dans d’autres longueurs d’ondes. L’après-midi, le Professeur Melvin Hoare est intervenu pour présenter le projet DARA (Development in Africa with Radio Astronomy), mettant en avant son impact sur le développement de la radioastronomie en Afrique et les opportunités qu’il offre aux jeunes scientifiques africains.
Les présentations données par Andoniaina Rajaonarivelo, Ny Ando Ralitera et Pr Melvin Hoare
Les sessions pratiques, qui étaient l’activité principale, ont permis aux participants d’observer quelques régions de la Voie Lactée, en utilisant le petit radiotélescope.
Installation du tabletop radio telescope
Encadrés par des tuteurs qui avaient eux-mêmes participé au projet DARA, ils ont collecté et visualisé les données acquises par le petit l’instrument et en ont fait un rapport.
Observation et collecte de données avec le tabletop radio telescope
Entre-temps, une initiation à la programmation avec Python et un quiz sur la radioastronomie ont été faits.
Les groupes faisant leur rapport
Les tuteurs, des anciens participants au projet DARA Basic Training
En somme, les objectifs ont été atteints et l’événement a pu montrer qu’avec un petit matériel comme le radio télescope de table, nous pouvons faire de la science. D’ailleurs, ce n’est que le début car les organisateurs envisagent de réaliser d’autres ateliers du même genre un peu partout dans le pays.
Les participants et leurs jolis certificats
par Andoniaina Rajaonarivelo – Kaikintana
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Au fil des étoiles
La Mauritanie a une superficie de 1030700 kilomètres carrés, dont la plupart sont des zones désertiques sans pollution lumineuse, Même les étoiles faibles semblent briller ici chaque nuit. Plusieurs cratères météoriques n’ont pas encore été étudiés dans ce désert et des centaines de météorites sont dispersées. Les peuples qui vivaient ici s’intéressent à l’astronomie depuis des milliers d’années cependant, cet intérêt a diminué depuis l’émergence et l’indépendance de l’État moderne en 1960.
Après des décennies et malgré les obstacles, la nouvelle génération aspire à nouveau aux étoiles avec passion et enthousiasme, et avec la création de l’Association Mauritanienne d’Astronomie en 2019 par de jeunes universitaires. Le premier formulaire d’affiliation publié sur les réseaux sociaux a montré des réponses étonnantes. Des centaines de jeunes passionnés d’astronomie depuis leur plus tendre enfance sont prêts à tout donner pour rattraper les nations qui découvrent l’univers. Donc les questions posées actuellement sont :
Où en est l’astronomie en Mauritanie après 5 ans du travail ?
Quels sont les horizons que nous aspirons à atteindre ?
L’association compte aujourd’hui environ 300 membres, dont 83 membres actifs, dont 75 % sont titulaires d’un bac+5 et 40 % sont titulaires d’un doctorat. Les pages de l’association sur les réseaux sociaux comptent des milliers d’abonnés (https://www.facebook.com/profile.php?id=100063918137803). Les membres de l’association ont suivi des formations successives en 2021 et 2022 dans le domaine de l’astronomie en collaboration avec la Fondation NASE BOXE
Au niveau logistique, les capacités de l’association sont modestes puisqu’elle possède 3 télescopes. L’un a été acquis par les membres eux-mêmes, et deux telescopes Newton de 11 cm ont été acquis par l’association grâce à un don du M. Jean Pierre Grootaerd. Les télescopes étaient accompagné de cameras Mikrcocular Full HD et de filtres solaires.
Au cours des premières années, l’association s’est concentrée sur les événements virtuels sur le réseau en raison de la pandémie du Covid. 21 réunions ont été organisées au cours desquelles l’association a accueilli 25 experts internationaux de 11 pays. Après le recul de la pandémie, l’association à participer chaque année à l’événement mondial On the Moon Again sous forme de conférences et d’ateliers de formation, en plus des activités d’observation au télescope.
L’association s’est fixé 5 objectifs à atteindre au cours des deux prochaines années
- Introduction de l’astronomie comme discipline à l’Université de Nouakchott
- Création d’un observatoire astronomique local
- Diffuser l’astronomie dans les régions reculées du pays
- Organiser un festival annuel d’astronomie appelé le Festival d’astronomie de Nouakchott
- Participer à l’étude des cratères météoritiques en Mauritanie
par Ahmed Bowba Sidi
