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Espace : Un amas d’étoiles fonce vers nous à 1 000 km par seconde

Espace : Un amas d’étoiles fonce vers nous à 1 000 km par seconde

m87

Un amas d’étoiles fonce vers nous à la vitesse faramineuse de plus de 1 000 kilomètres par seconde. Le temps de dire ouf et il est passé de Londres à Nice ! Ainsi vue, la nouvelle a de faux airs de film catastrophe et on se demande presque quand Bruce Willis va arriver pour sauver le monde… Ce serait oublier que l’astronomie est l’art de jongler avec les très grandes distances : l’amas d’étoiles que vient de découvrir une équipe américano-suisse se situe près de la galaxie elliptique géante M87 (en photo ci-dessus), laquelle se trouve à 54 millions d’années-lumière de nous.

M87 est un des éléments les plus importants de l’amas (de galaxies, celui-là…) de la Vierge, un grand conglomérat de plus d’un millier de galaxies. Les chercheurs en question s’intéressent aux amas globulaires, des paquets de plusieurs milliers d’étoiles qui, installés en périphérie d’une galaxie, tournent autour de son centre. On en recense actuellement environ 150 dans la banlieue de notre Voie lactée mais M87 est plus richement dotée, qui en compte plus de 12 000. Ces astrophysiciens gèrent donc un programme de détection de ces essaims stellaires, programme installé sur deux observatoires américains, le Keck d’Hawaï et le MMT (Arizona). Et c’est en dépouillant les données recueillies sur 2 500 candidats qu’ils ont repéré un bien curieux objet, dont ils relatent la découverte dans une étude non encore publiée dans une revue mais soumise à The Astrophysical Journal Letters.

Lorsqu’on étudie le spectre lumineux d’un astre, on peut déterminer si celui-ci s’approche de nous ou s’en éloigne. Tout comme le son d’une sirène de police paraît plus aigu quand la voiture vient vers nous et plus grave quand elle nous a dépassés, le même effet s’applique aux ondes lumineuses. En référence aux couleurs de l’arc-en-ciel, on dit dans le premier cas (rapprochement) que le spectre est décalé vers le bleu (plus petite longueur d’onde de l’arc-en-ciel) et, dans le cas de l’éloignement, qu’il est décalé vers le rouge (« redshift » en anglais). La très grande majorité des objets célestes sont décalés vers le rouge en raison de l’expansion de l’Univers. Mais ce qui est valable à très grande échelle n’est pas une règle absolue au niveau local où des objets relativement proches peuvent se mouvoir dans notre direction : l’exemple le plus célèbre est celui de la galaxie d’Andromède (M31) qui devrait rencontrer la Voie lactée dans 4 milliards d’années environ. Quand on observe M31, on s’aperçoit que son spectre est décalé vers le bleu et qu’elle s’avance vers nous à 300 kilomètres par seconde.

C’est au même type de conclusion que l’équipe américano-suisse est arrivée avec un amas globulaire voisin de M87. Cet objet possède le plus important décalage vers le bleu jamais observé pour une étoile ou un groupement d’étoiles : il se déplace dans notre direction à 1 026 kilomètres par seconde, soit 3,7 millions de km/h ! Pour donner un ordre de grandeur autre que le Londres-Nice du début, c’est une vitesse suffisante pour parcourir la distance Terre-Lune en 6 minutes ou bien se rendre sur le Soleil en une quarantaine d’heures.

Tout le problème des auteurs de l’étude a été d’imaginer un mécanisme pour expliquer cette bizarrerie. Comment un amas d’étoiles, censé tourner autour d’une galaxie, en l’occurrence M87, peut-il s’en sauver ainsi ? Pour répondre à la question, les astrophysiciens se sont intéressés à M87 lui-même, qui est probablement le résultat d’une fusion de galaxies plus petites. En son centre trône un trou noir gigantesque dont la masse équivaut à 6 ou 7 milliards de fois celle de notre Soleil. Les chercheurs pensent que ce monstre est double car les galaxies qui ont donné naissance à M87 avaient chacune un trou noir central. Leur scénario imagine que l’amas globulaire est entré en interaction gravitationnelle avec ce duo et qu’il lui a « volé » de l’énergie, au point d’être catapulté, expulsé de M87. Si l’on considère que la galaxie s’éloigne de nous à 1 300 kilomètres par seconde, la vitesse totale de l’amas d’étoiles par rapport à M87 est donc de 2 300 km/s ! C’est si rapide que le groupe d’étoiles a sans doute échappé à l’attraction de sa galaxie (un peu comme une fusée échappe à l’attraction de la Terre) et doit actuellement se trouver dans l’espace intergalactique.

Reste la question de départ : cet amas fonce-t-il droit vers nous ? En réalité, le décalage vers le bleu n’indique pas la direction précise du mouvement : il dit simplement que l’objet se rapproche. Mais cela peut parfaitement être comme sur une autoroute : toutes les voitures venant d’en face se rapprochent de vous sans jamais vous percuter (sauf si un chauffard a pris l’autoroute à contresens ou sauf si vous êtes à contresens…). Il y a donc toutes les chances pour que cet amas d’étoiles passe à côté de notre galaxie. Et pour ceux qui veulent se rassurer davantage, livrons-nous à un petit calcul. Mettons de côté le fait que nous voyons cet amas tel qu’il était il y a 54 millions d’années : même s’il file à 1 000 km/s, le chemin qu’il a parcouru depuis reste assez négligeable. Comme il se déplace 300 fois moins vite que la lumière, pour franchir les 54 millions d’années-lumière qui nous séparent de lui, il lui faudra… 16 milliards d’années. D’ici là, le Soleil se sera éteint et la Terre aura probablement disparu avec lui. Quant à la Voie lactée, elle aura été profondément remaniée après sa rencontre avec la galaxie d’Andromède. Bruce Willis peut donc partir à la retraite tranquille.

Source : Passeur de Sciences, le 11 Mars 2014

Publié le 12 mars, 2014 dans Astronomie, Espace, Science.

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