40 - Un Univers éternel n'a pas d'âge

  Compte rendu d’observations :

Des galaxies « cachées » responsables de 80% du fond de rayonnement diffus infrarouge remplissant le ciel viennent d’être identifiées, grâce à une nouvelle méthode indirecte d’analyse des données du satellite Spitzer de la NASA.

L’Univers baigne dans un rayonnement diffus composé de photons radios et infrarouges. Le rayonnement radio, appelé rayonnement fossile, est très intense et a été produit aux époques les plus anciennes de l’histoire de l’Univers. Le rayonnement infrarouge, ou fond diffus extragalactique, a quant à lui pour origine la lumière émise par les galaxies depuis leur formation. Il a été découvert il y a 10 ans grâce au satellite COBE (NASA) par une équipe de l’IAS menée par Jean-Loup Puget. Mais ce rayonnement diffus provient de galaxies dont la plupart  restaient invisibles aux télescopes. La quête de ces galaxies « cachées » s’est donc engagée, dans l’espoir d’améliorer les connaissances sur les processus physiques aboutissant à la formation et à l’évolution des galaxies.

Des chercheurs de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS – Université Paris Sud) et de l’Université d’Arizona viennent d’obtenir, grâce au photomètre multi bande MIPS du satellite Spitzer de la NASA, les images parmi les plus profondes jamais prises dans l’infrarouge, principalement aux longueurs d’ondes de 24 microns et dans l’infrarouge lointain, à 70 et 160 microns. Grâce aux images à 24 microns, l’équipe a identifié près de 20 000 galaxies, dont certaines de flux apparents très faibles, et donc potentiellement très lointaines. En revanche, presque aucune galaxie n’était détectée sur les images dans l’infrarouge lointain. Or c’est dans ce domaine que les chercheurs pensaient trouver le rayonnement diffus infrarouge le plus intense.

Les chercheurs ont décidé d’additionner sur les ordinateurs de l’IAS les images de plusieurs centaines à  plusieurs milliers de galaxies détectées à 24 microns, afin d’obtenir des sources lumineuses beaucoup plus intenses que le rayonnement individuel de chacune des galaxies. L’équipe a répété cet empilement mais dans l’infrarouge lointain, où les galaxies sont invisibles individuellement. Les mêmes sources y ont été détectées, et constituent la signature recherchée dans l’infrarouge lointain des galaxies « cachées ».

L’analyse précise des images finales a révélé que ces galaxies sont très puissantes. En comptabilisant toute leur énergie, H. Dole et son équipe ont montré qu’elles sont responsables de 80% du fond diffus infrarouge. L’étude a aussi montré que la majorité de ces galaxies sont « à flambée de formation d’étoile » : contrairement à notre Voie Lactée qui forme peu d’étoiles en moyenne, ces galaxies forment, dans des épisodes violents, plusieurs dizaines de masses solaires d’étoiles par an. Il incombera aux prochains satellites astronomiques de trouver les galaxies qui composent les 20% restants, et qui seront peut-être les galaxies primordiales tant recherchées par les scientifiques.

Commentaires :

Ces observations confirment notre thèse d'un univers éternel puisque le rayonnement infrarouge ou fond diffus extragalactique est également perceptible dans le très lointain signalant la présence de galaxies nées bien avant l’âge supposé de l’univers et situées bien après la distance de 13.7 al. L’univers est donc bien plus âgé que ne le prétendent les partisans du big-bang. Et il serait bien plutôt éternel et n'aurait ni lieu ni temps de naissance.

39 - Modalités de la gravitation universelle

Nous avons défendu la thèse que la force de gravitation n'a pu jouer dès l'origine entre deux astres. Il faut en effet qu'un astre soit animé d'une vitesse de fuite centrifuge qu'il conserve pour pouvoir résister à l'attraction centripète et qu'il puisse en égalisant les deux forces entamer sa rotation gravitationnelle. Cette force dite "centrifuge" est acquise à l'origine par l'éloignement des astres qui sont nés dans le même temps et sur le même plan.

 Rapport d’observations : éloignement des étoiles naissantes

Dans les amas ouverts comportant quelques centaines d’étoiles toutes jeunes et situés sur le même plan galactique on remarque des étoiles chaudes (pop I) et souvent variables (T Tauri), dynamiquement instables, qui s’éloignent à 12 Km/s de leur centre commun. Les étoiles jeunes des systèmes d’association sont en train de se disperser comme le montre la mesure de leurs vitesses radiales, ce qui n’est pas le cas pour les amas globulaires, comportant de vieilles étoiles, dont le mouvement est gouverné cette fois par les principes de la gravitation.

Dans la constellation d’Orion, trois étoiles jeunes de type O, B, s’éloignent d’un point unique. Deux de ces étoiles AE Aurigae et µ Colombae ont pris des directions de fuite diamétralement opposées.

Commentaires :

La théorie de la genèse par effondrement est toute entière gouvernée par la loi de la gravitation. Ici, elle ne semble absolument pas jouer puisqu’au contraire les étoiles jeunes s’éloignent alors même qu’elles n’ont pas fini leur phase de contraction. La théorie standard est donc incapable d’expliquer ce phénomène parfaitement intégré dans la nouvelle théorie. Dès l’origine en effet, les étoiles produisent et éjectent en abondance de la matière et c’est ce phénomène répulsif qui est à l’origine de leur éloignement réciproque (avec leur rotation propre).

La tendance générale dans un système d’étoiles est le développement de la force d’attraction et le rapprochement des astres à mesure que les corps se refroidissent. On devrait donc observer un rapport entre la distance et la catégorie spectrale : plus un système est jeune, plus la distance moyenne serait grande et inversement. Par exemple 51 Peg est une étoile plus vieille que le soleil et de température de 1300°. Elle est couplée à un astre très proche d’une période orbitale de 4 jours et de masse égale à une demi-masse jovienne. De même, de nombreuses exoplanètes, naines brunes de masse inférieure pour la plupart à 10 masses joviennes ont été observées à des distances anormalement proche de leur étoile centrale.

Ainsi, dans une phase initiale de croissance, les astres jeunes tendent à s’éloigner pour acquérir ainsi l’énergie cinétique nécessaire pour ensuite résister à l’attraction gravitationnelle qui va les rapprocher. Il s’agit d’un mécanisme simple d’acquisition par chaque astre d’un mouvement propulsif autonome en parfaite adéquation avec les observations.

38 - Le magnétar: une étoile naissante

Compte rendu d’observations

SGR 1900+14 est un magnétar, c’est-à-dire un étoile à neutrons dont le champ magnétique est incroyablement intense. En comparaison des 0,5 gauss de celui de la Terre et des quelque 1.000 gauss des taches solaires,  il est même titanesque. Il n’est pas rare, en effet, que le champ de ce type d’étoile compacte atteigne ou dépasse les dix milliards de gauss et les records du genre s’établissent vers un million de milliards de gauss. Avec de telles valeurs, des contraintes colossales s’exercent probablement sur la croûte ferreuse qui doit de temps à autre se fracturer. Les atomes eux-mêmes doivent changer de forme et, de sphériques, devenir des cigares. Parfois, de gigantesques éruptions secouent l’astre produisant une luminosité plusieurs milliers de fois supérieure à celle des étoiles de toute une galaxie. Le magnétar apparaît alors comme un sursaut gamma qualifié de mou.

L’explication la plus probable est la suivante : SGR 1900+14 se trouve dans un amas galactique, c’est-à-dire un amas de très jeunes étoiles provenant de l’effondrement récent d’un nuage moléculaire froid d’une température de  quelques dizaines de kelvins tout au plus. Le magnétar lui-même doit être le vestige d’une étoile très massive ayant explosé depuis peu à l’échelle astronomique..

On ne sait pas exactement ce qui détermine la formation d’un magnétar plutôt que d’une étoile à neutrons classique. Comme souvent en astrophysique et en théorie de l’évolution stellaire, c’est la masse de l’objet qui fixe son destin et ses propriétés physiques.

Commentaires:

Deux observations d’importance nous laissent penser qu’un magnétar est une très jeune étoile en formation; d’une part on constate d’importantes éruptions, d’autre part, il se trouve situé dans un amas de très jeunes étoiles. Il est donc impossible de le définir comme une étoile à neutrons vieille ayant achevé son cycle. Ici, les théories astrophysiques sont en contradiction avec les observations, ce qui n’est pas le cas pour les nouveaux principes de cosmologie qui prévoient que les astres jeunes sont denses, animés d’une rotation rapide, pouvant émettre une matière abondante sous forme de jets ou plus tardivement d’éruptions. Un magnétar est donc une jeune étoile à croute solide hyper chaude composée d’éléments lourds en son cœur, seule condition pour permettre une rotation rapide et l’existence d’un champ magnétique intense.

37 - Vieilles étoiles et jeunes étoiles

 Compte rendu d’observation

Les étoiles de formation relativement récente (population I) ont une composition voisine, en masse, de 70 p. 100 d’hydrogène, 28 p. 100 d’hélium et 2 p. 100 d’éléments lourds que l’on regroupe, par abus de langage, sous le nom de métaux. En revanche, les étoiles les plus vieilles (population II) sont beaucoup plus pauvres en métaux. Leur composition représentative est de 90 p. 100 d’hydrogène, 10 p. 100 d’hélium et 1 p. 1 000 de métaux.

Commentaires :

Selon cette nucléosynthèse classique les étoiles jeunes (pop I) ont proportionnellement moins d’hydrogène (70%) que celles plus vieilles (90 %pop II). Or la théorie de cette nucléosynthèse prévoit une constante transformation de cet hydrogène en hélium, ce qui implique que nous devrions avoir PLUS d’hydrogène dans les populations jeunes et bien moins dans les plus âgées. De même, puisque la formation en métaux est plus tardive, nous devrions rencontrer plus de métaux dans les populations vieilles que jeunes, or nous constatons également le contraire. 

Corrélativement il est étonnant que nous rencontrions PLUS d’hélium (28%) dans les populations jeunes que dans les vieilles (10%). Selon la procédure classique, la production d’hélium résulte d’une fusion progressive de l’hydrogène, nous devrions avoir PLUS d’hélium dans les populations vieilles que jeunes.

Cette anomalie est parfaitement redressée si on s’en tient aux postulats de la nouvelle théorie : les éléments lourds et surtout l’hélium sont produits dès la naissance de l’étoile quand la température est encore extrême. A mesure que la masse augmente, le cœur de l’étoile ralentit sa production sous l’effet de la gravitation et tend à baisser de température qui n’est dès lors plus suffisante pour fusionner l’hélium et les éléments lourds. Il s’ensuit que la dernière phase de production est celle de l’hydrogène et une diminution progressive de la fusion de l’hélium. Les étoiles vieilles comportent naturellement plus d’hydrogène et moins d’hélium. De même, puisque les éléments lourds sont fabriqués initialement, ceux-ci sont en surface plus abondants et diminuent à mesure que l’étoile vieillit et se refroidit. Ceci est à mettre en relation avec le phénomène suivant observé: les étoiles très jeunes et très chaudes n’ont pratiquement pas d’hydrogène en surface mais essentiellement de l’hélium!

Pour interpréter correctement les observations nous devons changer de cadre théorique quant à l'astrogenèse. 

Voir : http://lesnouveauxprincipes.fr/cosmophysique/2-la-naissance-des-etoiles

36 - Pulsar et étoile naissante

Observations

Les pulsars donnent du fil à retordre aux scientifiques : ils ont du mal à les cadrer avec la théorie. En effet, on devrait en principe en trouver un au milieu de chaque nébuleuse, résidu de supernova. Or, ce n’est pas souvent le cas. La plupart du temps, le centre des restes d’étoiles dispersés demeurent vides. Il arrive parfois que le pulsar soit décentré, soit dans la nébuleuse même ou à l’extérieur, voire même vagabond. L’écart entre le nombre de nébuleuses répertoriées et le nombre de pulsars est important,

On peut toutefois en conclure que l’étude des pulsars démontre avec éloquence le fossé qui se creuse entre la théorie et la réalité. Le pulsar est un phénomène somme toute assez mal connu, et les modèles théoriques n’ont pas la prétention de répondre à toutes les questions que soulèvent les observations.

A force de recherches, les astronomes ont découvert au fil des ans des pulsars de périodes de plus en plus courtes, tournant donc de plus en plus vite. Ces découvertes permirent d’établir de nouveaux modèles théoriques et surtout de valider définitivement l’existence des étoiles à neutrons, puisque seuls des astres aussi denses que ces dernières pourraient supporter une rotation aussi élevée

Il existe d’autres types de pulsars, plus rares. Les pulsars X, découvert en 1970, ne sont pas liés à l’explosion d’une étoile. Le flux énergétique émis est limité aux rayons X et surtout, il n’est pas explicable par le modèle standard. On en dénombre une centaine, agencée en systèmes multiples, l’interaction avec un compagnon massif pouvant expliquer un tel processus physique. Il s’agirait en fait de pulsars binaires accouplés à une étoile géante ou bien à un trou noir. La luminosité extrême varie entre 200 et 50 000 fois celle du Soleil, la température de leur disque d’accrétion pouvant atteindre les quelques 10 millions de degrés !! Ce qui expliquerait l’origine du rayonnement non thermique. Mais ce modèle de s’applique pas aux pulsars les plus véloces, tournant sur eux-mêmes en une fraction de seconde.
Il existe enfin un type très particulier de pulsars, dits pulsars gamma. Extrêmement rares, ces sources sont tout aussi énigmatiques que les pulsars X. Le rayonnement émis, de très haute énergie, pourrait être engendré par un mécanisme d’accrétion accélérant le plasma, jusqu’à ce qu’il soit suffisamment chaud. Ce sont eux qui à priori, sont responsables des sursauts gamma, du moins d’une partie de ceux-ci, ces explosions les plus violentes que connaisse l’Univers actuel.
On pense que les deux types de pulsars X et Gamma sont des variétés d’une seule et même famille sous l’emprise de corps encore plus massifs qu’eux, donc de trous noirs.

GRO-Compton (Gamma Ray Observatory) a été lancé en 1991 par la NASA, et a détecté 400 nouvelles sources gamma et a recensé 2600 sursauts gamma. Ces rayons gamma sont très précieux car il semble que le faisceau émis par le pulsar soit bien plus large que le faisceau d’onde radio ; en effet, les pics mesurés en gamma s’étalent sur une grande partie de la rotation complète du pulsar, alors qu’il est très bref en ondes radio.

Commentaires:

L’idée selon laquelle un pulsar résulte de l’effondrement d’une étoile et de son explosion engendrant une naine blanche est ici réfutée par l’expérience puisque on observe de nombreux pulsars sans nébuleuse. Le moment cinétique hyper rapide observé serait dû à la conservation du moment cinétique d’une géante rouge effondrée. Mais point de preuve des reliquats de cet évènement. Reste à démontrer que cette « théorie du patineur » s’applique bien et permet d’atteindre ces vitesses inouïes de rotation à partir d’un astre vieillissant (une géante rouge) à faible vitesse de rotation.

On conserve cependant  la théorie de l’étoile à neutrons  pour expliquer la  constitution du pulsar puisqu’il est impossible d’imaginer dans le cadre actuel un autre objet aussi dense.  Cette théorie d’une étoile composée uniquement de neutrons est un pur produit des constructions mathématiques puisque, jusqu’à preuve du contraire, il parait impossible de faire coller ensemble durablement deux neutrons lesquels, jusqu’à preuve du contraire, sont des particules en train de se décomposer en protons. Trous noirs, étoiles à neutrons, explosions d’étoiles sont les trois tartes à la crème utilisées pour badigeonner un grand nombre de phénomènes observés. Un objet aussi extrême et dynamique qu’un pulsar est ainsi rangé dans la catégorie des astres vieillissants et en fin de vie. Ne pourrait-on pas plutôt suggérer que c’est la théorie qui semble vieillissante et en fin de vie ?

A noter : le fait capital selon lequel les pics mesurés en gamma s’étalent sur une grande partie de la rotation complète du pulsar signifie que l’émission de particules s’effectue à partir de la circonférence du pulsar, comme le prévoit notre nouvelle théorie