Herschel, bilan de la mission

Du 14 au 18 octobre 2013, s'est tenu à l'ESTEC, un des centres de l'Agence spatiale européenne (ESA), un colloque internationale faisant le bilan sur les 4 ans de la mission Herschel. Loin d'être le point final de cette grande aventure scientifique - l'analyse des données recoltées durera encore des années, cette conférence fera un bilan d'avant et après Herschel. Au programme, formation stellaire et planétaire, galaxies, univers lointain et très proche avec le système solaire.

Les scientifiques français ou évoluant dans des laboratoires français seront fortement représentés avec de nombreuses présentations orales lors des plénières et des sessions parallèles.

Parmi les résultats:

Herschel révèle des différences majeures entre Uranus et Neptune
Ayant pratiquement la même masse et le même rayon, Uranus et Neptune sont souvent considérés comme des planètes jumelles. Pourtant on pense qu'elles présentent de nombreuses différences en termes de dynamique atmosphérique et de structure interne. Herschel a montré que les deux objets présentent également des différences majeures de composition chimique ; notamment le méthane et le monoxyde de carbone apparaissent bien plus abondants sur Neptune que sur Uranus. La forte abondance de CO dans la basse atmosphère de Neptune, qui semble impliquer une quantité extraordinaire d'oxygène dans la planète, reste une véritable énigme.
Présentation de ces nouveaux résultats par Emmanuel Lellouch (Observatoire de Paris), le 15.10.2013.

Premier sondage en profondeur de la Voie Lactée avec Herschel
Les observations du spectromètre HIFI a bord du satellite Herschel ont révélé avec une précision inégalée la distribution du gaz interstellaire diffus à travers la Voie Lactée. Les différents nuages présents sur la ligne de visée ont pu être distingués grâce à leurs décalages en vitesse via l'effet Doppler ("tachygraphie"), et leur propriétés (taille, température, densité, fraction de gaz sous forme moléculaire) mesurées avec grande précision. Le gaz le plus froid occupe une très faible fraction du volume (de l'ordre de 5%), mais contient l'essentiel de la masse. C'est sa condensation progressive qui régule la formation d'étoiles dans notre Galaxie.
Présentation de ces nouveaux résultats par Mayvonne Gérin (Observatoire de Paris / CNRS), le 15.10.2013.

Une vision nouvelle de la chimie interstellaire
Les conditions du milieu interstellaire diffus sont en apparence hostiles à la survie des molécules : la température moyenne très basse (- 200°C) empêche l' « allumage » de nombreuses réactions chimiques ; les photons ultraviolets émis par les étoiles voisines détruisent les rares molécules qui parviendraient à s'y former... Les relevés de l'instrument HIFI ont permis de résoudre l'énigme vieille de 70 ans de l'origine de la richesse chimique de ce milieu : les mouvements turbulents induisent des bouffées intermittentes de chauffage, qui favorisent l'allumage des réactions et renouvellent en permanence le réservoir en molécules, malgré l'effet destructeur des photons UV. Cette découverte révèle une facette du milieu interstellaire diffus, hétérogène et hors-équilibre, méconnue jusque-là.
Présentation de ces nouveaux résultats par Benjamin Godard et Edith Falgarone (Observatoire de Paris), le 16.10.2013

Egalement en version longue: Tornades interstellaires: des usines à molécules, par Benjamin Godard & collaborateurs

Des propriétés quasi-universelles pour les filaments interstellaires
Herschel a permis de sonder les nuages moléculaires dans lesquels se forment les étoiles, mettant à jour une structuration des gaz et des poussières qui composent ces nuages sous forme de filaments, lieux de naissance de la plupart des étoiles. Bien que la quantité d’étoiles et la longueur de ces condensations filamentaires de la matière puissent varier, le diamètre de ces « tubes » de matière, lui, est étonnamment conservé dans les nuages observés, indiquant que les filaments les plus denses pourraient accréter en continu la matière du milieu environnant, moins dense.
Présentation de ces nouveaux résultats par Philippe André (CEA), le 15.10.2013.

Egalement en version longue: Un nouveau paradigme pour la naissance des étoiles, par Philippe André & collaborateurs

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L'agencement des filaments interstellaires bouleverse le paradigme de la formation stellaire
Les résultats du programme HOBYS ont permis de découvrir des zones où les filaments de nuages moléculaires se concentrent sous forme de tresses. Ces tresses sont le siège de flambées de formation d'étoiles, c'est à dire des événements violents et rapides qui forment des amas d'étoiles massives, par accrétion violente et sporadique de gaz le long des filaments. Ce scénario, plus général qu'il n'y paraît en regard du grand nombre d'étoiles se formant dans ces tresses, est en contradiction complète avec l'idée de formation stellaire isolée jusqu'ici acceptée. Les étudier dans notre Voie Lactée permet de mieux définir les phénomènes physiques qui sont à leur origine dans les galaxies lointaines.
Présentation de ces nouveaux résultats par Frédérique Motte (CEA), le 18.10.2013

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Le rôle des étoiles massives dans la génération de nouvelles étoiles
Les étoiles massives sont des astres dont le rayonnement ultraviolet impacte et modifie l’environnement : il provoque une ionisation globale de la matière alentour, constituée essentiellement d’hydrogène sous forme gazeuse. La combinaison des observations Herschel (programme HOBYS) donnant accès à la densité de cette matière et de simulations numériques démontre que la réaction chimique d’ionisation produit un phénomène de compression du gaz environnant, déclenchant à son tour la naissance d’une seconde génération d’étoiles, autour de l’étoile massive originelle. Les étoiles massives pourraient ainsi modifier la « loi » (la fonction de masse initiale) qui régule la formation des étoiles et leur distribution en masse à la naissance.
Présentation de ces nouveaux résultats par Pascal Tremblin (CEA), le 17.10.2013

Observer le fonds diffus cosmologique dans l’infrarouge :
La formation d’étoiles et des galaxies a débuté au cours du premier milliard d’années après le Big Bang. La lumière produite au cœur des étoiles ainsi formées a chauffé le milieu interstellaire en produisant une signature de l’événement dans la gamme infrarouge : un fond diffus cosmologique dont chaque couleur remonte à une époque particulière de l’histoire de l’univers. Les astrophysiciens sont parvenus à « voir » ce fonds diffus produit il y a plus de 10 milliards d’années et vont ainsi pouvoir décrypter l’histoire de la formation d’étoiles et des galaxies dans l’Univers.
Présentation de ces nouveaux résultats par David Elbaz (CEA), le 18.10.2013

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Synergie entre Planck et Herschel

Parmi les nombreux travaux originaux et nouveaux concernant les galaxies et amas à grand "redshift" présentés lors de cette conférence, un projet implique les deux missions spatiales majeurs de l'Agence Spatiale Européenne (ESA): Planck et Herschel.
Présentation de ces nouveaux résultats par Hervé Dole (IAS), le 15.10.2013

Egalement en version longue: Synergie entre Planck et Herschel, par Hervé Dole, collaboration Planck