Herschel : cartographier l'univers

Le télescope Herschel ouvre une nouvelle fenêtre d'observation sur l'univers. Herschel s’attaque aux mystères de la naissance des étoiles et de l’évolution de la vie des galaxies. Plus précisément, Herschel doit permettre de mesurer sans ambiguïté la quantité d’étoiles qui se forment dans l’univers à un instant donné de son histoire.

La formation des étoiles et son impact dans l'univers

Parce que les étoiles naissent enfouies dans des cocons opaques de gaz et de poussière, elles sont totalement invisibles pendant leur gestation. Grâce à ses détecteurs de lumière infrarouge, le satellite Herschel devrait sonder ces mondes enfouis que le télescope Hubble ne peut voir actuellement. Ainsi Herschel va permettre une véritable étude démographique des populations d’étoiles dans la Voie Lactée, de leur gestation à leur naissance. Mais Herschel ne doit pas s’arrêter là. Son autre mission porte sur la compréhension du milieu interstellaire des galaxies, ce gaz raréfié (100 atomes par litre!) sur des volumes gigantesques (~100 années-lumière) que la nature utilise pour créer des étoiles par milliers et plus étonnamment des populations entières d’étoiles. Enfin Herschel doit sonder l’Univers lointain et plus jeune (5 milliards d’années en arrière) pour comprendre  comment la formation des étoiles au sein d’une galaxie évolue au cours du temps.

Le bestiaire des mondes enfouis de l'Univers qu'Herschel dévoilera.
Au premier plan, des amas d'étoiles naissent après une période de gestation dans les zones noires et opaques des nuages moléculaires. A l'arrière plan, de nombreuses galaxies vivent les mêmes scènes de naissance d'étoiles.
Crédits : Hubble Space Telescope - NASA & ESA

L'héritage de William Herschel

William Herschel construisit plusieurs télescopes avec sa sœur Caroline ce qui leur permirent de découvrir Uranus, les étoiles doubles et d'estimer la forme de notre galaxie. Une autre grande découverte de William Herschel fut celle de la lumière infrarouge en 1800, un an avant celle de l'ultraviolet. Cette découverte démontra l'existence de lumière invisible à notre oeil.

Pour les physiciens d'aujourd'hui, le spectre de la lumière inclut les rayons gamma, les rayons X, l'ultraviolet, le visible, l'infrarouge, les micro-ondes et les ondes radio. Toutes ces ondes lumineuses voyagent à la vitesse de la lumière soit 300 millions de mètres par seconde. Certaines pénètrent l'atmosphère terrestre. D'autres y sont bloquées ou s'y diffusent à son contact. La différence entre ces lumières du spectre électromagnétique est leur longueur d'onde et leur fréquence, c'est-à-dire l'énergie qu’elles transportent. Les rayons gamma ont les longueurs d’onde les plus courtes, les fréquences les plus hautes et sont les plus énergétiques. Dans le domaine visible, cela signifie que plus une lumière est rouge, moins elle émet d’énergie. C’est le cas de la lumière d’une flamme. Sa couleur passera du rouge au jaune puis au bleu… en montant en température. Une correspondance existe ainsi entre la couleur et la température d’une lumière. Par exemple le corps humain, la Terre et les objets froids de l’univers rayonnent (émettent de la lumière) en deçà du rouge, c’est l’infrarouge.

Baptisé en l'honneur de Sir William Herschel (1738-1822) qui découvrit en 1800 l'existence d'une lumière au-delà du visible - aujourd'hui appelée infrarouge. Le télescope de la mission Herschel sera lancé par la fusée Ariane 5, avec le télescope Planck qui sera dédié à l'étude du fond diffus cosmique.
Crédits Animation : ESA / Christophe Carreau et AOES Medialab