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Le ballet des étoiles du centre galactique

Publié en ligne le 16 novembre 2016 -
par Georges Jobert

Dans le N° 307 de Science et pseudo-sciences (Janvier 2014) ont été mentionnés quelques-uns des résultats obtenus en tirant parti des propriétés du bruit qui accompagne toute expérience de physique 1. Il aurait fallu signaler celui qui est sans doute le plus extraordinaire : l’observation du ballet des étoiles du centre galactique.

Le trajet d’un photon dans l’atmosphère terrestre dépend de la température et de la composition de la région traversée, ce qui explique les mirages. Plus importantes sont les perturbations que les mouvements permanents de l’atmosphère imposent aux observations astronomiques : elles ont conduit à faire les mesures hors de celle-ci. Mais depuis longtemps, les spécialistes de l’optique adaptative ont conçu des dispositifs qui permettent de corriger les déformations du front d’onde observé, que l’on pourrait a priori considérer comme pratiquement plan vue la distance des astres. En analysant la forme du front d’onde provenant d’une étoile, on peut estimer la perturbation qu’il a subie et la corriger en temps réel, en modifiant la surface du miroir à l’aide de vérins. En 1987, A. Labeyrie a proposé d’utiliser une étoile artificielle formée par les ondes émises par les atomes de sodium présents vers 80 km d’altitude quand ils sont excités par un laser à 589,3 nm de longueur d’onde. Actuellement, ce sont néanmoins des étoiles « naturelles » qui servent de guide à l’Observatoire Austral Européen de la Silla Paranal [1], où la lumière reçue par chacun des quatre télescopes de 8,2 m de diamètre peut être traitée par optique adaptative avant d’être combinée de façon cohérente avec les autres.

L’élimination du bruit observé a ainsi permis de mettre en évidence les mouvements extrêmement rapides d’étoiles très voisines du trou noir central de notre galaxie, à 26 000 années-lumière de la Terre. L’étoile S2 tourne autour de la radio source compacte Sgr A*, voisine du trou, en 16 ans, à une vitesse de 10,6 km/s, tandis que S102, observée alors que sa luminosité est 16 fois plus faible, tourne en environ 11,2 ans. Le Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics présente en vidéo sur son site [2] le ballet extraordinaire de ce groupe stellaire. La figure ci-dessous [3] montre la trajectoire de S2.

Trajectoire de l'étoile S2 autour de la radio source compacte Sgr A*

Il faut signaler enfin que la technique des miroirs déformables trouve en ophtalmologie des applications d’une grande importance pratique [4]. Certains de ces miroirs déformables ont été réalisés avec un liquide contenant des nanoparticules ferromagnétiques soumis à un champ magnétique contrôlé [5]. C’est en soi une adaptation que l’on ne peut malheureusement pas appliquer au Large Zenith Telescope de l’Université de Colombie Britannique à miroir de mercure.

Références

[1] http://www.eso.org/sci/facilities/paranal/instruments/naco/overview.html

[2] http://www.mpe.mpg.de/ir/GC/

[3] http://www.eso.org/public/images/eso0226c/

[4] Voir par exemple : Imagerie rétinienne par optique adaptative, par V.Sarda et al., dans Techniques d’exploration de la rétine par Massin-Pasca et al. (Lavoisier, 2014).

[5] http://www.chm.ulaval.ca/aritcey/fr/ferrofluides.html


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