Les radio-astronomes voient ce que l'œil nu ne peut pas. Alors que nous étudions le ciel avec des télescopes qui enregistrent des signaux radio plutôt que de la lumière, nous finissons par voir beaucoup de cercles.
La plus récente génération de radiotélescopes – y compris le tableau du kilomètre australien Pathfinder (ASKAP) et Meerkat, un télescope en Afrique du Sud – sont des objets cosmiques incroyablement légers, jamais vus auparavant.
Dans l'astronomie, la luminosité de surface est une mesure qui nous indique à quel point un objet est facilement visible. La sensibilité extraordinaire de Meerkat et Askap révèle maintenant un nouvel « univers de luminosité de surface » aux radio-astronomes. Il est composé de sources radio si faibles qu'elles n'ont jamais été vues auparavant, chacune avec ses propres propriétés physiques uniques.
De nombreux résultats ASKAP présentés ici ont été obtenus avec l'un de ses principaux programmes d'observation appelés EMU (carte évolutive de l'univers). L'EMU mappait tout le ciel du sud avec une sensibilité sans précédent et fournira la carte la plus détaillée du ciel de l'hémisphère sud à ce jour – un nouvel atlas radio spectaculaire qui sera utilisé pour les décennies à venir.
La couverture entièrement hématoriale de l'EMU associée à la sensibilité exceptionnelle d'Askap, en particulier dans la Voie lactée, est ce qui a donné tant de découvertes récentes.
Voici ce qu'ils nous apprennent.
Étoiles instables
L'anneau fantomatique Kýklos (du grec κύκλος, cercle ou anneau) et l'objet W16 montrent tous deux l'environnement d'objets célestes rares et inhabituels appelés étoiles de rayon de loup.
Lorsque les grandes étoiles sont sur le point de manquer de carburant, elles deviennent instables alors qu'elles entrent dans l'une des dernières étapes du cycle de vie stellaire, devenant une star du rayon-rayon. Ils commencent à augmenter et à pulser, perdant leurs couches externes qui peuvent former des structures nébuleuses brillantes autour de l'étoile.
Dans ces objets, une sortie de matériau précédente a nettoyé l'espace autour de l'étoile, permettant à l'éclatement actuel de se développer symétriquement dans toutes les directions. Cette sphère de détritus stellaires se montre comme un cercle.
Étoiles explosées
Stingray 1, Perun, Ancora et Unicycle sont des restes de supernova. Lorsqu'une grande étoile manque enfin de carburant, elle ne peut plus retenir l'écrasement de la gravité. L'affaire tombant vers l'intérieur provoque une dernière explosion, et les restes de ces morts étoiles violents sont connues sous le nom de supernovas.
Leurs ondes de choc en expansion balaient le matériel dans une sphère en expansion, formant de belles caractéristiques circulaires.
Le Resuant Supernova sera déformé par son environnement au fil du temps. Si un côté de l'explosion claque dans un nuage interstellaire, nous verrons une forme écrasée. Ainsi, un cercle presque parfait dans un univers désordonné est une découverte spéciale.
Teleios – nommé du grec τελεɩοσ (« parfait ») pour sa forme presque parfaitement circulaire – est illustré ci-dessous. Cet objet unique n'a jamais été vu dans aucune longueur d'onde, y compris la lumière visible, démontrant une capacité incroyable d'Askap à découvrir de nouveaux objets.
La forme indique que Teleios est resté relativement intact par son environnement. Cela nous offre une opportunité de faire des inférences sur l'explosion initiale de la supernova, offrant un aperçu rare de l'un des événements les plus énergiques de l'univers.
À l'autre extrême, nous pouvons prendre un objet et découvrir quelque chose de complètement nouveau à ce sujet. Le reste du diprotodon supernova est illustré ci-dessous.
Ce reste est l'un des plus grands objets du ciel, apparaissant environ six fois plus grand que la lune. D'où le nom: The Animal Diprotodon, l'une des mégafaune les plus célèbres d'Australie, un wombat géant qui vivait il y a environ 25 000 ans.
La sensibilité d'Askap a révélé toute l'étendue de l'objet. Cette découverte a conduit à une analyse plus approfondie, en découvrant davantage l'histoire et la physique derrière cet objet. La structure interne désordonnée peut être considérée comme des parties différentes de la coquille en expansion dans un environnement interstellaire très fréquenté.
Un miroir cosmique
Lagotis est un autre objet qui peut montrer comment les nouvelles données de télescope peuvent reclasser les objets découverts précédemment. La nébuleuse de réflexion VDB-80 a déjà été vue, dans le plan de notre galaxie de la Voie lactée. La lumière que nous voyons a été émise par les étoiles à proximité, puis réfléchissait sur un nuage à proximité de gaz et de poussière.
Cependant, avec les données EMU ASKAP nouvellement disponibles, nous avons pu découvrir un nuage associé d'hydrogène ionisé (connu sous le nom de région HII, prononcé « Aitch Two »), où l'énergie stellaire a fait perdre la matière gazeuse.
Cette région HII est considérée comme coexistant avec la nébuleuse de réflexion, partageant le même centre stellaire et est créée à partir de l'étoile poussant dans un nuage moléculaire. Ce mouvement s'apparente au fouau Macrotis Lagotisl'Australien Greater Bilby.
En dehors de la galaxie
Askap et Meerkat éclairent également des objets de l'extérieur de notre galaxie laiteuse – par exemple, les galaxies « Radio Ring ». Lorsque nous utilisons la lumière visible pour regarder les étoiles de cette galaxie, nous voyons un disque plutôt simple.
Mais à la lumière radio, nous voyons une bague. Pourquoi y a-t-il un trou au milieu? Peut-être que la force combinée de nombreuses supernovas explosives a poussé tous les nuages radio-émettant du centre. Nous ne sommes pas sûrs – nous recherchons plus d'exemples pour tester nos idées.
Enfin, LMC-ORC est un cercle radio étrange (ORC), une nouvelle classe d'objets proéminente avec des origines inconnues. Étant visibles à la radio, ils sont peut-être les plus mystérieux de tous.
La prochaine génération
Meerkat et Askap révèlent des informations incroyables sur l'univers de la luminosité de surface basse. Cependant, ce sont des précurseurs du tableau du kilomètre carré, une entreprise collaborative internationale qui augmentera les capacités des radio-astronomes et révèlera des caractéristiques encore plus uniques de l'univers.
L'univers de luminosité à faible surface présente de nombreux mystères. Ces découvertes poussent notre compréhension plus loin. Actuellement, l'enquête EMU utilisant ASKAP n'est complète que 25%.
À mesure que davantage de cette enquête devient disponible, nous découvrirons de nombreux objets plus uniques et passionnants, à la fois nouveaux en astrophysique et en extensions sur des objets auparavant connus.
