12 images emblématiques du télescope spatial Hubble

Au cours de ses années en orbite, le télescope spatial Hubble a montré au monde de magnifiques merveilles cosmiques, allant de vues des planètes de notre propre système solaire aux planètes, étoiles et galaxies éloignées aussi loin que le télescope le peut détecter. Les scientifiques utilisent continuellement cet observatoire en orbite pour regarder des objets allant à distance du système solaire jusqu'aux limites de l'univers de l'observatoire.

Points clés: télescope spatial Hubble

L'exploration de notre système solaire avec

De temps en temps, les comètes font leur apparition en orbite autour du Soleil. Hubble est souvent utilisé pour prendre des images et des données de ces objets glacés et des nuages ​​de particules et de poussière qui s'écoulent derrière eux.

Cette comète (appelée Comet Siding Spring, d'après l'observatoire qui a été utilisé pour la découvrir) a une orbite qui la dépasse de Mars avant de se rapprocher du Soleil. Hubble a été utilisé pour obtenir des images de jets sortant de la comète alors qu'elle se réchauffait lors de son approche rapprochée de notre étoile.

Le télescope spatial Hubble a fêté ses 24 ans de succès en avril 2014 avec une image infrarouge d'une pépinière à naissance étoilée située à environ 6 400 années-lumière. Le nuage de gaz et de poussière dans l'image fait partie d'un nuage plus grand (nébuleuse) surnommée la nébuleuse de la tête de singe (les astronomes la répertorient comme NGC 2174 ou Sharpless Sh2-252).

Des étoiles massives de nouveau-nés (à droite) s'éclairent et explosent dans la nébuleuse. Cela fait que les gaz brillent et la poussière rayonne de la chaleur, qui est visible pour les instruments sensibles aux infrarouges de Hubble.

En train d'étudier régions de naissance d'étoiles comme celui-ci et d'autres donne aux astronomes une meilleure idée de la façon dont les étoiles et leurs lieux de naissance évoluent au fil du temps. Il y a beaucoup de nuages ​​de gaz et de poussière dans la Voie lactée et dans d'autres galaxies vues par le télescope. Comprendre les processus qui se déroulent dans chacun d'eux permet de produire des modèles utiles qui peuvent être utilisés pour comprendre ces nuages ​​à travers l'univers. Le processus de naissance des étoiles est celui qui, jusqu'à la construction d'observatoires avancés tels que Le télescope spatial Hubble, les Télescope spatial Spitzer, et une nouvelle collection d'observatoires au sol, les scientifiques en savaient peu. Aujourd'hui, ils regardent dans les pépinières de naissance d'étoiles à travers la galaxie de la Voie lactée et au-delà.

Hubble a souvent regardé le Nébuleuse d'Orion plusieurs fois. Ce vaste complexe nuageux, qui se trouve à environ 1 500 années-lumière, est un autre favori des observateurs d'étoiles. Il est visible à l'œil nu dans de bonnes conditions de ciel sombre et facilement visible à l'aide de jumelles ou d'un télescope.

La région centrale de la nébuleuse est une pépinière stellaire turbulente, abritant 3 000 étoiles de tailles et d'âges divers. Hubble également regardé dans lumière infrarouge, qui a découvert de nombreuses étoiles qui n'avaient jamais été vues auparavant parce qu'elles étaient cachées dans des nuages ​​de gaz et de poussière.

L'histoire entière de la formation d'étoiles d'Orion est dans ce seul champ de vision: les arcs, les taches, les piliers et les anneaux de poussière qui ressemblent à la fumée de cigare racontent tous une partie de l'histoire. Des vents stellaires de jeunes étoiles entrent en collision avec la nébuleuse environnante. Certains petits nuages ​​sont des étoiles avec des systèmes planétaires se formant autour d'eux. Les jeunes étoiles chaudes sont ionisant (énergisant) les nuages ​​avec leur lumière ultraviolette, et leurs vents stellaires emportent la poussière. Certains des piliers des nuages ​​dans la nébuleuse peuvent cacher des proto-étoiles et d'autres jeunes objets stellaires. Il y a aussi des dizaines de naines brunes ici. Ce sont des objets trop chauds pour être des planètes mais trop cool pour être des étoiles.

Les astronomes soupçonnent que notre Soleil est né dans un nuage de gaz et de poussière semblable à celui-ci il y a environ 4,5 milliards d'années. Donc, dans un sens, quand nous regardons la nébuleuse d'Orion, nous regardons les photos de bébé de notre étoile.

En 1995, Le télescope spatial Hubble les scientifiques ont publié l'une des images les plus populaires jamais créées avec l'observatoire. Le "Piliers de la création"a capturé l'imagination des gens en donnant une vue rapprochée des caractéristiques fascinantes d'une région de naissance d'étoiles.

Cette étrange structure sombre est l'un des piliers de l'image. C'est une colonne d'hydrogène moléculaire froid (deux atomes d'hydrogène dans chaque molécule) mélangée à de la poussière, une région que les astronomes considèrent comme un endroit probable pour la formation d'étoiles. Il y a des étoiles nouvellement formées intégrées à l'intérieur de saillies en forme de doigt s'étendant du haut de la nébuleuse. Chaque "bout du doigt" est un peu plus grand que notre propre système solaire.

Ce pilier s'érode lentement sous l'effet destructeur de lumière ultraviolette. Au fur et à mesure qu'il disparaît, de petits globules de gaz particulièrement dense intégrés dans le nuage sont découverts. Ce sont des «EGG» - abréviation de «Evaporating Gaseous Globules». Formant à l'intérieur au moins certains des EGG sont des étoiles embryonnaires. Celles-ci peuvent ou non devenir des étoiles à part entière. C'est parce que les EGG cessent de croître si le nuage est rongé par les étoiles proches. Cela étouffe l'approvisionnement en gaz dont les nouveau-nés ont besoin pour grandir.

Certains protostars deviennent suffisamment massifs pour démarrer le processus de combustion d'hydrogène qui propulse les étoiles. Ces ŒUFS stellaires se trouvent, à juste titre, dans le "Nébuleuse de l'aigle"(également appelée M16), une région voisine de formation d'étoiles située à environ 6 500 années-lumière dans la constellation des Serpens.

La nébuleuse de l'anneau est un favori de longue date parmi les astronomes amateurs. Mais quand Le télescope spatial Hubble regardé ce nuage en expansion de gaz et de poussière d'une étoile mourante, il nous a donné une toute nouvelle vue 3D. Car ce nébuleuse planétaire est incliné vers la Terre, les images Hubble nous permettent de le voir de face. La structure bleue de l'image provient d'une coquille de rougeoyant l'hélium gazeux, et le point blanc bleu au centre est l'étoile mourante, qui chauffe le gaz et le fait briller. La nébuleuse de l'anneau était à l'origine plusieurs fois plus massive que le soleil, et ses affres sont très similaires à ce que traversera notre Soleil à partir de quelques milliards d'années.

Plus loin se trouvent des nœuds sombres de gaz dense et de poussière, formés lors de l'expansion du gaz chaud poussé dans le gaz froid éjecté précédemment par l'étoile condamnée. Les pétoncles de gaz les plus à l'extérieur ont été éjectés alors que l'étoile commençait tout juste le processus de mort. Tout ce gaz a été expulsé par l'étoile centrale il y a environ 4000 ans.

La nébuleuse se développe à plus de 43 000 milles à l'heure, mais les données de Hubble ont montré que le centre se déplace plus rapidement que l'expansion de l'anneau principal. La nébuleuse de l'anneau continuera de s'étendre pendant 10 000 ans, une courte phase la vie de l'étoile. La nébuleuse deviendra de plus en plus faible jusqu'à ce qu'elle se dissipe dans le milieu interstellaire.

Quand Le télescope spatial Hubble a renvoyé cette image du nébuleuse planétaire NGC 6543, également connue sous le nom de nébuleuse de l'œil de chat, de nombreuses personnes ont remarqué qu'elle ressemblait étrangement à "l'œil de Sauron" des films du Seigneur des Anneaux. Comme Sauron, la nébuleuse de l'œil de chat est complexe. Les astronomes savent que c'est le dernier souffle d'une étoile mourante semblable à notre Soleil qui a éjecté son atmosphère extérieure et a enflé pour devenir une géante rouge. Ce qui restait de l'étoile se rétrécit pour devenir une naine blanche, qui reste derrière pour éclairer les nuages ​​environnants.

Cette image Hubble montre 11 anneaux concentriques de matière, des coquilles de gaz s'éloignant de l'étoile. Chacun est en fait une bulle sphérique visible de face.

Tous les 1500 ans environ, la nébuleuse de l'œil de chat éjectait une masse de matière, formant des anneaux qui s'emboîtaient comme des poupées gigognes. Les astronomes ont plusieurs idées sur ce qui est arrivé à l'origine de ces "pulsations". Cycles d'activité magnétique quelque peu similaires à ceux du Soleil cycle des taches solaires aurait pu les déclencher ou l'action d'une ou plusieurs étoiles compagnes en orbite autour de l'étoile mourante aurait pu faire bouger les choses. Certaines théories alternatives incluent que l'étoile elle-même vibre ou que le matériau a été éjecté en douceur, mais quelque chose a provoqué des vagues dans les nuages ​​de gaz et de poussière alors qu'ils s'éloignaient.

Bien que Hubble ait observé cet objet fascinant à plusieurs reprises pour capturer une séquence temporelle de mouvement dans le nuages, il faudra beaucoup plus d'observations avant que les astronomes comprennent complètement ce qui se passe dans l'oeil de chat Nébuleuse.

Les étoiles parcourent l'univers dans de nombreuses configurations. Le Soleil se déplace à travers le Galaxie de la voie lactée comme solitaire. Le système stellaire le plus proche, le Alpha Centauri système, a trois étoiles: Alpha Centauri AB (qui est une paire binaire) et Proxima Centauri, un solitaire qui est l'étoile la plus proche de nous. Il se trouve à 4,1 années-lumière. D'autres étoiles vivent en grappes ouvertes ou en associations mobiles. D'autres encore existent en amas globulaires, des collections géantes de milliers d'étoiles blotties dans une petite région de l'espace.

C'est un Le télescope spatial Hubble vue du cœur de l'amas globulaire M13. Il se trouve à environ 25 000 années-lumière et l'ensemble de l'amas compte plus de 100 000 étoiles regroupées dans une région de 150 années-lumière. Les astronomes ont utilisé Hubble pour examiner la région centrale de cette grappe afin d'en savoir plus sur les types d'étoiles qui y existent et sur la façon dont elles interagissent les unes avec les autres. Dans ces conditions surpeuplées, certaines étoiles se claquent les unes dans les autres. Le résultat est une étoile "traînard bleu". Il y a aussi des étoiles très rougeâtres, qui sont d'anciennes géantes rouges. Les étoiles bleues et blanches sont chaudes et massives.

Les astronomes sont particulièrement intéressés à étudier des globulaires comme Alpha Centauri car ils contiennent certaines des étoiles les plus anciennes de l'univers. Beaucoup se sont formés bien avant la galaxie de la Voie lactée, et peuvent nous en dire plus sur l'histoire de la galaxie.

L'amas d'étoiles des Pléiades, souvent connu sous le nom de "Sept Sœurs", "La Mère Poule et ses poussins", ou "Les Sept Chameaux" est l'un des objets d'observation des étoiles les plus populaires dans le ciel. Les observateurs peuvent repérer ce joli petit amas ouvert à l'œil nu ou très facilement à travers un télescope.

Il y a plus de mille étoiles dans l'amas, et la plupart sont relativement jeunes (environ 100 millions d'années) et beaucoup sont plusieurs fois la masse du Soleil. A titre de comparaison, notre Soleil a environ 4,5 milliards d'années et est de masse moyenne.

Les astronomes pensent que les Pléiades se sont formées dans un nuage de gaz et de poussière semblable au Nébuleuse d'Orion. L'amas existera probablement encore 250 millions d'années avant que ses étoiles commencent à s'éloigner en voyageant à travers la galaxie.

Le télescope spatial Hubble l'observation des Pléiades a aidé à résoudre un mystère qui a poussé les scientifiques à deviner pendant près d'une décennie: à quelle distance se trouve cet amas? Les premiers astronomes à étudier l'amas ont estimé qu'il se situait entre 400 et 500 Années lumière une façon. Mais en 1997, le satellite Hipparcos a mesuré sa distance à environ 385 années-lumière. D'autres mesures et calculs ont donné des distances différentes, et les astronomes ont donc utilisé Hubble pour régler la question. Ses mesures ont montré que l'amas est très probablement à environ 440 années-lumière de là. Il s'agit d'une distance importante à mesurer avec précision car elle peut aider les astronomes à construire une «échelle de distance» en utilisant des mesures vers des objets proches.

Un autre favori pour observer les étoiles, le Nébuleuse du crabe n'est pas visible à l'œil nu et nécessite un télescope de bonne qualité. Ce que nous voyons sur cette photographie de Hubble, ce sont les restes d'une étoile massive qui s'est fait exploser dans une explosion de supernova qui a été vue pour la première fois sur Terre cette année 1054 après JC Quelques personnes ont noté l'apparition dans notre ciel - les Chinois, les Amérindiens et les Japonais, mais il existe remarquablement peu d'autres enregistrements de il.

La nébuleuse du crabe se trouve à environ 6500 Années lumière Depuis la terre. L'étoile qui a explosé et l'a créée était beaucoup plus massive que le Soleil. Ce qui reste est un nuage de gaz et de poussière en expansion, et un étoile à neutrons, qui est le noyau écrasé et extrêmement dense de l'ancienne étoile.

Les couleurs dans ce Le télescope spatial Hubble l'image de la nébuleuse du crabe indique les différents éléments qui ont été expulsés lors de l'explosion. Le bleu dans les filaments de la partie externe de la nébuleuse représente l'oxygène neutre, le vert est le soufre ionisé individuellement et le rouge indique l'oxygène doublement ionisé.

Les filaments oranges sont les restes en lambeaux de l'étoile et se composent principalement d'hydrogène. L'étoile à neutrons à rotation rapide intégrée au centre de la nébuleuse est la dynamo qui alimente la lueur bleutée intérieure étrange de la nébuleuse. La lumière bleue provient d'électrons tourbillonnant à presque la vitesse de la lumière autour des lignes de champ magnétique de l'étoile à neutrons. Comme un phare, l'étoile à neutrons éjecte deux faisceaux de rayonnement qui semblent pulser 30 fois par seconde en raison de la rotation de l'étoile à neutrons.

Parfois, une image de bulle d'un objet ressemble à une œuvre d'art abstrait. C'est le cas avec cette vue d'un vestige de supernova appelé N 63A. Elle réside dans le Grand nuage magellanique, qui est une galaxie voisine de la Voie lactée et se trouve à environ 160 000 années-lumière.

Ce reste de supernova se trouve dans une région de formation d'étoiles et l'étoile qui a explosé pour créer cette vision céleste abstraite était extrêmement massive. Ces étoiles traversent leur combustible nucléaire très rapidement et explosent supernovae quelques dizaines ou centaines de millions d'années après leur formation. Celui-ci était 50 fois la masse du Soleil, et tout au long de sa courte vie, son fort vent stellaire a soufflé dans l'espace, créant une "bulle" dans le gaz interstellaire et la poussière entourant l'étoile.

Finalement, les ondes de choc en expansion rapide et les débris de cette supernova entreront en collision avec un nuage de gaz et de poussière à proximité. Lorsque cela se produit, cela pourrait très bien déclencher un nouveau cycle de formation d'étoiles et de planètes dans le nuage.

Les astronomes ont utilisé Le télescope spatial Hubble d'étudier ce reste de supernova, en utilisant Télescopes à rayons X et des radiotélescopes pour cartographier les gaz en expansion et la bulle de gaz entourant le site de l'explosion.

Un des Le télescope spatial Hubble'Sa tâche consiste à fournir des images et des données sur des objets éloignés dans l'univers. Cela signifie qu'il a renvoyé des données qui constituent la base de nombreuses images magnifiques de galaxies, ces villes stellaires massives se trouvent principalement à de grandes distances de nous.

Ces trois galaxies, appelées Arp 274, semblent se chevaucher partiellement, bien qu'en réalité, elles puissent être à des distances quelque peu différentes. Deux d'entre eux sont galaxies spirales, et le troisième (à l'extrême gauche) a une structure très compacte, mais semble avoir des régions où les étoiles se forment (les zones bleues et rouges) et ce qui ressemble à des bras en spirale résiduels.

Ces trois galaxies se trouvent à environ 400 millions d'années-lumière de nous dans un amas de galaxies appelé l'amas de la Vierge, où deux spirales forment de nouvelles étoiles à travers leurs bras spiraux (les nœuds bleus). La galaxie au milieu semble avoir une barre à travers sa zone centrale.

Les galaxies sont réparties dans tout l'univers en amas et superamas, et les astronomes ont trouvé les plus éloignés à plus de 13,1 milliards d'années-lumière. Ils nous apparaissent comme ils auraient pu paraître quand l'univers était très jeune.

L'une des découvertes les plus passionnantes de Hubble a été que l'univers se compose de galaxies autant que nous pouvons voir. La variété des galaxies va des formes en spirale familières (comme notre Voie Lactée) aux nuages ​​de lumière de forme irrégulière (comme les Nuages ​​de Magellan). Ils disposaient dans des structures plus grandes telles que clusters et super-clusters.

La plupart des galaxies de cette image Hubble se trouvent à environ 5 milliards à des années-lumière, mais certains d'entre eux sont beaucoup plus loin et représentent des moments où l'univers était beaucoup plus jeune. La coupe transversale de l'univers de Hubble contient également des images déformées de galaxies à l'arrière-plan très éloigné.

L'image semble déformée en raison d'un processus appelé lentille gravitationnelle, une technique extrêmement précieuse en astronomie pour étudier des objets très éloignés. Cette lentille est causée par la flexion du continuum espace-temps par des galaxies massives situées près de notre ligne de visée vers des objets plus éloignés. La lumière voyageant à travers une lentille gravitationnelle à partir d'objets plus éloignés est "courbée", ce qui produit une image déformée des objets. Les astronomes peuvent recueillir des informations précieuses sur ces galaxies plus éloignées pour en savoir plus sur les conditions plus tôt dans l'univers.

L'un des systèmes de lentilles visibles ici apparaît comme une petite boucle au centre de l'image. Il présente deux galaxies de premier plan déformant et amplifiant la lumière d'un quasar distant. La lumière de ce disque brillant de matière, qui tombe actuellement dans un trou noir, a mis neuf milliards d'années pour nous atteindre - les deux tiers de l'âge de l'univers.

• Garner, Rob. «Hubble Science and Discoveries». NASA, NASA, 14 septembre 2017, www.nasa.gov/content/goddard/hubble-s-discoveries.
• "Accueil." STScI, www.stsci.edu/.
• "HubbleSite - Hors de l'ordinaire... hors de ce monde." HubbleSite - Le télescope - Hubble Essentials - À propos d'Edwin Hubble, hubblesite.org/.