La poussière cosmique est trop froide pour être capturée par les télescopes optiques. Les images visuelles des galaxies ne donnent donc pas une histoire complète des conditions. Crédit image - L'équipe Hubble Heritage, l'image est dans le domaine public

Les “dustpedias” cosmiques pourraient révéler de nouveaux types de galaxies

Les télescopes infrarouges ont permis de repérer des particules non détectées auparavant.

par Gareth Willmer

Mesurer les énormes quantités de poussière cosmique dans l'espace interstellaire peut être une solution pour résoudre divers mystères du cosmos, notamment la manière dont les grains se forment et si de nouveaux types de galaxies sont obscurcis par les nuages ​​de particules.

Les grains de poussière cosmiques, qui naissent dans les étoiles, sont les éléments constitutifs d'autres étoiles et planètes rocheuses telles que la Terre - ainsi que peut-être de la vie elle-même. Cependant, notre compréhension de l'univers poussiéreux et des processus qui le forment reste limitée.

«Nous manquons de connaissances essentielles sur l’origine de la poussière cosmique, son évolution et donc le carburant pour la formation des étoiles des galaxies au cours de l’histoire cosmique récente», a déclaré le professeur Haley Gomez, astrophysicien à l’Université de Cardiff au Royaume-Uni.

La brume cosmique signifie également que les processus astronomiques clés échappent à la détection par les télescopes traditionnels. "Notre vision de l'univers a été biaisée", a déclaré le professeur Gomez, qui entreprend un projet appelé CosmicDust. "Nous avons examiné la lumière visible des étoiles et des galaxies. Mais la moitié de toute la lumière des étoiles depuis le Big Bang a été cachée. »

"Nous manquons de connaissances essentielles sur l'origine de la poussière cosmique, son évolution et donc le carburant pour la formation d'étoiles des galaxies au cours de l'histoire cosmique récente."
- Professeur Haley Gomez, Université de Cardiff

Le problème est que la poussière cosmique est trop froide pour être détectée par les télescopes optiques. Au cours de la dernière décennie, l’exploration de la poussière a toutefois été facilitée par d’importantes missions spatiales, telles que les missions Planck et Herschel lancées en 2009. Il s’agissait de télescopes capables de capturer des galaxies dans la partie infrarouge lointaine du spectre - où les particules de poussière devenir visible.

Les deux missions ont pris fin en 2013, laissant derrière elles une mine de données brutes à explorer. Ceci est exploité par DustPedia, l'un des deux projets de l'Université de Cardiff cherchant à mieux comprendre les propriétés de la poussière spatiale.

Banque de données

DustPedia combine les données de Herschel et de Planck avec celles des télescopes terrestres et spatiaux - et d’autres parties du spectre, telles que le visible et l’ultraviolet - pour créer une énorme archive permettant d’étudier la poussière et ses interactions dans les galaxies du monde. partie de l'univers le plus proche de nous. Il fournit actuellement des images pour près de 900 galaxies.

«L’une des principales motivations est de comprendre comment les galaxies évoluent et évoluent avec le temps», a déclaré le Professeur Jonathan Davies, chercheur principal de DustPedia. Il a expliqué qu’une grande partie des éléments chimiques synthétisés par les étoiles résidaient dans la poussière cosmique. Comprendre la quantité de chacun de ces éléments aide à révéler l’évolution de la chimie d’une galaxie et, finalement, son cheminement dans la vie.

Cela peut également nous aider à comparer l'évolution de différents types de galaxies - par exemple, les différences entre les galaxies elliptiques géantes et les galaxies plus petites aplaties.

Le professeur Davies décrit la poussière cosmique comme une fumée de cigarette soufflée devant une ampoule, masquant une grande partie de la lumière des étoiles.

"Vous pourriez être induit en erreur en pensant que si une galaxie ne produit pas beaucoup de lumière, il ne peut pas y avoir beaucoup d'étoiles. Si vous pouvez mesurer la quantité de poussière, vous pouvez commencer à faire des corrections », a-t-il déclaré.

Le projet CosmicDust du professeur Gomez cherche à constituer un vaste catalogue de galaxies poussiéreuses afin de créer un «recensement de la poussière», à l’aide des connaissances de Herschel. Elle espère que cela aidera à découvrir de mystérieuses nouvelles classes de galaxies qui semblent pauvres en poussière dans les images à la lumière visible, mais qui contiennent en réalité d’énormes quantités de poussière.

Le projet a déjà achevé son premier recensement statistique des poussières de 15 000 galaxies. Il a été constaté que certaines contenaient beaucoup plus de poussière et d'autres beaucoup moins que prévu. Il a également publié des catalogues et des cartes couvrant près d'un demi-million de galaxies.

L’équipe a notamment découvert trois nouveaux restes stellaires explosifs contenant beaucoup de poussière. Selon le professeur Gomez, il est intéressant de noter que toutes ces étoiles contiennent des étoiles à neutrons en rotation rapide résultant d’explosions d’étoiles massives, ce qui laisse supposer qu’il peut s’agir d’un important système produisant de la poussière.

En outre, en utilisant les données Herschel pour remonter de 12 milliards d’années au début de l’univers, son équipe a trouvé des indications initiales selon lesquelles l’univers aurait peut-être été beaucoup plus poussiéreux qu’aujourd’hui et se caractérisait donc par une formation plus rapide d’étoiles.

Le professeur Gomez indique que les poussières manquantes d’aujourd’hui pourraient être expliquées par les vents galactiques soufflant de larges volumes hors des galaxies ou par la destruction par des ondes de choc de gaz chaud.

«C’est exactement le genre de choses que nous devrions pouvoir tester une fois que les grandes enquêtes ont été analysées et que nos catalogues et nos mesures sont terminés», a-t-elle déclaré.

Les chercheurs ont également pour objectif de résoudre une controverse de longue date sur l'origine de la poussière cosmique, a déclaré le professeur Gomez, "que cela soit fait par des étoiles semblables au soleil dans leur agonie silencieuse, ou si elles sont beaucoup plus violentes des étoiles massives qui se déchirent à la fin de leur vie. 'La recherche scientifique se penche actuellement sur cette dernière explication, a-t-elle ajouté.

Poussière de laboratoire

Une autre initiative, NANOCOSMOS, consiste à modéliser la poussière cosmique en laboratoire afin de brosser un meilleur tableau de la formation et du comportement de celle-ci. Plusieurs installations expérimentales ont été construites à cet effet, telles que la chambre à poussière d'étoile, qui simule la formation de grains de poussière.

Des chercheurs de l'Institut de physique fondamentale (IFF) de Madrid, en Espagne, utilisent actuellement cette chambre à vide pour étudier la réaction d'éléments individuels trouvés dans la poussière, en commençant par les grappes de carbone et leur interaction avec l'hydrogène. Ils étudieront ensuite les interactions et les propriétés des poussières impliquant le silicium, le fer et d’autres métaux, ainsi que leurs interactions avec les gaz, afin de simuler des environnements astrophysiques plus réalistes.

«Il est essentiel d’étudier la façon dont les particules de poussière se forment et interagissent avec le gaz pour comprendre leurs propriétés», a déclaré le professeur José Cernicharo, physicien travaillant dans le domaine de l’astrophysique moléculaire à l’IFF et chercheur principal correspondant du projet NANOCOSMOS. "Dériver la structure des premières nanoparticules formées de différents éléments est une étape indispensable pour modéliser correctement la physique et la chimie des éjectas des géantes rouges et des supernovas."

Mieux comprendre la formation de nanoparticules ne permet pas seulement de découvrir ce qui se passe dans l’espace et de suivre l’histoire de l’univers. Des modèles montrant comment la poussière se forme et croît peuvent également contribuer à l'innovation sur notre propre planète dans des domaines tels que la nanotechnologie - importants dans des domaines tels que l'énergie verte et la biotechnologie.

En ce qui concerne le cosmos, les recherches sur les poussières nous aideront en définitive à dresser un tableau plus complet de l'univers qui nous entoure.

"La poussière joue un rôle clé dans l'évolution physique et chimique des objets astronomiques, mais ne peut pas être correctement prise en compte dans les modèles en raison de notre connaissance limitée de sa nature et de ses propriétés", a déclaré le professeur Cernicharo. "Tout progrès sur cette question aura donc un impact important en astrophysique et en astrochimie."

La recherche dans cet article a été financée par l'UE. Si vous avez aimé cet article, envisagez de le partager sur les réseaux sociaux.

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Initialement publié sur horizon-magazine.eu.