Andromède sous toutes les coutures !
L'agence Spatiale Européenne (ESA) fournit une vidéo dans laquelle elle présente la galaxie d'Andromède sous toutes ses coutures ! Les clichés on été pris par différents télescopes terrestres et spatiaux dont l'agence dispose, dans des domaines de longueur d'onde différents.
Une petite merveille à savourer !
Ces observations couvrent une grande partie du spectre électromagnétique :
Schéma du spectre électromagnétique : les différents rayonnements en fonction de la fréquence
Le rayonnement micro-ondes
Le satellite utilisé est Planck. Ce satellite, lancé en 2008, a pour mission de cartographier le fond diffus cosmologique : c'est à dire la répartition des premiers photons de l'Univers qui ont pu se propager jusqu'à nous. L'objectif est de récolter des informations pour contraindre les modèles théoriques de cosmologie qui tentent d'expliquer la formation de notre Univers...
Ces photons ont une température d'environ 2.7 K lorsqu'ils nous parviennent : c'est très froid.
Vue d'artiste du satellite Planck en orbite
Le rayonnement micro-onde de la galaxie provient des poussières très froides,de quelques degrés kelvin.
En effet, les poussières, comme le fond diffus cosmologique, rayonnent suivant la loi du corps noir. Cela veut dire que le fond diffus cosmologique et les poussières sont à l'équilibre thermodynamique à une température T.
Pour un corps noir, il existe une relation très simple qui relie la température d'équilibre du corps noir et la longueur d'onde où la puissance rayonnée est maximale : T*λmax = 3.10-3 m.K
Voici quelques courbes qui représentent l'intensité d'un rayonnement de corps noir en fonction de la longueur d'onde pour trois températures différentes.
La courbe bleue est à 5000 K
La courbe verte est à 4000 K
La courbe rouge est à 3000 K
On remarque bien que plus la température est basse, plus la longueur d'onde où l'intensité est maximum est grande.
Par exemple, pour le fond diffus cosmologique, T = 2.7 K donc λmax = 1.1 mm.
Planck est équipé pour capter ce rayonnement autour de 1 mm de longueur d'onde (on parle de rayonnement micro-onde, bien que 1 mm = 1000 micromètres).
Il capte donc les rayonnements de corps noir de même température (quelques kelvins) de la galaxie : les poussières froides.
Le rayonnement infrarouge
Ce rayonnement est mesuré par le télescope Herschel. Ce télescope, lancé en même temps que le satellite Planck, a pour mission l'observation en infrarouge des étoiles en formation et des nuages où elles se forment, la formation de galaxies lointaines...
Le rayonnement infrarouge de la galaxie d'Andromède provient de poussières un peu plus chaudes (quelques centaines de kelvin...), ainsi que d'étoiles jeunes et en formation, qui se trouvent en majorité dans les bras spiraux de la galaxie.
Vue d'artiste du télescope Herschel
Le rayonnement visible
Les images de la galaxie produites dans le rayonnement visible proviennent les télescopes sur le sol terrestre.
Le rayonnement visible, c'est tout simplement ce que nous voyons avec nos yeux !
Ce sont les étoiles de la galaxie d'Andromède que l'on observe alors : les étoiles sont elles aussi des corps noirs, mais elles ont une température plus élevée (entre 1000 et 10000 K), leur rayonnement est donc maximal pour des longueurs d'ondes entre 400 et 800 nm (le domaine visible).
Parmi les télescopes terrestres européens, on peut citer le VLT (Very Large Telescope) situé au Chili, et dont les quatre principaux instruments ont des miroirs primaires de 8.2 mètres !
Vue du plateau sur lequel se trouvent les télescopes du VLT
Le rayonnement UV et le rayonnement X
Le 
satellite XMM-Newton permet l'observation dans le domaine des rayons X et le domaine UV. Sa mission est d'observer des phénomènes notamment liés au trous noirs, qui émettent dans ce domaine de longueur d'onde.
Vue d'artiste du télescope XMM-Newton
Ces rayonnements concernent les corps noirs très chauds ou bien d'autres évènements de haute énergie qui ont lieu dans la galaxie. Cela permet d'observer les étoiles vieilles (qui sont concentrées plus au centre de la galaxie) et massives.
Photos de la galaxie d'Andromède en optique, en infrarouge, en rayons X; et la somme de toutes les composantes (en bas à gauche)
On se rend compte que balayer le spectre électromagnétique de cette façon permet entre autre le suivre la répartition des étoiles dans la galaxie suivant leur âge : les étoiles en formation dans l'infrarouge, les étoiles mourrantes dans l'UV, et entre les deux, les étoiles en général, en cours de vie, dans le domaine visible.
Qui est Andromède ?
La galaxie d'Andromède, aussi connue sous le nom de M31 (du catalogue Messier), est la galaxie la plus proche voisine de notre Voie Lactée !
En fin de vidéo, on voit qu'elle figure dans le ciel au sein de la constellation du même nom.
La mythologie se retrouve dans les étoiles : les parents de la princesse Andromède, Céphée et Cassiopée, sont aussi dans le ciel.
L'histoire raconte que la mère d'Andromède vantait la beauté de sa fille, et provoqua la colère des nymphes de la mer en prétendant qu'elle les dépassait en beauté. Pour venger les nymphes, le dieu de la Mer, Neptune, envoya un monstre sur Terre : Cetus (la constellation de la Baleine). Le seul moyen de l'arrêter était le sacrifice d'Andromède. Son père Céphée accepta et la sacrifia à Neptune, il l'attacha lui-même à un rocher, pour que le monstre puisse la dévorer.
Cependant, la jeune fille fut sauvé par le héros Persée (lui aussi est une constellation) qui tua le monstre et délivra la belle... (En effet, Persée revenait, volant sur Pégase, après avoir tué la gorgone Méduse. Il emportait avec lui la tête de Méduse, or, croiser le regard d'une gorgone vous transforme en pierre. C'est en utilisant le regard de Méduse que Persée réussit à tuer Cetus, avant de délivrer Andromède).
Sur le dessin ci-contre, on remarque les chaines qui sont aux poignets d'Andromède. La chaine pointe la constellation Céphée...
Sources
L'article sur le site de Sciences et Avenir : ici
Cours d'astrophysique de L3 physique fondamentale de Paris Sud 11