Ce film vous emmène en voyage…
...un voyage à travers le temps et l'espace.
Je voudrais vous conter l'histoire d'un instrument qui a totalement changé notre vue des cieux,
amélioré notre perception de l'Univers,
permettant d'accéder aux plus lointains des recoins du temps et de l'espace.
ESA PRESENTE
Hubble – 15 années de découvertes
L’HISTOIRE DE HUBBLE
La nuit, la lumière provenant des étoiles paraît scintiller.
Cette lumière a voyagé une distance immense avant de nous atteindre.
Mais les étoiles elles-mêmes ne clignotent pas...
L'univers est transparent.
La lumière qui provient des étoiles ou des galaxies lointaines peut voyager sans être perturbée pendant des milliers,
des millions ou même des milliards d'années.
C'est seulement lors des dernières micro-secondes avant de nous atteindre
que l'image de ces étoiles et de ces galaxies est changée.
C'est lorsque la lumière passe au travers de notre atmosphère, cette couche d'air, de vapeur d'eau et de poussière,
que les détails précis venant du cosmos deviennent flous.
C'est pourquoi pendant de nombreuses années tous les astronomes du monde attendaient avec impatience un observatoire spatial.
Dès 1923, l'ingénieur allemand Hermann Oberth a pensé à un télescope dans l'espace.
Cependant, il a fallu plusieurs dizaines d'années avant que la technologie rejoigne le rêve.
En 1946, l'américain Lyman Spitzer propose un projet réalisable de télescope spatial.
Depuis l'espace, au-dessus de l'atmosphère terrestre, un télescope devrait être capable de détecter la lumière originelle des étoiles,
galaxies et autres objets, bien avant que celle-ci soit modifiée par l'air que nous respirons.
Le résultat : une image plus nette que celle observée par les plus grands télescopes au sol,
une image dont la précision est uniquement limitée par la qualité de l'optique du télescope.
Dans les années 1970, la NASA – l'administration américaine de l'aéronautique et de l'espace – et l'ESA
– l'agence spatiale européenne – ont commencé à travailler pour construire ensemble ce qui deviendra le télescope Spatial Hubble.
Ce nom a été attribué en souvenir de Edwin Powell Hubble - le fondateur de la cosmologie moderne - qui, dans les années 1920,
a prouvé que tout ce que nous voyons dans le ciel ne se trouve pas dans la Voie Lactée.
Au contraire, le cosmos s'étend au-delà.
Le travail de Hubble a définitivement changé notre perception de l'être humain dans l'Univers et le choix d'utiliser le nom Edwin Hubble
pour le télescope le plus incroyable de tous les temps ne pouvait pas être plus approprié.
Il a fallu deux décennies de travail en commun entre scientifiques,
ingénieurs et fournisseurs issus de nombreux pays avant que Hubble soit finalement construit.
Le 24 avril 1990, cinq astronomes à bord de la navette spatiale Discovery
ont débuté un voyage qui a changé notre vision de l'Univers pour toujours !
Ils ont déployé le télescope spatial en orbite à environ 600 km au-dessus de la surface de la terre.
Sur la Terre, les astronomes attendaient avec impatience les premiers résultats.
Mais moins de deux mois après, il était clair que la vision de Hubble n'était malheureusement pas nette.
Le miroir souffrait d'un sérieux problème.
Un défaut dans la forme du miroir empêchait Hubble de prendre des images nettes.
Le bord du miroir était trop plat, seulement d'un cinquième de l'épaisseur d'un cheveu humain mais
trop pour accomplir sa mission : Hubble devait être parfait jusque dans les détails les plus minuscules...
La déception était presque insupportable. Non seulement pour la communauté astronomique,
mais aussi pour les contribuables américains et européens.
Néanmoins, pendant les années suivantes,
les scientifiques et les ingénieurs de la NASA et de l'ESA travaillèrent ensemble
pour préparer et construire un outil optique corrigeant ce défaut,
dénommé COSTAR.
Les dirigeants de Hubble durent alors affronter une autre décision difficile :
quel instrument scientifique devait être éliminé
pour laisser la place à COSTAR dans Hubble ?
Ils ont finalement choisi le photomètre à grande vitesse,
La première mission de maintenance de Hubble en 1993 est devenue dans l'histoire l'un des points
forts des vols spatiaux habités. Elle a attiré l'attention à la fois des astronomes et du public
à un niveau jamais atteint depuis par une mission habitée.
Planifiée de manière méticuleuse et brillamment exécutée,
cette mission a été une réussite totale. COSTAR a corrigé la vue de Hubble
mieux que ce que personne n'avait osé espérer.
Lorsque les premières images après la réparation sont arrivées sur les écrans d'ordinateur,
il était évident que les optiques emmenés par les spationautes avaient
complètement corrigé la vue de Hubble. Hubble était enfin opérationnel !
Ceci n'était que le début d'une longue série de visites de la navette spatiale à Hubble.
Le télescope est conçu de manière à être régulièrement amélioré et actualisé.
Il est possible d'installer de nouveaux instruments ou composants électriques ou mécaniques au fur-et-à-mesure que ceux-ci deviennent disponibles.
De plus, de la même manière que votre voiture nécessite un entretien, Hubble a besoin d'être réparé de temps en temps.
Les ingénieurs et les scientifiques ont envoyé la navette vers Hubble de manière périodique, afin que les spationautes puissent
réparer celui-ci à l'aide de clefs et de tournevis semblables à ceux utilisés par les mécaniciens automobiles.
Il y a eu quatre missions de maintenance jusqu'à présent – en 1993, 1997, 1999 et 2002 – toutes faites par les spationautes
envoyés dans l'espace par la navette spatiale de la NASA.– La prochaine mission était sensée avoir lieu en 2005,
mais a malheureusement été annulée suite à l'accident tragique de la navette Columbia.
Le futur de Hubble est incertain.
Hubble a été initialement conçu pour fonctionner pendant 15 ans, mais son espérance de vie a maintenant été allongée à 20 ans.
Hubble produit toujours les résultats les plus étonnants que les astronomes ont jamais connus,
la mission de Hubble finira toujours par atteindre son terme.
Une sonde sans spationaute accostera Hubble en orbite et emmènera du matériel.
Lorsqu'il quittera Hubble, le robot laissera derrière lui un module
de fusée qui permettra, après plusieurs années d'observations fructueuses,
aux ingénieurs au sol de contrôler la descente finale de Hubble à travers
l'atmosphère pour un atterrissage contrôlé dans l'océan.
Cependant, la retraite du télescope spatial Hubble n'équivaut pas à la fin de ce mode d'observation sans rival.
Au contraire, elle indique un renouveau, une ère qui permettra des découvertes et la prise d'images
depuis l'espace encore plus incroyables.
Ce sera pour le successeur de Hubble.
Le télescope spatial James Webb est en projet en ce moment-même et sera lancé vers 2011.
Les scientifiques qui utiliseront
le télescope spatial James Webb espèrent ainsi découvrir
et comprendre des aspects différents de cet Univers fascinant.
GROS PLAN SUR HUBBLE
Hubble est un télescope spatial qui tourne sur une orbite à presque 600 km
au-dessus de la couche atmosphérique qui perturbe les images astronomiques.
Une orbite dure environ 97 minutes.
Hubble a été conçu pour prendre des images à très haute-résolution et des spectres de grande qualité en concentrant la lumière des étoiles
afin de former des images plus nettes que celles disponibles depuis la Terre où l'atmosphère fait “scintiller” la lumière des étoiles et limite la clarté des images.
Afin d'obtenir le maximum de lumière des objets peu lumineux étudiés,
un télescope doit avoir le miroir le plus grand possible.
Bien que le miroir de Hubble ne fasse que 2,4 mètres de diame'tre,
il est directement en compétition avec les télescopes 10 à 20 fois plus grands basés sur la Terre.
Hubble est un gros satellite,
long de presque 16 mètres, de la taille d'un petit bus.
C'est aussi un ensemble de technologies parmi les plus compliquées jamais utilisées.
Il contient plus de 3 000 capteurs qui contrôlent constamment
d'e'equipement afin que les techniciens au sol puissent garder un oeil sur l'ensemble.
Le temps d'observation avec Hubble est précieux.
Les astronomes du monde entier font régulièrement des demandes qui totalisent un nombre d'heures bien supérieur à ce qui est disponible.
Faire fonctionner Hubble sans arrêt n'est pas simple. Pas une seule seconde ne doit être perdue et chaque étape –
observations ou maintenance, comme ajuster la position du télescope ou télécharger
les nouveaux programmes d'observations – est planifiée avec soin.
Pour les astronomes, les instruments scientifiques constituent la partie la plus importante de Hubble.
Il y a deux catégories d'instruments dans Hubble, ici et là.
Certains sont optimisés pour prendre les meilleures images et d'autres divisent la lumière provenant
des étoiles et des galaxies en l'étalant afin de former un spectre semblable à celui d'un arc-en-ciel.
La position unique de Hubble dans l'espace lui permet d'observer les lumières infra-rouges et ultra-violettes
qui sont autrement éliminées par l'atmosphère avant qu'elles n'atteignent les télescopes au sol.
Ce type de lumière révèle certaines propriétés des objets célestes qui autrement demeurent cachées.
Certains instruments, tel ACS – camera pour observations panoramiques – sont optimisés pour les observations dans l'ultra-violet,
d'autres, comme NICMOS – spectromètre infra-rouge – sont optimisés pour les observations dans l'infra-rouge.
Différents composants mécaniques et électriques permettent à Hubble de fonctionner.
L'énergie de Hubble provient de panneaux solaires latéraux qui transforment la lumière du soleil en électricité.
Les gyroscopes et d'autres appareils maintiennent Hubble stable en observation dans la bonne direction
– pas trop près du Soleil, de la Lune ou de la Terre puisqu'ils pourraient détruire les instruments photo-sensibles –
mais toujours précisément dans la direction de l'objet observé et cela pendant plusieurs heures.
Hubble possède plusieurs antennes de communication latérales,
qui sont nécessaires à l'envoi d'observations et autres données vers la Terre.
Hubble envoie d'abord les données à un satellite dans le système de suivi et de relai,
qui ensuite communique le signal à White Sands au Nouveau Mexique.
Les observations sont envoyées depuis la NASA aux Etat-Unis vers l'Europe où elles sont stockées dans d'énormes archives numériques situées à Munich.
Il serait impossible pour un seul pays d'entreprendre un tel projet.
Hubble est le fruit d'une collaboration entre la NASA et,
dès ses débuts, de l'ESA, l'agence spatiale européenne.
Hubble est particulièrement important pour l'astronomie européenne.
Les astronomes européens ont 15% de temps d'observation garantis sur Hubble,
ce qui a déjà permis la publication de plusieurs milliers d'articles scientifiques.
Deux groupes de spécialistes européens travaillent sur Hubble :
15 personnes de l'ESA travaillent à l'Institut Scientifique du télescope spatial aux Etat-Unis,
et 20 autres forment le centre européen du télescope spatial à Munich en Allemagne.
CONTES PLANETAIRES
Il n'y a pas de frontière dans l'espace.
Dans ce vaste Univers, nos parents les plus proches sont les objets du Système Solaire.
Nous partageons la même origine et le même destin...
Notre Système Solaire s'est formé il y a quatre milliards d'années et demi à partir d'un énorme nuage de gaz.
Curieusement, ce sont les forces thermonucléaires fatales d'une étoile en explosion
dans le voisinage qui pourraient être à l'origine de notre création...
La force dévastatrice de la déflagration pourrait avoir perturbé l'équilibre fragile du nuage de gaz originel,
provoquant l'implosion de la matière vers son centre, créant ainsi une nouvelle étoile, notre Soleil.
Un tout petit pourcentage de la matière restante forme alors les diverses planètes que nous connaissons aujourd'hui autour de nous.
En d'autres mots, nous sommes les restes de la naissance de notre Soleil.
Les planètes sont nées des disques de poussières et de gaz en rotation provenant des restes de la formation de notre étoile mère.
Les planètes rocailleuses se sont formées dans la partie centrale du Système Solaire
alors que les géants gazeux toujours mystérieux se sont formés plus loin.
Lorsque que le vent solaire composé d'atomes a commencé à souffler – ou peut-être celui issu d'étoiles
chaudes voisines ou d'une supernova – seulement les planètes les plus petites réussirent à maintenir leur
environnement gazeux alors que les derniers nuages entre les planètes étaient emportés.
Ainsi les divers corps célestes qui composent nôtre Système Solaire sont constitués de mondes rocailleux...
...et de planètes géantes gazeuses.
Même de nos jours, nous ne savons pas exactement combien de matière ou bien même combien de planètes existent dans notre Système Solaire...
Depuis la découverte de Pluton dans les années 1930, et celle de son satellite Charon dans les années 1970,
les astronomes tentent de comprendre s'il existe quelque chose là-bas, au-delà de la neuvième planète.
En 2003, Hubble a repéré quelque chose qui se déplace suffisamment rapidement devant une étoile
d'arrière plan pour être un objet de notre Système Solaire.
Les calculs démontrent que cet objet pourrait être de la taille d'une planète qui a été nommée Sedna, nom d'une déesse Inuite.
Sedna pourrait avoir un diamètre de 1 500 km, c'est-à-dire les trois quarts de la taille de Pluton,
mais tellement loin qu'elle apparaît à Hubble comme une tache de quelques pixels.
Néanmoins, c'est l'objet le plus gros découvert dans le Système Solaire depuis Pluton.
Sedna se situe à 15 milliards de km du Soleil
– 100 fois plus que la distance Soleil-Terre –
et produit tout juste autant de lumière et de chaleur que la pleine lune.
Sedna semble donc engloutie dans un hiver morne et éternel...
Sedna n'est pas le seul objet mystérieux.
Les débris de la formation des planètes flottent toujours un peu partout sous la forme d'astéroïdes
et de comètes de formes et de tailles variables.
Parfois, leurs orbites poursuivent une trajectoire qui pourrait aboutir à des catastrophes...
Le télescope spatial Hubble a témoigné du voyage final de la comète Shoemaker-Levy 9…
Elle a été déchiquetée par l'attraction gravitationnelle de Jupiter alors qu'elle passait près de cette planète massive l'été 1992.
Deux ans plus tard, les fragments sont revenus en arrière et ont plongé dans le cœur de l'atmosphère de Jupiter.
Hubble a suivi les fragments de comète lors de leur ultime voyage et a produit des images de haute résolution des cicatrices laissées par l'impact.
Notre Terre pourrait facilement se loger dans n'importe lequel de ces ecchymoses...
Les engins spatiaux équipés d'instruments sophistiqués sont régulièrement envoyés vers les planètes de notre Système Solaire.
Ils permettent l'exploration détaillée de ces mondes lointains.
Hubble a permis une approche unique puisqu'il a ouvert une fenêtre sur notre Système Solaire qui ne se refermera jamais.
C'est comme cela que nous avons acquis des images sans précédent des tempêtes sur d'autres planètes,
...des saisons qui passent
…et des images sans précédent d'évènements atmosphériques, telles les aurores,
connues sur Terre sous le nom d'aurores boréales et australes.
Même si le Système Solaire nous réserve encore de nombreuses surprises,
Hubble s'est aussi intéressé à d'autres étoiles afin d'y chercher de nouveaux systèmes planétaires.
Les astronomes ont débuté leur recherche de la vie ailleurs dans l'Univers.
Pour commencer, ils se sont concentrés sur la recherche de planètes semblables à la Terre.
En 2001, Hubble a effectué la première détection directe
de l'atmosphère d'une planète extra-solaire et a déterminé en partie sa composition.
La mesure des constituants chimiques des atmosphères de planète extra-solaire nous permettra un jour de
trouver des marqueurs de la vie au-delà de la Terre.
Tous les êtres vivants respirent et cela change la composition de l'atmosphère de manière détectable.
Les astronomes pensent qu'il y a plusieurs systèmes planétaires similaires au nôtre,
tournant en orbite autour d'autres étoiles au sein de notre Galaxie.
La naissance, la vie, la mort et la renaissance des étoiles se poursuit en un cycle infini au cours duquel les étoiles,
nées du gaz et de la poussière, brillent pour des millions voire des milliards d'années, meurent et retournent
à l'état de gaz et de poussières afin de former de nouvelles étoiles.
Les sous-produits de ce processus sont les planètes et les éléments chimiques qui rendent la vie possible.
Et donc au travers de la vaste étendue de l'espace, les flux et reflux éternels de la vie se poursuivent...
LA VIE DES ETOILES
Notre Soleil, cette source vitale d'énergie pour la vie sur la Terre, est une étoile.
Une étoile absolument pas exceptionnelle,
mais plutôt semblable aux autres milliards d'étoiles qui peuvent être trouvées au sein de notre Galaxie.
Une étoile n'est rien d'autre qu'une boule de gaz brillante.
Elle se forme à partir d'un nuage de gaz compressé et elle diffuse de l'énergie régulièrement,
tout au long de sa vie, parce qu'une chaîne continue de réactions nucléaires a lieu dans son noyau.
La plupart des étoiles utilisent les atomes d'hydrogène pour former l'hélium au travers d'un processus appelé fusion nucléaire –
le même processus que celui des bombes atomiques dévastatrices.
En effet, les étoiles sont des usines nucléaires qui convertissent les éléments légers en éléments plus lourds par des séries de réactions nucléaires.
Elles continueront à briller jusqu'à ce qu'elles épuisent leur ressource.
Voilà donc la vie d'une étoile : un début calme, puis une progression régulière vers une fin parfois violente.
Mais comment peut-on savoir alors que la durée de vie d'une seule étoile est 100 millions de fois plus longue que celle d'un être humain ?
Pour comprendre le cycle de la vie d'un organisme sur Terre,
nous n'avons pas besoin d'observer la vie entière d'un individu particulier.
Nous pouvons observer de nombreux organismes à la fois.
Cela nous montre chaque phases du cycle de la vie.
Par exemple, chaque étape de la vie d'un individu n'est qu'un instantané de l'expérience humaine.
C'est aussi vrai pour les étoiles.
Les étoiles vivent et meurent sur des millions, voire des milliards d'années.
Même les étoiles ayant les vies les plus courtes vivent au moins un million d'années
– plus longtemps que l'histoire entière de l'humanité ! C'est pourquoi il est extrêmement difficile de
comprendre le changement d'une étoile individuelle avec l'âge.
Pour mieux comprendre les étoiles, nous devons
échantillonner différentes étoiles à chaque étape de leur vie et remettre ensemble le puzzle du cycle complet,
allant de la vie à la mort.
Les images chatoyantes de Hubble, qui constituent de nombreuses et incroyables photographies en couleurs,
ont donné d'importantes informations sur la naissance tumultueuse des étoiles.
La naissance des étoiles dans notre 'maternité' voisine peut être utilisée comme une machine
à remonter le temps pour retracer les évènements de la création de notre Système Solaire.
Hubble a souvent dû beaucoup travailler pour obtenir ces informations car les indices importants de notre
genèse sont cachés derrière un voile légèrement brillant de nuages moléculaires poussiéreux où se sont formées les étoiles.
A cet instant précis, il y a des étoiles en formation partout dans l'Univers.
D'énormes piliers brillants constitués de gaz hydrogène poussiéreux s'érigent en sentinelles au-dessus de leurs
berceaux, cajolés dans la lumière d'étoiles voisines récemment formées.
La capacité de Hubble à observer la lumière infra-rouge lui permet de pénétrer la poussière et le gaz
et révèle, comme jamais auparavant, les étoiles nouvellement nées.
L'une des découvertes les plus incroyables de Hubble a été l'observation des disques de poussières
entourant des étoiles nouvellement nées, enfermées profondément dans la Nébuleuse d'Orion.
Ici nous voyons réellement la création de nouveaux Systèmes Solaires où les planètes se formeront.
Tout comme elles se sont formées dans notre propre Système Solaire il y a quatre milliards d'années et demi.
Durant les premières étapes de leur vie, les étoiles peuvent garder le gaz de leurs nuages originels.
La matière tombant dans l'étoile crée des bulles ou bien même des jets lorsqu'elle est chauffée et éjectée le long
de l'axe de rotation de l'étoile, ressemblant au moyeu d'une roue.
Souvent plusieurs étoiles naissent à partir du même nuage de gaz et de poussière.
Certaines resteront ensemble leur vie entière, accédant simultanément aux mêmes étapes de leur évolution,
comme des amis d'enfance que l'on garde pour la vie.
Les étoiles d'un amas ont souvent le même âge, mais parfois des masses très différentes.
Cela signifie que des destinées très diverses les attendent.
L'existence humaine ne dure qu'un clin d'œil en comparaison à la durée de vie d'une étoile.
Et donc l'observation de la transition entre différentes étapes de la vie d'une étoile ne peut être que le fruit d'un heureux hasard.
Pendant 15 années fructueuses, Hubble nous a permis d'observer des étoiles vieillissant en temps re'el.
Le télescope a enregistré des “films” qui permettent de témoigner
comment certaines de ces étoiles changent leur apparence durant un court laps de temps.
Les étoiles les plus massives achèvent leur vie dans un cataclysme,
se détruisant lors d'explosions titanesques appelées supernovae.
Pour quelques mois de gloire, ces objets deviennent les plus brillants de l'Univers tout entier,
surpassant ainsi toutes les autres étoiles de la galaxie mère.
Depuis son lancement en 1990, Hubble a observé le drame se développer dans la supernova 1987A,
l'étoile en explosion la plus proche des temps modernes.
Le télescope a surveillé l'anneau de gaz qui entoure l'explosion de la supernova.
Hubble a constaté l'apparition de points brillants le long de l'anneau, comme les pierres précieuses d'un collier.
Ces “perles” cosmiques sont embrasées par des chocs supersoniques créés par l'explosion de l'étoile.
Les ruines d'une étoile en explosion peuvent cacher un moteur puissant.
Au cœur mystérieux de la nébuleuse du Crabe, Hubble a observé les restes d'une étoile en explosion,
décrite de façon précise par les astronomes chinois en 1054, et a dévoilé son centre dynamique.
La région interne de cette nébuleuse contient un type spécial d'étoile, un pulsar.
Comme une balise, cette étoile tourne, émettant de la lumière et de l'énergie en faisceau.
C'est aussi la source qui produit la majestueuse nébuleuse de poussière et de gaz l'encerclant.
Cependant, toutes les étoiles ne terminent pas leur vie de façon si violente.
Comme le soleil, les étoiles refroidissent lorsqu'elles n'ont plus de source d'hydrogène.
Le centre s'écroule sur lui-même et les éléments les plus lourds sont brûlés,
provoquant l'expansion des couches externes et leur disparition progressive dans l'espace.
A ce stade dans sa vie, l'étoile est appelée “géante rouge”.
Notre Soleil deviendra une “géante rouge” dans quelques milliards d'années.
Son expansion sera telle qu'il avalera Mercure, Vénus et aussi notre planète.
Mais ces étoiles ne sont pas encore éteintes. Elles peuvent encore devenir quelque chose d'extraordinaire...
Peu avant leur dernier souffle, les étoiles comme notre Soleil expirent en un ultime éclat.
Pendant la dernière étape de fusion nucléaire, des vents stellaires s'échappent de l'étoile,
de telle sorte que les géantes rouges enflent démesurément.
Au centre de l'expansion, l'enveloppe gazeuse déborde du cœur de
l'étoile créant de puissantes lumières ultra-violettes qui la font briller.
Selon les premiers astronomes armés de télescope, ces contructions incroyables ressemblaient
un peu à la planète Uranus qui avait été découverte peu avant.
C'est pourquoi ces objets ont été nommés nébuleuses planétaires.
Les observations de Hubble démontrent que les nébuleuses planétaires sont comme des papillons : il n'y en a pas deux semblables.
L'incroyable collection de nébuleuses planétaires de Hubble montre des motifs brillants étonnement compliqués:
des trous d'épingle, des jets tourbillonnants, d'élégantes timbales et même des formes
semblables à celles de gaz s'échappant d'un moteur.
Grâce à sa position unique au-dessus de l'atmosphère trouble,
Hubble est l'unique télescope qui peut observer les détails de l'enveloppe gonflée de ces étoiles mourantes.
Ici nous faisons un va-et-vient entre les images de Hubble de 1994 et 2002.
L'un des mystères de l'astrophysique moderne demeure comment
une simple sphère de gaz comme notre Soleil peut produire ces structures complexes !!
Pour certaines nébuleuses planétaires, c'est un peu comme si un jet d'eau
du jardin cosmique avait créé des gerbes en directions opposées.
…Ou est-il possible que ces motifs incroyables aient été créés par des champs magnétiques
d'une étoile compagne qui aurait canalisé le gaz émis en jets ?
Quelle que soit leur origine, en seulement une dizaine de milliers d'années, ces fleurs cosmiques vont se disperser dans l'espace.
De la même manière que de vraies fleurs fertilisent leur entourage en se décomposant,
les éléments chimiques produits à l'intérieur de l'étoile pendant sa vie sont dispersés par les nébuleuses planétaires,
nourrissant ainsi l'espace autour d'eux et procurant donc la matière brute pour les
nouvelles générations d'étoiles, de planètes et peut-être éventuellement la création de la vie.
Parce qu'elles disparaissent tellement rapidement sur des échelles de temps cosmiques,
il n'y a jamais plus de 15 000 nébuleuses planétaires à un instant donné dans notre Voie Lactée.
Une trace plus durable de cette étoile morte est le cœur minuscule qu'elle laisse derrière elle.
Connue sous le nom de naine blanche, chacune de ces étoiles exceptionnellement denses et de la taille de notre Terre
sont vouées à passer le reste de l'éternité à laisser s'échapper dans l'espace leur chaleur résiduelle jusqu'à
ce que enfin, dans plusieurs milliards d'années, elles atteignent la température de -270 degrés centigrades.
RENCONTRES COSMIQUES
Nous vivons à l'intérieur d'une énorme système d'étoiles, ou galaxie, connu sous le nom de Voie Lactée.
Vue depuis l'extérieur, la Voie Lactée est une spirale gigantesque, composée d'une partie centrale entourée de long bras.
Le système en entier tourne lentement. Il est composé de grandes quantités de gaz et de poussière que nous pouvons voir,
ainsi que de matière inconnue appelée “matière noire” qui n'est pas visible.
Loin du centre, le long d'un des bras, dans la banlieue de la Voie Lactée,
il y a un système stellaire minuscule, le nôtre, le Système Solaire.
Durant une nuit claire, nous apercevons environ les 5000 étoiles les plus proches.
Nos yeux ne peuvent voir au-delà de mille années-lumière à cause d'une épaisse couche de poussière qui
réduit l'intensité de la lumière lointaine.
Sans un télescope, nous ne pouvons donc voir qu'une portion minuscule de la totalité des 100 000 années-lumière de notre Voie Lactée.
Et la Voie Lactée contient plusieurs centaines de milliards d'étoiles souvent identiques à notre Soleil !!
Bien que plusieurs centaines de milliers de millions soient un nombre difficile à imaginer, c'est seulement le début.
Les astronomes pensent qu'il y a plus d'une centaine de milliards de galaxies dans l'Univers. Combien d'étoiles cela représente-t-il ?
Dans une poignée de sable, il y a facilement 50 000 grains individuels.
Néanmoins, une plage ne contient toujours pas assez de grains de sables pour représenter chacunes des étoiles de notre Voie Lactée.
Il y a tellement d'étoiles dans l'Univers qu'il serait nécessaire de compter chaque
grain de sable de chaque plage de la Terre pour approcher le bon nombre !
Prenez un grain de sable d'1 mm de diamètre, et placez le ici pour représenter la taille du Soleil.
Si nous souhaitions marcher jusqu'à l'étoile la plus proche, cela nous prendrait une grande
partie de la journée parce que l'étoile se situerait à 30 km de cette plage.
Les galaxies sont majoritairement constituées d'espace vide.
Si nous pouvions compresser toutes les étoiles de la Voie Lactée,
elles rentreraient facilement dans un volume compris entre le Soleil et l'étoile la plus proche.
En fait, pour remplir ce volume,
il faudrait compresser toutes les étoiles contenues dans l'Univers entier !!
Lorsque nous observons la nuit, l'univers semble ne pas se mouvoir.
C'est parce que notre temps de vie ne représente que quelques gouttes dans l'océan universel du temps.
En fait, l'univers est constamment en mouvement, mais nous aurions besoin d'observer le ciel pendant des laps de temps
bien supérieurs à notre durée de vie pour percevoir ce mouvement.
Avec assez de temps, nous verrions les étoiles et les galaxies bouger.
Les étoiles tournent en orbite autour de la Voie Lactée et les galaxies se rapprochent entre-elles à cause de la force gravitationnelle.
Elles rentrent parfois en collision. Hubble a observé la collision de nombreuses galaxies.
Tels de majestueux navires dans l'immensité de la nuit, les galaxies se rapprochent jusqu'à ce que leurs
interactions gravitationnelles mutuelles les fusionnent entre-elles pour former
des silhouettes à jamais entrelacées. Comme une danse cosmique avec la gravité pour chorégraphe.
Lorsque deux galaxies entrent en collision, ce n'est pas comme un accident de voiture ou deux boules de billards se frappant,
c'est plutôt comme entrelacer vos doigts.
La plupart étoiles dans ces galaxies ne seront pas affectées par cette collision.
Au pire, la gravité les fera virevolter avec des poussières et du gaz créant ainsi des traînées qui s'étendent sur des centaines
de milliers d'années-lumière ou plus. Les deux galaxies
enfermées dans un baiser gravitationnel dévastateur continueront de tourner en orbite,
arrachant plus de gaz et d'étoiles qui rejoindront la queue. Après des milliards d'années,
ces deux galaxies formeront finalement une seule galaxie.
On pense que de nombreuses galaxies, telle que la Voie Lactée,
ont été assemblées de cette manière, à partir d'une conglomérat de galaxies plus petites, il y a plusieurs milliards d'années.
Les étoiles se forment à partir de grands nuages de gaz provoqués par les interactions colossales
et violentes des galaxies, créant ainsi des amas d'étoiles bleues brillantes.
Notre propre Voie Lactée est en route pour entrer en collision avec la grande galaxie la plus proche, Andromède.
Elles se rapprochent à une vitesse de presque 500 000 kilomètres par
heure et rentreront en collision frontale dans trois milliards d'années.
Cette collision directe donnera lieu à la fusion des deux galaxies déformant la Voie Lactée
jusqu'à ce qu'elle ne soit plus la galaxie spirale que nous connaissons aujourd'hui.
Elle se transformera en une énorme galaxie elliptique contenant à la fois
ses propres étoiles et celles d'Andromède.
Depuis la Terre la collision devrait ressembler à cela.
Bien que cela n'arrivera pas avant un temps très long,
il y a toujours des forces obscures de la nature en activité autour de nous, même à l'instant où on parle...
LES MONSTRES DE L’ESPACE
Les trous noirs sont les méchants énigmatiques de l'Univers: ils avalent tout ce qui les entoure, ne laissent rien s'échapper.
Pour les astronomes, le centre d'un trou noir est l'ultime inconnu...
Aucune information ne peut s'échapper de la prise gravitationnelle de l'intérieur d'un trou noir.
Il n'y a aucun moyen de savoir ce qu'il s'y trame.
Même la lumière ne s'en échappe pas. Comment peut-on même savoir qu'ils existent ?
Les trous noirs eux-mêmes ne peuvent être directement observés.
Toutefois, les astronomes peuvent étudier les effets indirects des trous noirs puisque que ceux-ci possèdent une gravité élevée.
La haute-résolution de Hubble a permis d'observer les effets spectaculaires des trous noirs sur leur environnement.
Mais il n'y pas que la gravité. Les astronomes ont découvert que lorsque la matière est assez proche d'un trou noir,
elle sonne comme une cloche.
Ceci est le son qu'un trou noir a produit à 250 millions d'années-lumière de la Terre.
Sa réverbération au travers du disque de matière qui entoure
le trou noir a été modifiée pour être audibles aux oreilles humaines.
En realité, c'est un si bémol, 57 octaves en-dessous du do médium.
Les astronomes pensent que les trous noirs sont des singularités – de simples points dans l'espace.
Ils ne possèdent pas de volume, pas de dimension, mais ils sont infiniment denses !
Les trous noirs se forment lors de l'ultime implosion d'une étoile massive ayant plusieurs fois la taille du Soleil.
La dépouille stellaire qui résulte de l'implosion de l'étoile massive est tellement lourde que aucune force naturelle ne
peut l'empêcher de s'écrouler sous son propre poids en un volume infiniment petit.
Bien qu'en apparence la matière a disparu, ayant été réduite à rien, elle exerce tout de même une attraction
gravitationnelle et les étoiles et autres objets qui s'approchent trop peuvent être absorbés.
Pour chaque trou noir, il y a un point de non-retour, appelé “horizon des évènements”. Lorsqu'un objet –
par exemple une étoile proche – est attiré au-delà de ce point, il disparaît à tout jamais.
En poursuivant son chemin vers l'horizon des évènements, l'étoile condamnée suit alors une orbite en spirale vers une fin fatale.
Alors que l'étoile se rapproche du trou noir,
la matière la plus proche est davantage affectée par l'attraction que le reste de l'étoile,
le trou étirant et aspirant l'étoile jusqu'à ce que...
… les forces de marées la déchire et la dévore.
Ces objets ont d'autres propriétés étranges,
comme la déformation du temps et de l'espace qui ralentit même le déroulement du temps.
Tous les objets possédant une masse déforment le tissu du temps et de l'espace, mais les trous noirs le font de manière extrême.
Selon la fameuse théorie de la relativité générale d'Einstein,
un voyageur courageux qui visiterait un trou noir, se maintenant au-dessus de l'horizon des évènements sans être avalé,
serait plus jeune à son retour que les autres personnes n'ayant pas effectué ce voyage.
Les objets les plus curieux que les astronomes ont inventé sont peut-être les trous de vers.
Un trou de vers est comme un “raccourci” dans l'espace-temps entre un point de l'univers et un autre point de l'univers.
Si les trous de vers existent vraiment, ils permettront peut-être de voyager d'une région
à l'autre de l'espace plus rapidement que la lumière elle-même.
Hubble a démontré que les trous noirs existaient au sein de toutes les galaxies.
Il y en a un au centre de la Voie Lactée –- un trou noir géant et super-massif,
peut-être un million de fois plus gros que ceux créés lors de l'implosion d'étoiles massives.
Cela pourrait être le résultat de la fusion de plusieurs trous noirs de la taille d'une étoile, qui aurait eu lieu au cours de l'histoire de la Galaxie.
Lorsque deux galaxies entrent en collision, les trous noirs en leurs centres exécutent une danse élaborée.
Bien après que les deux galaxies aient fusionnées,
leurs trous noirs continuent à tourner en orbite pendant
des centaines de millions d'années jusqu'à ce qu'ils aient fusionné, en un seul trou noir extrêmement massif.
Ce processus final est tellement puissant qu'il perturbe le tissu de l'espace-temps de sorte qu'il pourrait être observable
depuis la Terre avec de nouveaux types de télescopes sensibles aux ondes gravitationnelles ou à bord d'une navette spéciale tournant en orbite.
En comparaison avec les millions d'années nécessaires aux galaxies pour fusionner,
l'ultime cataclysme central serait cependant relativement bref. C'est pourquoi les chances d'observer un tel phénomène sont minimes.
Jusqu'à il y a 50 ans, les astronomes pensaient que l'univers était un endroit paisible.
Mais cela est loin d'être le cas...
L'espace est souvent perturbé par de violents phénomènes : les explosions cataclysmiques de supernovae,
les collisions entre galaxies et le déversement phénoménal d'énergie due à d'énormes quantités
de matière entrant en collision avec les trous noirs...
La découverte des quasars nous a donné le premier aperçu de cette tourmente...
Pour les télescopes au sol, les quasars apparaissent comme des étoiles normales.
Et c'est exactement ce que les astronomes pensaient voir, utilisant donc le nom d'objet “quasi-stellaire”.
Mais les quasars sont en realité beaucoup plus brillants et éloignés que les étoiles...
Ils brillent 1 000 fois plus que les galaxies normales et leur énergie est générée par des trous noirs super-massifs.
Les étoiles qui tournent en orbite trop proche sont déchirées, tombant dans le quasar comme l'eau dans un énorme évier cosmique.
Les bras spiraux forment un disque, chauffés à des millions de degrés par leur chute libre vers le trou noir.
Le gaz évacue son énergie dans l'espace au-dessus et en-dessous du disque en des jets colossaux.
Les quasars sont observés dans d'étonnantes galaxies et sont pour la plupart issus d'une collision violente.
Il pourrait y avoir plusieurs mécanismes à l'origine des quasars.
Les collisions entre des paires de galaxies pourraient donner naissance à des quasars,
mais Hubble a démontré que même les galaxies apparemment normales possèdent des quasars.
Cependant, les quasars ne sont pas les seuls objets de haute énergie que les astronomes ont découvert.
Une découverte accidentelle est quelque chose que l'on découvre alors que l'on cherchait autre chose.
Ces découvertes ont bien souvent radicalement modifié le cours de l'astronomie.
Les sursauts gamma ont été découverts par hasard à la fin des années 1960 par les satellites de l'armée américaines
qui surveillaient d'éventuels test nucléaires soviétiques.
Plutôt que de trouver des détonations puissantes produites par l'être humain,
ils enregistrèrent les déflagrations de l'Univers...
Ces étonnantes explosions d'énergie gamma sont détectées au moins une fois par jour dans n'importe quelles directions du ciel.
Bien que ces sursauts gamma ne durent que quelques secondes,
la quantité d'énergie qu'ils diffusent est équivalente à celle émise par la Voie Lactée entière sur plusieurs siècles.
Les rayons gamma ne sont pas visibles à l'œil nu, des instruments spéciaux sont nécessaire pour pouvoir les détecter.
Pendant 30 ans, personne ne sut ce qui causait cette explosion d'énergie.
Un peu comme si on voyait les balles d'un pistolet voler autour de la Terre sans jamais apercevoir l'arme qui les a tirées.
Comme la plupart des télescope du monde, Hubble a cherché “l'arme du crime” pendant plusieurs années.
Il a observé la position dans le ciel où les explosions ont eu lieu, essayant de découvrir un objet à cet endroit.
Mais tous les efforts furent vain, jusqu'à ce que...
en 1999, les observations de Hubble permirent de déterminer que les énormes explosions avaient lieu dans des galaxies lointaines.
L'origine de l'explosion pourrait être l'ultime implosion cataclysmique d'une étoile massive...
…ou bien la rencontre dramatique de deux objets très denses, tels que deux trous noirs, ou d'un trou noir et d'une étoile à neutron.
Les trous noirs sont certainement les objets les plus exotiques de l'Univers.
Tout en perturbant la matière, ils apparaissent aussi de manière spectaculaire puisque leurs champs gravitationnels peuvent aussi déflecter la lumière.
En effet, les rayons de lumière qui passent près d'un trou noir ne suivront pas des lignes droites,
mais suivront un nouveau chemin courbe, créant ainsi un télescope naturel qui permettra de fouiller
les tréfonds de l'espace plus qu'il n'était imaginable.
ILLUSIONS GRAVITATIONNELLES
De la même manière qu'une personne errant dans le désert aperçoit des mirages parce
que la lumière forme un arc dû à l'air chaud au-dessus du sable, nous voyons aussi des mirages dans l'Univers.
Les mirages que nous apercevons à l'aide des télescopes modernes comme le télescope Spatial Hubble,
ne sont pas dus à l'air chaud mais plutôt à des amas éloignés de galaxies, c'est-à-dire à d'énormes concentrations de matière.
Il y a très longtemps, certaines personnes pensaient que la Terre était plate.
C'est compréhensible puisque nous n'apercevons pas la courbure de notre planète au quotidien.
En fait, l'espace lui-même est courbe, même si cela n'est pas perceptible lorsque nous observons la nuit étoilée.
Mais la courbure de l'espace crée un phénomène observable...
L'une de prédictions d'Albert Einstein est que la gravité enveloppe l'espace et tord les rayons
de lumière de la même façon que les ondulations de la mer créent des motifs de lumière sur le fond sableux.
La lumière des galaxies distantes en chemin vers la Terre est perturbée
et amplifiée par le champ gravitationnel des amas massifs de galaxies.
Ce phénomène peut être comparé à une loupe géante et le résultat est appelé lentille gravitationnelle.
Les motifs étranges créés par les rayons de lumière lorsqu'ils passent au travers d'objets massifs
dépendent de la nature de la “lentille”. L'objet d'arrière-plan prend alors diverses apparences...
…les anneaux d'Einstein où l'image entière est amplifiée et concentrée en un cercle de lumière...
…les images multiples, des clones fantomatiques des galaxies d'origine...
…ou bien tordu en forme d'arcs ou de portions d'arcs comme des banandes.
Bien qu'Einstein ait compris en 1915 que ce phénomène pouvait avoir lieu dans l'espace,
il n'a jamais imaginé qu'un tel phénomène pourrait être observé depuis la Terre.
En 1919 cependant, ses calculs se sont révélés justes.
Lors d'une expédition vers l'île de Principé, au large de la côte ouest africaine, qui avait pour but d'observer une éclipse solaire,
l'astronome britannique Arthur Eddington a pu observer
la position des étoiles autour du disque solaire obscurci.
Il a pu être démontré que les étoiles avaient bougé dans le ciel, très légèrement mais de manière mesurable,
par rapport au moment où le Soleil ne se situe pas dans les environs.
Aujourd'hui, les images faiblement lumineuses d'objets dans l'Univers lointain sont
observées avec les meilleurs télescopes sur Terre et, bien sûr, avec Hubble.
Hubble a été le premier télescope permettant d'étudier les détails des arcs multiples, fournissant directement des informations
sur la forme et la structure interne des objets d'arrière-plan affectés par le phénomène de lentille gravitationnelle.
En 2003, les astronomes ont compris que l'arc de lumière mystérieux sur l'une des images de Hubble,
était en fait l'une des plus grandes, des plus brillantes et des plus chaudes régions formatrices d'étoiles de l'espace.
Des objets massifs, par exemple des amas de galaxies,
sont nécessaires pour courber l'espace de manière perceptible dans les images profondes
– même avec l'incroyable résolution de Hubble.
Jusqu'à présent les lentilles gravitationnelles ont surtout été détectées autour des amas de galaxies.
Ces amas sont un groupement de centaines ou de milliers de galaxies et sont probablement les structures
soumises aux forces gravitationnelles les plus fortes de l'Univers.
Les astronomes savent que la matière que nous voyons dans l'univers ne représente qu'une infime partie de la masse totale qui s'y trouve.
Même si la matière exerce une force gravitationnelle,
sa partie visible n'est pas suffisante pour maintenir les galaxies et les amas de galaxies ensemble.
Puisque la transformation des images en forme de “bananes” dépend de la masse totale de la lentille,
le phénomène de lentille gravitationnelle peut être utilisé pour “peser” les amas et tracer la distribution de l'invisible matière noire.
Sur les meilleures images de Hubble, il est facile de regrouper les différents arcs qui proviennent d'une même galaxie d'arrière-plan a' l'oeil.
Ce processus permet aux astronomes d'étudier les détails des galaxies jeunes
qui sont trop éloignées pour être vues avec les technologies et les télescopes actuels.
Une lentille gravitationnelle peut même être utilisée comme un “télescope naturel”.
En 2004, Hubble a pu détecter la galaxie la plus éloignée de l'Univers
en utilisant l'amplification d'une telle “lentille gravitationnelle” dans l'espace.
NAISSANCE ET MORT DE L’UNIVERS
Même si la lumière est capable d'atteindre dans le vide la vitesse la plus rapide possible, cette vitesse n'est pas infinie, elle demeure finie.
Cela signifie qu'un rayon de lumière a besoin d'un temps pour voyager entre deux points de l'espace.
La vitesse de la lumière dans l'espace est d'environ 300 000 kilomètres par seconde.
300 mille kilomètres, c'est presque la distance entre la Terre et la Lune.
Il faut donc un peu plus d'une seconde à la lumière pour aller de la Lune à la Terre.
Lorsque nous regardons la Lune, nous la voyons telle qu'elle était une seconde plus tôt.
Qui n'a jamais pensé à ce que serait un voyage dans le temps ?
Le vitesse finie de la lumière nous permet de faire un tel voyage en regardant vers le passé.
Lorsque nous observons l'espace, nous avons juste besoin d'attendre que la lumière provenant d'endroits très
lointains nous atteigne pour observer les choses telles qu'elles étaient au début du voyage de la lumière.
Des instruments puissants, tel que Hubble, ont permis d'observer plus loin en distance et plus loin dans le passé que jamais auparavant.
Ce que les cosmologistes observent est tout simplement incroyable.
Dans les années 1920, l'astronome Edwin Hubble a découvert que les galaxies s'éloignent de
nous à une vitesse qui est proportionnelle à leur éloignement.
Plus une galaxie est éloignée, plus sa vitesse est grande. Ce phénomène est une conséquence de l'expansion de l'Univers.
Cette expansion a débuté lors d'une explosion titanesque, appelée le Big Bang et qui a eu lieu il y a plusieurs milliards d'années.
Le taux d'expansion contient la clef de la mesure de l'âge et de la taille de l'Univers.
On appelle cela la constante de Hubble.
L'âge et la taille de l'univers peuvent être estimés en “remontant l'expansion”
jusqu'à ce que tout soit compressé en un point d'énergie infiniment petit qui serait le point de départ de l'Univers.
La justification scientifique la plus importante pour la construction de Hubble était de déterminer la taille et l'âge de l'Univers.
La mesure de la constante de Hubble était un “projet-clef” dirigée par un groupe d'astronomes;
ceux-ci ont utilisé Hubble pour observer des astres de luminosité intrinsèque connue comme repères,
une classe spéciale d'étoiles appelées les variables Céphéides.
Les Céphéides varient en brillance de manière prédictible.
La période des variations dépend uniquement des propriétés physiques de
l'étoile qui peuvent ainsi être utilisées pour mesurer la distance de manière efficace.
Pour cette raison, ces étoiles sont plus connues sous le nom de “luminaires standards”.
Les Céphéides ont été utilisées comme indicateur fiable permettant la mesure de la distance aux supernovae qui sont elles plus
brillantes que les Céphéides et peuvent donc être observées plus loin dans l'Univers.
Grâce principalement à sa haute résolution, Hubble a mesuré plus précisément que tout autre instrument
la lumière provenant de l'explosion de supernovae. Depuis la Terre,
l'image d'une supernova est mélangée avec celle de sa galaxie hôte.
Hubble peut séparer la lumière des deux sources.
Les Céphéides et les supernovae ont permis la mesure de l'étendue de l'Univers.
Grâce à Hubble, nous connaissons maintenant l'âge de l'Univers avec une bien meilleure précision qu'auparavant :
il a environ 14 milliards d'années.
Mais de nombreux astronomes ont débattu pour savoir si l'expansion de l'Univers s'interrompra dans un futur lointain,
provoquant l'écroulement de l'Univers en un "Grand Craquement", ou si elle se poursuivra toujours plus lente.
Les observations multiples des supernovae lointaines avec Hubble et celles de la plupart des meilleurs
télescopes mondiaux ont permis de mesurer la distance aux supernovae.
Il semble que l'expansion de l'Univers ne se ralentit pas. Au contraire, elle semble même s'accélérer.
En utilisant Hubble pour mesurer l'expansion de l'Univers avec le temps,
nous avons été surpris de constater que pendant la première moitié de l'histoire cosmique,
le taux d'expansion ralentissait. Une force mystérieuse,
une sorte de “contre-gravité” a démarré 'sur les chapeaux de roues' provocant l'accélération que nous connaissons aujourd'hui.
Une destinée extraordinaire attend donc l'Univers puisque cette contre-gravité
augmente avec le temps. Si cela se poursuit,
elle dépassera alors la gravité et catapulsera l'Univers vers une accélération extrêmement rapide
qui déchiquettera le tout en atomes. Les cosmologistes appellent ce scénario cauchemard le “Grand Déchirement”.
VERS LA FIN DU TEMPS
Nous réunissons des nouvelles inattendues de l'espace profond.
De la même manière que les géologistes creusent plus profond afin de découvrir des fossiles plus anciens,
devenant les témoins d'époques encore plus lointaines, les astronomes approfondissent encore et encore leurs
recherches avec l'observation de la lumière provenant d'objets faiblement lumineux et donc plus éloignés.
Hubble a débuté une nouvelle ère que l'on pourrait dénommer 'astroarchéologie’ et qui a commencé pendant Noël 1995...
Diriger le télescope le plus sophistiqué du monde vers la même fraction du ciel pendant 10 jours consécutifs pourrait paraître un peu étrange.
C'est précisément ce qu'ont pensé de nombreux astronomes la première fois qu'ils ont essayé fin 1995.
Les observations de champs profonds sont des expositions longues d'une région particulière du ciel.
Le but est de détecter les objets peu brillants en récupérant autant de lumière que possible pendant un long laps de temps.
Plus les observations sont 'profondes', plus elles révèlent des objets de faible luminosité.
Les objets du ciel peuvent apparaître de faible luminosité soit parce qu'ils sont naturellement peu brillants, soit parce qu'ils sont très éloignés.
“La première fois que cette expérience a été proposée,
personne ne savait réellement si elle aboutirait à des résultats scientifiques intéressants.
Mais lorsque nous avons regardé l'image pour la première fois, nous étions choqués ! Nous pouvions voir plus de 3 000 galaxies dans le même champ.”
La région observée au sein d'Ursa Major, la grande ourse,
a été soigneusement sélectionnée de manière à ce qu'elle soit le plus vide possible,
permettant ainsi à Hubble d'observer au-delà des étoiles de notre propre Voie Lactée et au-delà des galaxies proches.
Les milliers de galaxies observées dans le premier champ profond étaient à différents
stades de leur évolution et elles étaient réunies le long d'un couloir long de milliards d'années-lumière.
Ceci a permis aux astronomes d'étudier l'évolution de ces objets à travers le temps,
permettant ainsi à Hubble d'observer au-delà des étoiles de notre propre Voie Lactée et au-delà des galaxies proches.
Après le premier champ profond, une autre longue exposition a été prise dans le ciel austral.
La combinaison des champs profonds nord et sud de Hubble ont, pour la première fois, fourni aux astronomes un œilleton sur l'Univers ancien.
Certains des objets découverts étaient tellement faibles que les observer revient
à détecter depuis la Terre la lumière d'une torche sur la Lune.
“Nous pouvons sans aucun doute affirmer que le champ profond de Hubble a ouvert une nouvelle ère en cosmologie observationnelle.
Il a façonné notre vue de l'univers lointain”.
Les champs profonds Hubble ont causé une véritable révolution en astronomie moderne.
Après le premier champ profond, presque tous les télescopes au sol et dans l'espace ont été dirigés
vers la même position pour de longues périodes. Quelques uns des résultats les plus intéressants en astronomie
proviennent de la synergie fructueuse d'instruments de différentes tailles, d'environnements différents et sensibles à différentes longueurs d'onde.
Cela nous a donné la première idée claire du taux de formation stellaire partout dans l'Univers.
Etonnamment, ces observations ont montré que la formation stellaire a atteint un maximum quelques milliards d'années après la création de l'Univers.
A cette époque, il y avait dix fois plus d'étoiles en formation qu'aujourd'hui.
Une fois qu'ils ont commencé à découvrir l'Univers le plus lointain jamais observé,
les astronomes de Hubble ont essayé de repousser les observations encore plus loin dans le temps.
En 2003 et 2004, Hubble a effectué son exposition la plus profonde: le champ ultra-profond de Hubble.
C'est une exposition longue de 28 jours,
allant bien plus profond que les premiers champs profonds nord et sud de Hubble.
Le champ ultra-profond de Hubble révèle les premières galaxies émergeant de ce que l'on appelle “l'âge sombre”
- l'époque juste après le Big Bang lorsque les premières étoiles commencent à réchauffer l'univers froid et sombre.
Juste après le Big Bang, dans l'univers nouvellement né et en rapide expansion – avant l'ère des étoiles et des galaxies –
la distribution de matière était relativement homogène.
Au cours du temps, la plus grande de toutes les forces – la gravité – a commencé à agir. Lentement, mais régulièrement...
Sous l'influence de la gravité provenant de la mystérieuse matière noire,
des petits blocs de matière normale ont commencé à s'écrouler dans les régions où la densité était légèrement supérieure à la moyenne.
Sans étoiles pour illuminer l'espace, l'Univers s'est retrouvé dans son âge sombre.
Dans les endroits où la densité est devenue plus grande,
encore plus de matière a été attirée et l'expansion de l'espace est entrée en lutte avec la gravité.
Lorsque la gravité a dominé, des régions ont freiné leur expansion et ont débuté un écroulement sur elles-mêmes.
Les premières étoiles et galaxies étaient nées.
Lorsque la densité de la matière était la plus importante – à l'intersection entre de larges structures de matière en réseau –
les plus grandes structures se sont formées : les amas de galaxies.
Les images du champ profond sont parsemées d'une grande variété de galaxies ayant différentes tailles, formes et couleurs.
Les astronomes vont avoir besoin de plusieurs années pour étudier la myriade de formes de galaxies dans ces images et pour comprendre
comment elles se sont formées depuis le Big Bang.
En contraste avec les nombreuses galaxies spirales et elliptiques dans les images,
il y a aussi de nombreuses galaxies excentriques qui remplissent le champ. Certaines ont l'air de pique à dent;
d'autres ressemblent au lien d'un bracelet. Quelques unes ont l'air d'interagir entre-elles.
Leurs formes étranges sont loin des majestueuses galaxies spirales et elliptiques que nous observons aujourd'hui.
Ces galaxies excentriques rappellent le temps où l'Univers était plus chaotique,
lorsque l'ordre et la structure émergeaient à peine.
L'atout de Hubble est qu'il a à son bord plusieurs instruments qui peuvent entreprendre des observations différentes simultanément.
Le champ profond de Hubble est en réalité constitué de deux images distinctes prises par deux instruments:
la camera ACS de Hubble et l'instrument NICMOS.
NICMOS peut atteindre des distances encore plus éloignées que l'ACS.
Il détecte la lumière infra-rouge ; il est donc capable d'observer les galaxies les plus lointaines