Un spectre de X-shooter

ESO

Cette image d’illustration montre trois spectres (énergie reçue à chaque longueur d’onde) produits de manière simultanée par le nouvel instrument, plus efficace, X-shooter sur le VLT. Il peut enregistrer le rayonnement complet d’un astre en une seule fois et avec une grande sensibilité – depuis l’ultraviolet jusqu’au proche infrarouge. C’est ce qu’indique ici la superposition des couleurs de l’arc-en-ciel. Ce spectrographe unique sera particulièrement utile à l’étude des explosions lointaines baptisées sursauts gamma.

L’instrument

ESO

Le premier des instruments de seconde génération destinés au Very Large Telescope est prêt à entamer ses observations de routine. X-shooter est unique parmi les instruments des grands télescopes : il enregistre en une seule fois le rayonnement complet d’un objet céleste – de l’ultraviolet au proche-infrarouge – avec une grande sensibilité.





Première lumière

ESO

L’instrument a été installé sur le télescope fin 2008 et les premières observations au complet ont démarré le 14 mars, 2009. Elles prouvent que l’instrument fonctionne avec efficacité sur toute la gamme de longueurs d’ondes, de l’ultraviolet jusqu’à la limite de la bande infrarouge K dominée par l’émission thermique. La qualité et la résolution sont sans précédent. X-shooter a d’ores et déjà démontré sa capacité à obtenir des mesures complètes du rayonnement d’étoiles pauvres en éléments lourds, de systèmes binaires-X, de quasars éloignés et de galaxies, de la nébuleuse de l’étoile supergéante Êta Carène et de la supernova historique 1987A du Grand nuage de Magellan. Il a également observé un sursaut gamma lointain qui a explosé pendant la période de test.






Sursaut gamma du 13 mars 2009 pointé et étudié par X-shooter

Observatoire de Paris / APC

Pendant ses premières séances d’essai sur le ciel, le spectrographe X-shooter a eu la chance de pouvoir analyser la lumière en provenance du sursaut gamma détecté le 13 mars 2009 à 9h06 TU par le satellite Swift de la Nasa. Il a éclaté à 11,7 milliards d’années-lumière (z = 3,37) dans la constellation de la Vierge. Ce qui le situe à une époque où l’Univers n’avait que 1,92 milliards d’années, soit 14 % de son âge actuel. Les astronomes ont bon espoir de pouvoir ainsi remonter aux premières étoiles du cosmos. Les mesures prises par X-shooter dans le proche-infrarouge ont permis d’identifier la signature des ions carbone et aluminium. Un nuage riche magnésium intervient en avant-plan sur la ligne de visée et il absorbe le rayonnement du sursaut à une distance de 10 milliards d’années-lumière (z = 1,8). (De Ugarte Postigo 2009, GCN 9015 / APC / OP)

Les spectres présentés ici (distribution de l’énergie du rayonnement en fonction de la longueur d’onde) ont été préparés par Susanna Vergani et Paolo Goldoni du laboratoire Astroparticule et Cosmologie associé à l’Observatoire de Paris. Ils ont utilisé pour cela le logiciel de réduction de données conçu pour X-shooter.

Signature du carbone C³⁺

Observatoire de Paris / APC

Signature de l’aluminium Al²⁺

Observatoire de Paris / APC

Signature du magnésium Mg⁺ présent sur la ligne de visée entre le sursaut gamma et la Terre

Observatoire de Paris / APC

Sursaut gamma du 9 juillet 2005 (images d’archive Hubble)

Nasa / ESA / E. Berger 2006 AIP

A titre d’illustration, voici l’image optique de la contrepartie du sursaut gamma Gamma-Ray Burst GRB 050709 survenu le 9 juillet 2005 dans la constellation australe de la Grue. L’image de gauche a été prise pendant le phénomène et celle de droite après sa disparition. On distingue nettement la galaxie-hôte. Elle se situe à 2 milliards d’années-lumière de distance (z = 0,16). Le sursaut a été détecté ce jour-là à 22h36 TU par plusieurs instruments du satellite High Energy Transient Explorer-2 de la Nasa. L’image en lumière visible a été prise ensuite par le télescope spatial Hubble.

Ressources presse Présentations des chercheurs à la conférence de presse du 25 mai 2009

 Sandro D’Odorico (ESO)
 François Hammer (Observatoire de Paris, GEPI)

Vidéos libres de droits

Vues animées d’un sursaut gamma. Une étoile explose en hypernovae et expulse deux puissants jets de matière. (9 Mo)

Dana Berry, Nasa/Skyworks and Stan Woosley, U. Californie

Scénario de la naissance de l’Univers. Big bang. Premiers remous de la matière primordiale. Puis ère de la transparence et âge sombre. Enfin, les étoiles brillent une à une et explosent. (5 Mo).

Nasa