télescope Gaia

Le Soleil respire, et cette respiration a un rythme magnétique. Tous les 27 jours, la surface visible de l'étoile effectue une rotation complète, entraînant avec elle son champ magnétique, telle une bande invisible qui enveloppe l'astre.

De 1987 à 1991, les astronomes ont mesuré pour la dernière fois comment les lunes glacées de Jupiter réfléchissent les ondes radio. Puis une longue pause a suivi. En 2011–2024, les chercheurs ont de nouveau pointé un faisceau radar vers Europe — cette fois avec l'antenne de 70 mètres de Goldstone et le radiotélescope de Green Bank.

Les géantes rouges au centre de la Voie lactée ressemblent à des phares lointains qui s'embrasent puis s'éteignent. Leur lumière traverse une poussière dense, mais les méthodes habituelles de mesure des distances échouent ici : les étoiles sont trop brillantes et instables, et la poussière déforme l'image.

La surface calme d'un lac se couvre soudain de rides — quelque part en profondeur, un rocher sous-marin s'est effondré. L'eau tremble à peine, et les cercles s'étendent de plus en plus loin, jusqu'à atteindre le flotteur près de la rive.

Au cœur de la Voie lactée, des étoiles tournent autour d'un trou noir supermassif invisible. L'une d'elles, S301, fait le tour complet en seulement 8,7 ans. Sa trajectoire ressemble à une ellipse très aplatie : tantôt elle frôle le trou noir, tantôt elle s'en éloigne. Au moment de la plus grande approche, la distance qui l'en sépare devient minuscule à l'échelle cosmique.

Le chasseur de lumière ancienne — le télescope James Webb — a pointé ses miroirs vers une parcelle minuscule du ciel et a capté un étrange signal. L'objet, nommé de travail beacon_1420-$$5253_{4770}$$, a brillé puis s'est éteint.

15 175 107 étoiles. Chacune a reçu son âge. Mais aucun chiffre n'est exempt d'une touche d'incertitude : l'âge d'une étoile n'est pas un clou enfoncé sur l'axe du temps, mais un nuage de probabilité, un brouillard cachant la valeur réelle.

L'univers résonne de silence. La part du lion de la matière — environ 85 % — reste invisible, ne se manifestant que par la gravité. Déjà Vera Rubin avait montré que les galaxies tournent comme si une masse invisible les enveloppait.

La lumière d'une étoile lointaine n'est pas un phare parfait. En traversant le champ gravitationnel d'une autre étoile, elle se courbe, se divise et s'amplifie, créant un anneau d'Einstein éphémère dans le ciel.

Le modèle cosmologique standard ΛCDM, où la matière noire et l'énergie noire jouent les architectes en chef de l'Univers, prédit depuis des décennies les données astronomiques avec la précision d'un chronomètre suisse. Trois génies en ont posé les fondations.

La recherche d'une intelligence extraterrestre, c'est comme chercher de l'or dans une rivière infinie. Le SETI écoute depuis des décennies le bourdonnement de la Galaxie, mais l'éther reste muet. Ce n'est pas une question de sensibilité des antennes, mais de savoir où placer le tamis.

Deux faisceaux lumineux courent en sens inverse sur un anneau fermé. Comme la vitesse de la lumière est constante, lorsque l'anneau tourne, l'un des faisceaux doit rattraper une cible qui se déplace, tandis que l'autre va plus vite. Leur rencontre crée une figure qui permet de déterminer la vitesse de rotation de l'ensemble.

Le phare clignote régulièrement une fois par seconde. S'il se déplace en cercle, ses éclats arrivent tantôt un peu plus tôt, tantôt un peu plus tard – et trahissent un compagnon invisible. C'est exactement ainsi que les astronomes ont démasqué le compagnon caché de l'étoile IY Lyrae.

Une pièce sombre, de la poussière flotte dans l'air. Une lampe puissante s'allume – et les particules de poussière s'illuminent, révélant leur position. Les astronomes ont appliqué une technique similaire à notre Galaxie.

Au cœur même de la Voie lactée, quelque chose émet continuellement une lueur gamma. Cette lumière est particulière : son énergie est exactement de 511 000 électronvolts. Une telle énergie apparaît lorsqu'un électron rencontre son antiparticule, le positron, et que les deux s'annihilent en laissant une bouffée de lumière.

Un phare clignote toutes les quelques secondes, mais soudain, il se met à s'intensifier et à s'éteindre lentement, sur une année. C'est exactement le comportement d'environ un tiers des géantes rouges — ces énormes étoiles en fin de vie.

L'explosion d'une étoile massive est un événement brillant mais bref. L'éclair lui-même dure des semaines, mais la poussière qu'il a chauffée autour de l'étoile continue de briller en infrarouge pendant des années.

La nuit, un lampadaire lointain semble immobile, mais si l'on s'approche et que l'on regarde attentivement, on peut remarquer qu'il oscille légèrement dans le vent. C'est à peu près ainsi que les astronomes cherchent des planètes autour d'autres étoiles : ils mesurent comment l'étoile se déplace imperceptiblement sous l'attraction de ses compagnons invisibles.

Après la mort d'une étoile massive, une supernova explose avec une puissance telle qu'un seul éclair brille plus qu'une galaxie entière. Dans ce brasier naissent des milliards d'axions, des particules invisibles qui ne laissent presque aucune trace.

Comme une rivière qui disparaît soudain sous terre, le bras de Persée de la Voie lactée s'interrompt dans une région que les astronomes appellent le Golfe de la Girafe. Là où la bande lumineuse d'étoiles devrait se poursuivre, on voit un « vide » sombre.

La Voie lactée et la galaxie d'Andromède sont comme deux immenses volées d'oiseaux qui se rapprochent dans le ciel. Les nouvelles données du télescope Gaia montrent qu'Andromède ne dévie presque pas sur le côté. La probabilité de leur fusion est de 90 % !

L'Univers a longtemps été considéré comme un cuisinier strict : on pensait que dans chaque recoin, les étoiles étaient mélangées selon une seule recette — pour chaque étoile géante, on trouvait à peu près le même nombre de naines, peu importe où elles étaient nées.

La lumière de cette galaxie lointaine a voyagé pendant 13,4 milliards d'années avant de nous parvenir. Le télescope James Webb l'a captée et décomposée en couleurs. Dans le spectre, on distingue une raie d'hydrogène bien nette – comme une empreinte digitale qui révèle que la galaxie GS-z13-1-LA est en pleine formation d'étoiles.

Le télescope spatial Gaia mesure les positions des étoiles avec une précision de la microseconde d'arc – c'est comme si, depuis la Terre, on distinguait une pièce de monnaie sur la Lune. En 2022, il a remarqué que l'étoile brillante HD 12800 vacillait légèrement, comme si un compagnon invisible la tirait.

Dans une constellation où naissent de nouvelles étoiles, l'une d'elles se comporte comme une ampoule défectueuse : tantôt elle brille régulièrement, tantôt elle s'assombrit soudainement de plusieurs fois.

Le ciel nocturne n'est plus aussi silencieux qu'avant. Des milliers de satellites défilent au-dessus de nos têtes, et chacun peut émettre des ondes radio par inadvertance, gênant les astronomes qui écoutent les galaxies lointaines. Pour comprendre ce bruit, des scientifiques ont pointé le radiotélescope 21CMA, en Chine, vers les passages des satellites Starlink.

La lumière de chaque étoile est son passeport, mais les mentions y sont écrites dans le langage des couleurs. Pour les vieilles géantes, ces documents sont presque indiscernables, et il était impossible d'en déchiffrer les détails à la main.

Lorsque deux galaxies entrent en collision, leurs trous noirs centraux entament une longue danse de rapprochement. Tant qu'ils n'ont pas fusionné en un seul, nous pouvons observer une paire de quasars — ces lueurs intenses qui s'allument lorsque les trous noirs absorbent du gaz et de la poussière.

Deux projecteurs placés côte à côte : de loin, leur lumière se fond en une seule tache, et l'on croit voir une source unique. Il en va de même dans l'espace : environ 10 à 20 % des étoiles faibles sont en réalité des paires serrées d'astres identiques. On ne peut pas les distinguer individuellement, mais ensemble, elles brillent nettement plus qu'une étoile simple ayant les mêmes paramètres.

Une étoile vieillissante éjecte ses couches externes, laissant un noyau dense et chaud de la taille de la Terre – une naine blanche. Si des débris de planètes, d'astéroïdes ou de comètes orbitent à proximité, ils se réchauffent et commencent à briller dans l'infrarouge.

Un télescope à rayons X capte la lumière du gaz incandescent qui entoure les étoiles, mais cette lumière arrive « floue » — comme une voix sur une mauvaise ligne téléphonique. Pour distinguer les mots, il faut un dictionnaire des fréquences exactes auxquelles les atomes émettent.

La lumière des étoiles les plus chaudes et les plus jeunes ne peut généralement pas quitter sa galaxie : elle est absorbée par l'hydrogène, comme un rideau épais arrête un rayon de soleil. Mais parfois, le rideau s'entrouvre et des photons ultraviolets s'échappent dans l'espace intergalactique.

Le gaz incandescent qui s'écoule du Soleil n'est pas un flux continu, mais plutôt une soupe de particules chargées. Dans cette soupe, des vagues ne cessent de bouillonner : les champs électriques s'embrasent et s'éteignent, comme les rides sur l'eau après qu'on y a jeté une pierre. L'une de ces vagues est l'onde acoustique ion-ion.

Le laser frappe le tissu, et celui-ci répond par un clic à peine audible — une onde sonore. Des capteurs la détectent, et à partir de ces signaux, on construit une image de ce qui se trouve à l'intérieur. C'est ainsi que fonctionne l'imagerie photoacoustique : la lumière pénètre profondément, et le son ramène l'image à la surface. Dans le nouveau schéma, il n'y a pas de capteurs.

Les étoiles semblables au Soleil tournent rarement en solitaires. Beaucoup d'entre elles dansent avec des partenaires invisibles — les naines brunes : des objets plus gros que des planètes, mais trop légers pour une combustion stellaire stable.

Le ciel nocturne semble parsemé d'étincelles identiques. Mais parmi elles se cachent de véritables géantes : les supergéantes rouges. Ce sont des étoiles des centaines de fois plus larges que le Soleil et si lumineuses qu'on les voit depuis des distances énormes. On croirait qu'il n'y a pas de meilleurs phares pour cartographier la Galaxie.

La lumière du quasar PS J2305+3714 voyage vers nous depuis plus de onze milliards d'années. En chemin, elle passe près d'une galaxie massive qui, par sa gravité, courbe sa trajectoire, comme une boule lourde creuse un drap tendu.

Les horaires de bus dérivent : si on ne les vérifie pas, on rate le bus. Les planètes d'autres étoiles ont le même problème : leurs passages devant le disque se décalent progressivement. Le projet ExoClock a combiné 30 000 observations depuis la Terre et l'espace pour affiner l'horaire de 620 mondes lointains.

Le disque d'étoiles de la Voie lactée ressemble à un brillant moulinet, tandis que la matière noire — cette substance invisible qui ne se manifeste que par la gravité — forme un nuage invisible autour. Pour la première fois, sa forme a été mesurée avec précision.

Le télescope ASKAP collecte en une seule nuit des données sur des millions de sources radio. Les algorithmes automatiques reconnaissent avec assurance les points compacts, mais butent sur les structures étendues avec leurs jets, ponts et bulles.