courant stellaire

Le ciel nocturne semble paisible, mais en réalité il est traversé par une pluie invisible de particules chargées : les rayons cosmiques. Les scientifiques cherchent depuis longtemps à comprendre où naissent les plus énergétiques d'entre eux.

Autour d'une étoile qui vient de s'allumer, un tourbillon de poussière et de gaz tournoie. Ce tourbillon — le disque protoplanétaire — grandit en absorbant la matière du nuage environnant.

Juste après le Big Bang, l'espace s'est refroidi de manière inégale. À certains endroits, des plis ont pu se former — des filaments d'énergie fins comme un cheveu, mais incroyablement denses. Les physiciens les appellent des cordes cosmiques.

La galaxie NGC 4254 se trouve à un million et demi d'années-lumière du centre de l'amas de la Vierge. Elle traîne derrière elle un long filament d'hydrogène en refroidissement – signe qu'elle s'engouffre à pleine vitesse dans le gaz surchauffé.

Un disque de gaz pesant quatre cent mille soleils ceint le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée. Son attraction agit comme un gouvernail gravitationnel : elle fait lentement mais inexorablement pivoter les orbites des étoiles binaires, les poussant vers une région où les forces de marée déchirent la paire.

Une pierre tombe dans une eau calme — et des anneaux réguliers se propagent à la surface. Si la pierre ne tombe pas seulement, mais tourne aussi, de petites vortex apparaissent à la surface — des tourbillons. La lumière sait faire de même, sauf qu'à la place de l'eau, ce sont l'espace et le temps eux-mêmes.

Une branche tombe dans un tourbillon. Elle est emportée et brisée, mais parfois un puissant jet d'eau jaillit du centre. C'est à peu près ainsi qu'un trou noir déchire une étoile qui passe à proximité, et parfois, après cela, un jet de plasma éblouissant jaillit dans l'espace — le jet.

Les galaxies naines qui orbitent autour de la Voie lactée semblent avoir survécu à une tempête gravitationnelle. Leurs corps stellaires sont étirés, dispersés en queues de marée et échauffés de l'intérieur.

La matière noire — la fondation invisible de l'architecture cosmique — représente 85% de toute la masse, mais échappe à toute observation directe.

Au cœur d'une minuscule galaxie se trouve un amas dense d'étoiles et de matière noire. Cet amas, appelé soliton, n'est pas figé : il tremble et oscille, telle une gelée sur une assiette.

L'immense nuage de blocs de glace aux confins du système solaire — le nuage d'Oort — ressemble à une bulle transparente s'étendant sur près d'une année-lumière de diamètre. D'ordinaire, ces blocs flottent tranquillement dans leurs recoins lointains, mais parfois quelque chose les dérange. Le plus souvent, c'est l'effet de marée de notre Galaxie.

Une planète de la taille de Neptune s'est approchée trop près de son étoile. L'étoile commence à attirer les couches supérieures de la planète — le gaz s'en échappe comme l'eau d'un seau trop plein. Ce processus est appelé débordement par le lobe de Roche (c'est ainsi que les astronomes désignent la limite au-delà de laquelle l'étoile peut arracher de la matière à la planète).

Juste après le Big Bang, dans le chaudron bouillonnant d'un univers en refroidissement, comme dans un verre qui se fige irrégulièrement, des tensions sont apparues — de minuscules fissures de la réalité, les cordes cosmiques.

Au cœur des galaxies, là où des trous noirs supermassifs sommeillent au milieu d'essaims d'étoiles, éclatent parfois des lueurs d'une puissance monstrueuse : les disruptions de marée. Mais certains de ces événements se comportent de manière étrange : ils se répètent sans cesse, et chaque nouvelle flambée est plus faible que la précédente.

Le bras d'une rivière d'étoiles contourne le centre d'une galaxie lointaine, telle une bande lumineuse sur une monture invisible. Cette monture, c'est le halo sombre : un immense nuage de matière noire invisible qui, par son attraction, retient les étoiles et le gaz.

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.

La lumière de la lointaine galaxie du Dragon met plus de sept milliards d'années à nous parvenir. En chemin, elle passe près d'un immense amas de galaxies dont la gravité courbe le trajet de la lumière, comme une lentille. La galaxie nous apparaît donc plus brillante et plus grande qu'elle ne l'est en réalité — comme une loupe agrandit un petit texte.

La galaxie Holmberg IX ressemble à une ville où l'on cesserait soudain de construire de nouveaux immeubles, alors que les matériaux ne manquent pas. Les astronomes l'ont observée avec différents télescopes et ont vu une scène étrange : le gaz et les éléments lourds abondent, mais la poussière est presque absente.

Un trou noir peut tourmenter une étoile pendant des années, au lieu de la déchirer d'un coup. Les forces de marée, c'est quand la gravité du trou étire l'étoile : le côté proche est tiré plus fort que le côté lointain.

À la périphérie de la galaxie M83, également appelée la Roue australe, une rivière de vieilles étoiles flotte dans le vide. Elle s'étend sur 81 kiloparsecs – environ 264 000 années-lumière, soit deux fois et demie le diamètre de notre Voie lactée.

Au-dessus de la surface du Soleil flottent de longs rubans de gaz lumineux : les streamers. On dirait de gigantesques harpes tendues dans la couronne. Lorsqu'une vague parcourt un tel ruban, il tremble et se courbe, comme une corde après un pincement.

Un nuage de gaz de la taille d'une petite galaxie s'abat sur la Voie lactée à des centaines de kilomètres par seconde. De tels nuages sont dits à haute vitesse, et jusqu'à présent on n'y avait jamais trouvé d'étoiles – seulement du gaz. Aujourd'hui, dans l'un d'eux, baptisé Complex H, des astronomes ont aperçu deux jeunes amas d'étoiles.

Une galaxie lointaine, semblable à notre Voie lactée, souffle du gaz dans l'espace comme un sèche-cheveux chasse la poussière d'une table. Sept rayons de lumière provenant d'un objet encore plus distant ont traversé ce nuage de gaz, et les astronomes ont constaté que le flux de gaz est étroit, comme un jet d'eau, et non large comme un éventail.

Une galaxie entre dans un amas dense comme un coureur dans une foule. Le flux de gaz rencontré — appelé milieu intra-amas — lui arrache son propre gaz, étirant une longue queue lumineuse. Les astronomes ont surnommé ces galaxies des méduses : elles ont un corps et des tentacules flottants faits de matière arrachée.

L'Univers ressemble à une toile d'araignée géante : les galaxies ne sont pas dispersées au hasard, mais regroupées en nœuds et le long de filaments. À l'intérieur des filaments, il y a beaucoup de gaz, et c'est là que de nouvelles étoiles s'allument le plus souvent. Mais comment cela a-t-il évolué avec le temps ?

De temps à autre, le Soleil connaît des éruptions – de puissantes libérations d'énergie qui durent de quelques minutes à quelques heures. La plupart sont aléatoires, comme les gouttes de pluie qui frappent un toit.

Lorsqu'une étoile massive meurt et explose, elle émet non seulement de la lumière, mais aussi des particules légères invisibles. Elles se dispersent dans toutes les directions à une vitesse proche de celle de la lumière. Seule une petite partie atteint la Terre, mais chaque explosion produit son propre paquet.

Une planète collée à son étoile, c'est un peu comme un glaçon oublié sur une poêle brûlante. Le glaçon fond et s'évapore, sauf qu'ici, au lieu de l'eau, ce sont l'hydrogène et l'hélium qui composent la couche supérieure de la planète.

Le centre d'une galaxie, c'est une métropole animée où un trou noir géant attrape souvent les étoiles distraites. Mais les télescopes ont capté une éruption dans un quartier tranquille, à des dizaines de milliers d'années-lumière du noyau.

La galaxie du Sagittaire a percuté le disque de la Voie lactée et l'a traversé à maintes reprises, telle une pierre jetée dans un étang paisible. Chaque impact a laissé des ondulations : des vagues et des courbures dans le champ stellaire.

Une planète géante orbite trop près de son étoile. À chaque révolution, elle tire sur l'étoile par sa gravité, et des vagues naissent dans les profondeurs de l'étoile, comme les cercles produits par une pierre jetée dans l'eau. Ces vagues freinent l'orbite de la planète, qui tombe en spirale dans l'étoile. L'étoile avale la planète et se met à tourner plus vite.

Un trou noir est invisible tant qu'une étoile ne passe pas à proximité. Alors, les forces de marée étirent l'étoile comme un cuisinier étale sa pâte, et une partie de la matière tombe dans le trou, émettant un dernier éclat. Ces événements, appelés disruptions par effet de marée, sont une occasion rare de peser un trou noir qui, autrement, resterait invisible.

À grande échelle, l'Univers ressemble à une toile d'araignée géante : les amas de galaxies brillants sont reliés par de longs filaments de galaxies, de gaz et de matière noire. On pensait auparavant que la matière s'écoulait le long de ces filaments comme dans des tuyaux vers les amas.

Le pulsar de la nébuleuse du Crabe clignote comme un phare : toutes les 33 millisecondes, il émet une impulsion radio, et ce, avec la précision d'une horloge atomique.

Le cosmos fonctionne comme une table de billard. Les planètes externes massives, telles des boules lourdes, transmettent leur énergie aux petits mondes internes. Un tel coup gravitationnel peut éjecter une petite planète hors de son système stellaire. Elle se transforme en vagabonde libre — une exoplanète sans étoile.

La jeune étoile double IRS 44, dans la constellation d'Ophiuchus, évoque une cuisine animée : des flux de gaz, comme des jets de pâte, tombent sur un disque en rotation, et là où ils frappent, la chaleur naît.

Une rivière d'étoiles — non pas un amas, mais une véritable bande lumineuse allongée — traverse la périphérie d'une galaxie lointaine. Un tel courant a été découvert dans les données du premier relevé de l'observatoire Vera Rubin.

C'est Vera Rubin qui a découvert que les étoiles des confins des galaxies se déplacent trop vite, comme si une toile invisible les retenait. Et Fritz Zwicky a été le premier à soupçonner qu'une masse invisible immense se cache dans les amas de galaxies.

Dans l'Univers primordial, à peine un milliard et demi d'années après le Big Bang, trois galaxies massives sont entrées en collision dans un petit volume d'espace. Leur danse gravitationnelle a projeté d'immenses flux de gaz froid qui s'étendent sur 60 kiloparsecs, soit vingt fois le diamètre de notre Galaxie.