Rappel: les mécanismes d’émission radio

Les objets astronomiques et

leur observation radio

Rappel: les mécanismes d’émission radio

• Corps noir

• Émission thermique -> électrons chauds

• Émission synchrotron -> électrons relativistes et champ magnétique

• Émission des raies atomiques ou

moléculaires (HI, CO, HCN, etc.)

Les objets astronomiques

• Soleil

• Planètes

• Voie lactée

supernova remnants (SNR), régions HII, nuages atomique et moléculaires, nébuleuses

planétaires

• Centre galactique

• Galaxies

• Noyaux actifs (galaxies Seyfert, Quasars)

• Amas de galaxies

Le soleil radio

le soleil a 17GHz observe avec le radiohéliographe de Nobeyama

-> émission thermique

Nobeyama Radiohéliographe, Japan

Le soleil dans les rayons X vu par le satellite SOHO

Les planètes radios: Saturne

Images radio de Saturne a 8.3GHz et 4.9GHz observe avec le VLA

Les galaxies spirales

• Masse sombre – non observable

• Étoiles – radio, IR, optique, UV, rayons X

• Gaz atomique (~100K et ~10

K) et moléculaire (~10K) - radio

• Gaz ionise (10

K et 10

K) – radio, rayons X

• Poussière – radio, IR

• Champs magnétiques – radio, IR

• Particules relativistes - radio

Andromède – M31

X- ROSAT UV- GALEX Optique MIR- Spitzer

FIR- ISO HI- WSRT CO- IRAM 30m radio- Effelsberg 6cm

La Voie Lactée

Observée par des antennes uniques en mode relevé du ciel (survey)

Jodrell 76m, Parkes, Bonn Dwingeloo 25m Bonn 100m, Parkes 64m CfA, CTIO 1.2m

Le cycle de la matière interstellaire

• Nuage moléculaire

(T~30K, n>100cm

, M=10

-10

M

)

• Effondrement du nuage

• Formation d’étoile

• Vents stellaires

• Nébuleuse planétaire, supernova -> la matière est

rendue enrichie en métaux

Stellar outflows

• Éjection de gaz

moléculaire lors de la formation d’étoiles

massives

observé avec l’IRAM 30m (couleur) et

l’interféromètre du Plateau de Bure (contours)

Les régions HII

gaz ionisé par le rayonnement des étoiles massives et chaudes. Température du gaz: ~10⁴K.

Observé a 4.7GHz par le VLA

Supernova remnants

Supernova: explosion finale d’une étoile massive;

l’explosion forme une coquille de gaz chaud en expansion;

c’est dans ce choque que les particules sont accélérées a des vitesses relativistes

La supernova de Tycho

(1572)

observée avec le VLA a 1370 MHz -> émission

synchrotron

Les pulsars

vestige d’une supernova, étoile en neutron avec un fort champ magnétique

Profile d’un pulsar vu par Arecibo

Profile d’un pulsar vu par Effelsberg Période: ~msec-sec

Le centre galactique

• se trouve a ~8 kpc du soleil

• trou noir de ~3x10 ⁶ masses solaires

• amas d’étoiles très dense

• région HII Sgr A West

• gaz moléculaire en forme d’anneau (disque circumnucleaire; 1-7pc)

• nuages moléculaires géants (~10pc)

Le centre galactique

100pc

50pc

10pc L’amas d’étoiles vu dans l’NIR (2MASS) Sgr A West et son environnement

en émission radio (20cm, VLA)

Le disque circumnucleaire en HCN (contours) et HCO+ (rouge)

en absorption: nuages moléculaires géants

Les galaxies a noyau actif (AGN) I

• Le noyau de la galaxie (~pc central) est plus lumineux que la galaxie entière

• Galaxies spirales -> galaxies Seyfert

• Galaxie elliptiques

• AGN radio loud (galaxies radio) and radio quiet

• Quasars -> AGN a très grande distance

(z>1)

Les galaxies a noyau actif II

Ingrédients:

- trou noir massif

- grande quantité de gaz autour du trou noir

- taux d’accrétion de masse élevé

Seyfert 1: on voit le centre

Seyfert 2: le centre est obscurci par un anneau moléculaire

Les galaxies radio (radio loud AGNs)

Cen A- image HST + image radio a 6cm (VLA) Cyg A observé avec le VLA

Observation du tore moléculaire

• directe par des

interféromètres mm

• indirecte par HI en absorption dans les galaxies radio

Coma A par le WSRT

NGC1068 (Sey2) observé en CO(1-0) et CO(2-1) par l’OVRO

4kpc

400pc

Les quasars et VLBI

Image VLBI a 8.4GHz d’un jet radio résolution: ~1mas

couverture UV

Les plus grandes structures dans l’Univers: les amas de galaxies

amas= 100 a

plusieurs milliers de galaxies + masse sombre + gaz ionisé très chaud (10

K) + champ magnétique + parfois électrons

relativistes ->

halo radio

L’amas A2319 en rayons X (couleur) et Radio (contours)

Les galaxies dans l’amas de la Vierge

• Amas a 17Mpc

• Étendu ~ 1Mpc

Rouge: rayons X

Bleu et jaune: galaxies en HI

L’émission radio continu polarisée

• L’émission radio polarisée trace le

champ magnétique a large échelle (+ les électrons rel.)

• Compression du gaz = compression du champ magnétique -> forte

émission radio polarisée

• Effet de balayage par pression dynamique

Gris: disque stellaire Contours: HI

Gris: HI Contour: émission Radio continu polarisée