Le 28 novembre, les premières images dans l'infrarouge ont été prises au moyen de l'instrument ISOCAM. L'objectif visé était la superbe spirale M51, également connue sous le nom de "Galaxie du tourbillon". Ces images ont été prises dans deux nuances de l'infrarouge, aux longueurs d'ondes de 7 et 15 microns, et selon deux résolutions : 3 et 6 secondes d'arc. La figure 1 reproduit l'image d'ISOCAM à 7 microns, avec une résolution spatiale de 6 secondes d'arc.
C'est en 1845 en Irlande que le troisième Comte de Rosse a découvert pour la première fois une structure en spirale dans une galaxie en observant M51. Distante de 20 millions d'années lumières, ce n'est pas l'une de nos plus proches voisines dans l'espace, mais l'une des plus spectaculaires car sa structure en spirale se présente face à nous. M51 est une galaxie plus petite et, avec une masse de 50 000 millions de soleils, moins pesante que la nôtre. Toutefois, du fait d'une intense formation d'étoiles récentes, elle est beaucoup plus brillante. Si des images très détaillées étaient disponibles depuis quelque temps dans les gammes de longueurs d'ondes optiques et radio, les données dans l'infrarouge étaient très limitées. La figure 2 montre une image émise par un précédent observatoire dans l'infrarouge : le satellite américano-anglo-néerlandais IRAS. On ne peut y déceler, dans une gamme de longueurs d'ondes similaire, la moindre trace de structure spirale.
Avec ISOCAM, dont la résolution spatiale et la sensibilité sont encore plus élevées, ce ne sont pas seulement la structure spirale mais également les détails de celle-ci qui sont clairement visibles, même dans une première image brute. Les images prises au moyen d'ISOCAM seront comparées avec des cartes établies à d'autres longueurs d'ondes afin de découvrir des éléments sur les processus de formation des étoiles dans les galaxies.
Avec l'instrument ISOPHOT, la première image obtenue a été obtenue le 29 novembre 1995 sur l'étoile Gamma du Dragon. Un fort signal a été mesuré dans un filtre à bande étroite centré sur 3,29 microns (figure 3). Cette observation a permis d'établir que l'axe optique de l'instrument se situait à moins de 15 secondes d'arc de la position prévue. Le prochain objectif visé sera la galaxie NGC6090 qui a été clairement détectée pour la première fois aux longueurs d'onde les plus longues, 120 - 240 microns, que seul ISO peut observer. Cette galaxie se trouve à environ 320 millions d'années lumière et avait déjà été détectée à des longueurs d'ondes plus courtes par le satellite IRAS. L'émission dans l'infrarouge nouvellement découverte provient de poussières froides (-250°C) présentes dans la galaxie et réchauffées par la naissance récente d'étoiles. On pense que la cadence de formation des étoiles est accélérée par les rencontres entre deux galaxies. Sur la base de mesures antérieures, on estime qu'environ 50 étoiles sont nées par an dans NGC6090. Les nouvelles mesures ont permis d'établir sa luminosité avec beaucoup plus de précision en incluant une région invisible jusqu'ici. Cela conduira à un calcul précis de la cadence de formation des étoiles et donnera des vues sur les secrets des "zones de formation stellaire intense" observées dans de nombreuses galaxies externes. ISOPHOT sera utilisé dans des grands programmes d'étude de l'interaction des galaxies, qui vont du passage au loin d'objets célestes et des rencontres proches jusqu'à la fusion de galaxies (canibalisme cosmique) .
Le Spectromètre à longueurs d'ondes longues (LWS) a fait sa première observation astronomique le 30 novembre en visant le spectre infrarouge d'une région de poussières, de gaz et d'étoiles nouvellement formées dénommée S106. Les raies de l'azote, du carbone et de l'oxygène sont clairement visibles dans le spectre brut avant traitement. La lumière ultraviolette intense provenant des étoiles réchauffe la poussière environnante qui rayonne à son tour cette énergie dans l'infrarouge. Elle a également pour effet d'exciter des atomes dans les gaz, ce qui leur fait émettre un rayonnement dans des longueurs d'ondes précises de l'infrarouge. A la différence de la lumière visible, ces rayons infrarouges peuvent provenir des profondeurs des nuages. Ce sont des mesures de ce genre qui permettent aux astronomes de découvrir la composition, la densité et la température de la matière et les aide à comprendre les processus complexes qui président à la formation des étoiles et de leurs systèmes planétaires. La gamme de longueurs d'ondes du LWS est totalement inaccessible du sol, en raison de l'absorption atmosphérique, si bien que cet instrument donne une possibilité unique d'étudier la formation des étoiles.
En ce qui concerne le Spectromètre à longueurs d'ondes courtes (SWS), la première image a été obtenue le 1er décembre au cours d'une mesure faite pour établir la géométrie du plan focal (c'est-à-dire la position de la fente avant de l'instrument par rapport au télescope), l'étoile Gamma du Dragon étant l'objectif. Ce travail de détection se fait au moyen d'une carte mosaïque de 11 x 11 points, le spectromètre étant réglé sur une longueur d'onde de 3,08 microns. Le flux mesuré semble se situer à 10 % des prévisions avant lancement.
Les balayages spectraux de longueurs d'ondes de référence réalisés au cours de la première vérification ont montré que tous les mécanismes de balayage fonctionnaient correctement. Pour des raisons de contrainte de calendrier, SWS n'a pas eu - à la différence des autres instruments - la possibilité de procéder à l'observation spectrale de sources astronomiques. Ce n'est que partie remise, et tout porte à croire que, dans les prochains jours, le résultat sera satisfaisant.
A la suite de la détection des premières images par les instruments d'ISO, les travaux se poursuivent avec l'étalonnage détaillé et la vérification de fonctionnement du satellite et de ses quatre instruments scientifiques. Il est projeté d'organiser vers la fin janvier 1996 une conférence de presse où seront présentés les premiers résultats.
Note aux rédactions :
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la Communication de l'ESA, Paris (+33.1.53.69.76.90) en faisant référence au présent
communiqué de presse.
Les quatre instruments embarqués sur ISO ont été construits par des consortiums
internationaux d'instituts scientifiques et d'industriels, chacun d'eux étant placé sous l'autorité
d'un chercheur principal. Il s'agit des personnes suivantes :
Catherine Cesarsky (CEA, Saclay, France) pour ISOCAM ; Peter Clegg (QMW, Londres, Royaume-Uni) pour LWS . Thijs de Graauw (SRON, Groningue, Pays-Bas) pour SWS ; et Dietrich Lemke (MPIA, Heidelberg, Allemagne) pour ISOPHOT.
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