RADIOSOURCES

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Radiosources galactiques et émission radioélectrique

Sources de raies et sources de rayonnement radio continu

Certains objets de la Galaxie émettent des « raies » dans le domaine radioélectrique, c'est-à-dire des émissions à des longueurs d'onde bien définies. La première raie radio découverte (1951) est due à l'hydrogène atomique, et sa longueur d'onde est de 21 centimètres. Sont venues s'y ajouter, depuis 1963, de très nombreuses raies produites par plus de 140 molécules différentes, raies qui se trouvent principalement dans le domaine des ondes millimétriques. Les sources de la raie à 21 centimètres et de ces raies moléculaires sont des nuages de gaz interstellaire neutre ou faiblement ionisé, mais aussi des enveloppes gazeuses autour d'étoiles géantes et autour de nébuleuses planétaires ; ces derniers objets résultent de l'éjection de matière par des étoiles relativement peu massives vers la fin de leur évolution. On ne les désigne pas en général sous le nom de radiosources. Les radiosources galactiques proprement dites émettent un rayonnement radio continu, autrement dit sans longueur d'onde où l'émission serait privilégiée (il s'y superpose cependant quelquefois des raies atomiques ou moléculaires). Les plus intenses d'entre elles ont été observées dans toute la gamme des longueurs d'onde accessibles aux radioastronomes, des ondes décamétriques aux ondes millimétriques. Certaines ont un spectre radio plat, c'est-à-dire émettent sensiblement la même quantité d'énergie par intervalle d'une unité de fréquence à toutes les fréquences, sauf aux plus basses, où se produit un phénomène d'absorption interne qui diminue le flux d'énergie sortant de la radiosource : ce sont les radiosources thermiques, qui sont identifiées optiquement à des nébuleuses gazeuses (régions H II) et à des nébuleuses planétaires formées de gaz presque totalement ionisé (l'émission radio est simplement l'émission free-free de ce gaz sous l'effet de sa température élevée ; cf. radioastronomie). D'autres sources galactiques ont un flux radioélectrique plus grand aux basses fréquences qu'aux fréquences élevées ; elles sont considérées comme des restes de supernovae, et l'émission est due au mécanisme synchrotron (cf. la galaxie ; novae et supernovae), qui fait intervenir des électrons de haute énergie tournant dans un champ magnétique associé à l'objet ; on les nomme radiosources non thermiques. Enfin, les pulsars (cf. pulsars) émettent un rayonnement radio sous forme d'impulsions régulières, et le mécanisme d'émission est cohérent et analogue à celui de certains types de sursauts radio solaires. Des étoiles de types particuliers émettent une faible quantité d'ondes radio selon des mécanismes semblables. Les radiotélescopes sont aujourd’hui assez sensibles pour détecter le rayonnement radio thermique des étoiles les plus brillantes.

Radiosources galactiques thermiques

Les radiosources galactiques thermiques sont identifiées à des nébuleuses gazeuses, ou régions H II (cf. milieu interstellaire), immenses masses de gaz chaud (10 000 K environ) ionisé par le rayonnement ultraviolet d'étoiles très jeunes qui se sont vraisemblablement formées en leur sein. La densité du gaz est de quelques dizaines à quelques milliers d'atomes par centimètre cube, mais les observations de la structure radio de ces objets ont mis en évidence l'existence de structures fines et complexes, probablement liées aux vents émis par les étoiles jeunes. Comme les ondes radio ne sont pas absorbées par la poussière qui remplit la Galaxie, alors que la lumière peut l'être de façon considérable, les observations radio ont permis de découvrir de nombreuses nébuleuses gazeuses totalement invisibles optiquement (il y en a plusieurs centaines dans la Galaxie), et aussi de connaître la structure de nébuleuses dont la lumière est en partie absorbée. Enfin, ces nébuleuses émettent des raies radio, produites par la recombinaison de l'hydrogène et de l'hélium, qui ont permis de préciser les conditions physiques qui y règnent. Les nébuleuses planétaires sont des masses de gaz beaucoup plus petites éjectées par certaines étoiles très évoluées et qui sont aussi en grande partie ionisées. De même que les nébuleuses gazeuses, elles émettent un rayonnement radio continu thermique ainsi que des raies de recombinaison dont les propriétés sont comparables à celles des nébuleuses gazeuses.

Radiosources galactiques non thermiques

Les radiosources galactiques non the [...]

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Construction d'un radiotélescope

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Nébuleuse du Crabe

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Radiogalaxie 3C31

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James LEQUEUX, « RADIOSOURCES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/radiosources/