Jusqu'il y a peu, le domaine de l'infrarouge, surtout lointain, constituait la dernière fenêtre encore très peu explorée du spectre électromagnétique, un domaine extrêmement riche puisqu'il englobe tout l'Univers à basse température (grandes longueurs d'onde représentées par la couleur rouge). C'est dire si ISO, l'Observatoire Spatial dans l'Infrarouge de l'ESA, lancé en novembre 1995, était bien l'instrument astronomique attendu par l'ensemble de la communauté internationale des astrophysiciens.
Les résultats obtenus au terme de ses 18 mois de mission l'ont confirmé amplement. Ils ont été présentés le 25 août 1997 aux astronomes du monde entier réunis à Kyoto, au Japon, à l'occasion de la XXIIIème Assemblée générale de l'Union Astronomique Internationale (voir "Le Ciel" du mois d'octobre 1997). Une partie des travaux présentés au cours de cette Assemblée a fait l'objet d'une synthèse diffusée par l'ESA et intitulée "ISO sonde nos origines cosmiques" (voir "Le Ciel" de novembre 1997).
Cette Assemblée fut encore l'occasion de l'annonce officielle de la prolongation de la mission ISO portée à 28 mois au lieu des 18 fixés dans les spécifications. Avec ce tiers de vie en plus, le télescope est resté opérationnel jusqu'en avril dernier. Le 8 avril 1998 à 7 heures, les ingénieurs de la station sol de l'ESA à Villafranca, près de Madrid, ont annoncé que le télescope et les instruments d'ISO commençaient à présenter un échauffement supérieur à leur température normale de fonctionnement, proche du zéro absolu, signe qu'ISO avait épuisé les réserves d'hélium suprafluide servant à maintenir les très basses températures nécessaires aux observations astronomiques dans l'infrarouge.
Les observations se sont interrompues à 23 h 07 lorsque la température des instruments a dépassé -269° C. (Le rayonnement infrarouge provient des régions froides du ciel, et ISO aurait été aveuglé par sa propre chaleur si ses systèmes optiques n'avaient pas été maintenus à une température extrêmement basse. Une lente dispersion de cet hélium dans l'espace a permis de maintenir les basses températures nécessaires au système optique.)
Le 16 mai à 14 heures, l'ESA a mis hors tension son Observatoire spatial dans l'infrarouge au terme d'une mission couronnée de succès. ISO a fait un cadeau de départ aux astronomes. Quelques détecteurs du spectromètre à ondes courtes (SWS), l'un des quatre instruments du télescope, pouvaient en effet continuer de fonctionner après l'épuisement des réserves d'hélium. En prévision de cette possibilité, les chercheurs avaient préparé un programme scientifique spécial qui a été inséré entre les tests technologiques. Ainsi, pendant les quelques 150 heures supplémentaires ainsi dégagées, on a pu mesurer près de 300 étoiles dans des longueurs d'onde comprises entre 2,4 et 4 microns, ce qui a permis aux astronomes d'établir un classement spectral détaillé.
ISO a surpris les chercheurs jusqu'au dernier moment puisque le 10 mai, quelques instants avant minuit, son spectromètre à ondes courtes (SWS) transmettait ses ultimes observations, des raies d'émission d'hydrogène provenant d'une étoile super géante chaude (eta Canis Majoris). Les premiers résultats révèlent que cette étoile, que l'on supposait ordinaire jusqu'à présent, est probablement entourée d'un disque de matière.
La vapeur d'eau détectée sur Titan, le plus gros satellite de Saturne, les galaxies repérées dans l'infrarouge à des distances considérables et la découverte de jeunes étoiles, figurent parmi les derniers résultats de la moisson prolongée d' ISO. Lors d'une conférence tenue à Londres le 7 avril dernier, Roger Bonnet, Directeur du programme scientifique de l'Agence Spatial Européenne, ne put cacher sa satisfaction : "ISO est l'un des plus grands succès en matière d'observatoires spatiaux et, dans l'infrarouge, il ne connaît pas de rival."
Les équipes d'exploitation d'ISO à la station de Villafranca ont vraiment fait le maximum pour offrir aux astronomes du monde entier le plus grand nombre possible d'observations. Grâce au prolongement inespéré de près d'un an de la mission, le nombre d'observations conduites par ISO sur des objets cosmiques est passé de 16 000 à environ 26 000. L'exceptionnelle longévité d'ISO a notamment permis d'examiner une vaste zone du ciel à l'intérieur et autour de la constellation d'Orion. Ces observations, qui étaient impossibles au cours de la mission nominale, ont été conduites en deux phases. Nous avons sélectionné quelques résultats dans le bilan de cette partie de mission présenté lors de la conférence de Londres.
Des astronomes des universités d'Amsterdam, de Louvain, de Groningue et d'Utrecht ont trouvé une preuve que les planètes peuvent se former autour de vieilles étoiles mourantes. A proximité du Rectangle rouge, vieille étoile binaire de la Constellation de la Licorne, ils ont détecté un anneau de matière correspondant à la première étape de la formation des planètes. Cette découverte a été publiée dans Nature le 26 février dernier. On pensait jusqu'ici qu'il ne pouvait se former de planètes qu'autour d'étoiles jeunes.
Les étoiles jeunes sont fréquemment entourées d'un anneau plat de gaz et de particules, résidu du processus de gestation stellaire. Ces particules peuvent se rassembler et former des amas de plus en plus gros qui finiront par atteindre la taille d'une planète. Des observations faites à l'aide du spectromètre à courte longueur d'onde germano-néerlandais SWS embarqué sur ISO ont montré que ces anneaux sont riches en silicates. On retrouve ces silicates de composition et de forme bien particulières, appelés cristaux d'olivénite, sur Terre et dans les comètes, lesquelles sont des vestiges de planètes avortées. Ils paraissent donc être un constituant important de la formation des planètes.
Il ressort aujourd'hui des observations du SWS que l'anneau de matière gravitant autour du système binaire du Rectangle rouge contient de grosses particules à forte teneur en cristaux d'olivénite. Le Rectangle rouge se compose de deux vieilles étoiles voisines dont l'une, une ancienne géante rouge, est en train de devenir une naine blanche. L'olivénite observée est du même type que celle que l'on trouve dans les anneaux entourant les étoiles nouvellement nées, sur Terre et dans les comètes. C'est la première fois que l'on détecte ce constituant, présent lors de la genèse des planètes, dans l'anneau gravitant autour d'une étoile moribonde. A la fin de leur vie, les étoiles de même type que notre Soleil enflent jusqu'à se transformer en géantes rouges et éjectent de grandes quantités de gaz et de matière. La majeure partie de cette matière échappe à la force de gravitation de l'étoile et se perd dans l'espace. Mais si l'étoile agonisante fait partie d'un système binaire, il se peut que son compagnon empêche le gaz et la matière de s'échapper. Ce phénomène produit autour de l'étoile double un anneau plat stable dont la durée de vie sera considérable. Des planètes peuvent se former dans cet anneau.
ISO a permis à une équipe d'astronomes américains de découvrir une importante concentration de vapeur d'eau dans un nuage de gaz interstellaire proche de la Nébuleuse d'Orion. ISO a trouvé de la vapeur d'eau en de nombreux endroits de l'Univers, des planètes extérieures du Système solaire aux lointaines galaxies, mais la concentration atteinte ici est vingt fois plus importante que celle observée dans d'autres nuages de gaz interstellaires.
Cette découverte, présentée dans un article de l'Astrophysical Journal Letters daté du 20 avril dernier, pourrait contribuer à expliquer la présence de l'eau dans le Système solaire. La vapeur d'eau découverte se trouve dans le nuage moléculaire d'Orion, une masse interstellaire géante composée principalement de molécules d'hydrogène. Grâce à ces observations menées à bien en octobre 1997, les astronomes ont reconnu la signature caractéristique des émissions de vapeur d'eau en examinant les grandes longueurs d'onde dans l'infrarouge.
"Le nuage interstellaire que nous avons observé est constamment soumis à des ondes de choc qui compriment et échauffent les gaz qui le composent" explique l'auteur principal de l'article Martin Harwit, astrophysicien d'origine hongroise, membre de l'Université Cornell et de l'équipe scientifique d'ISO. "La violence qui accompagne la naissance d'une étoile, lorsque celle-ci expulse des jets de gaz à grande vitesse, explique ces ondes de choc. La vapeur d'eau échauffée que nous avons observée résulte de ces collisions."
Selon Martin Harwit, de telles ondes de choc provoquent aussi bien la naissance d'une étoile qu'elles en résultent. "Elles pourraient déclencher à l'avenir la formation de nouvelles étoiles et planètes, explique-t-il, en comprimant le nuage gazeux que nous avons observé, mais à la seule condition que la chaleur en excès puisse être rejetée. Bien que le gaz interstellaire soit composé principalement de molécules d'hydrogène, la vapeur d'eau joue très efficacement le rôle d'un radiateur dans les longueurs d'onde infrarouge et contribue pour l'essentiel à refroidir le gaz, facilitant ainsi le processus de formation des étoiles. C'est grâce à l'utilisation du satellite ISO que nous avons pu procéder depuis l'espace aux observations dont nous faisons état aujourd'hui. L'humidité de l'atmosphère terrestre et son opacité aux longueurs d'onde qui nous intéressent les auraient rendues impossibles."
La concentration de vapeur d'eau mesurée par l'équipe américaine dans le nuage moléculaire d'Orion est d'environ une partie par 2000 en volume, ce qui va bien au-delà de ce qui a été constaté jusqu'ici dans l'espace interstellaire. Elle correspond parfaitement, cependant, aux prédictions théoriques.
"Nous nous attendions à détecter une forte concentration d'eau dans ce nuage gazeux", a souligné l'un des membres de l'équipe, Gary Melnick, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Nos observations se sont déroulées dans une région de l'espace interstellaire où les ondes de choc ont anormalement échauffé la masse gazeuse. Cela fait 25 ans que les astrophysiciens affirment qu'une température supérieure à 100° C doit entraîner des réactions chimiques transformant en vapeur d'eau la plus grande partie des atomes d'oxygène contenus dans les gaz interstellaires. C'est précisément ce que nous avons observé dans le nuage d'Orion."
L'un des autres membres de l'équipe, David Neufeld, de l'Université Johns Hopkins, pense que la forte concentration de vapeur d'eau constatée dans le nuage d'Orion peut expliquer la présence d'eau dans le Système solaire et sur la Terre elle-même.
"On peut comparer ce nuage, explique-t-il, à une gigantesque usine chimique qui produirait en une seule journée suffisamment de molécules d'eau pour remplir soixante fois l'ensemble des océans terrestres. Cette vapeur d'eau peut se refroidir et prendre la forme de petites particules de glace. De telles particules étaient sans doute présentes dans le nuage gazeux dont est issu le Système solaire. On peut penser que la majeure partie de l'eau présente dans le Système solaire a été produite par une colossale usine à vapeur d'eau similaire à celle que nous avons observé dans le nuage d'Orion."
Le gros avantage d'ISO par rapport au seul satellite d'astronomie dans l'infrarouge lancé auparavant (IRAS 1983) a été de pouvoir examiner des objets distincts sur une large gamme de longueurs d'onde dans l'infrarouge définie avec précision. Les nombreux spectres représentant des courbes d'intensité aux différentes longueurs d'onde ont permis aux astronomes de déduire la présence de différentes matières dans l'espace interstellaire, à proximité des étoiles et dans d'autres galaxies.
ISO a repéré des matières pierreuses, des composés carbonés et des formations de vapeur et de glace sous forme d'eau et de monoxyde de carbone. Ces découvertes donnent pour la première fois une idée précise de la manière dont sont préparés, à partir des éléments produits par les étoiles, les ingrédients nécessaires à la formation des planètes et à la vie proprement dite. Parmi les résultats les plus intéressants figure la mise en évidence, à plusieurs reprises par ISO, de la présence d'eau dans le désert que représente à nos yeux l'espace interstellaire. Cette découverte permet d'envisager d'autres formes de vie dans l'Univers. De l'eau s'est formée autour d'étoiles en fin de vie, à proximité d'étoiles jeunes, dans l'espace interstellaire, dans l'atmosphère des planètes extérieures et dans d'autres galaxies. Or, on peut établir un lien entre cette eau et celle des océans et des rivières que nous connaissons sur notre propre planète puisque l'on sait depuis longtemps que la glace est l'un des principaux éléments constitutifs des comètes, dont l'origine remonte à l'époque de la formation des planètes.
Autre lien susceptible d'expliciter les origines de la vie, il semble qu'ISO ait détecté de la vapeur d'eau dans l'atmosphère de Titan, la plus grande lune de Saturne. Une première annonce en ce sens a été faite par une équipe internationale placée sous la conduite d'Athena Coustenis de l'Observatoire de Paris et d'Alberto Salama travaillant au Centre des opérations scientifiques d'ISO à Villafranca.
L'équipe s'est servie du spectromètre à ondes courtes d'ISO pendant plusieurs heures au mois de décembre dernier pour observer Titan alors qu'il se trouvait à son point le plus éloigné de Saturne. Les scientifiques ont détecté des émissions dans les longueurs d'onde de 39 et 44 microns, ce qui paraît correspondre à la présence de vapeur d'eau. Cette nouvelle ne manquera pas de susciter un vif intérêt parmi les chercheurs qui travaillent sur la sonde Huygens de l'ESA lancée l'année dernière à bord du satellite Cassini de la NASA. Accrochée à un parachute, elle va être larguée dans l'atmosphère de Titan afin d'observer ce qu'aurait pu être la chimie de la Terre avant l'apparition de la vie (voir "Le Ciel" de janvier et de février 1998).
"La présence de vapeur d'eau augmente beaucoup l'intérêt de Titan", déclare Athena Coustenis. "Nous savions que l'atmosphère de Titan contenait du monoxyde et du dioxyde de carbone et nous espérions donc y trouver également de la vapeur d'eau. Maintenant que nous pensons en avoir découvert, nous pouvons espérer de mieux comprendre la chimie organique dont Titan est le siège, ainsi que l'origine de l'oxygène dans le système saturnien. Après ISO, la sonde Huygens nous montrera quel est le degré réel de complexité qui caractérise ce mélange de molécules organiques élaborées et qui ressemble étroitement à la soupe primitive qu'a connu la Terre lors de sa formation."
Les spectaculaires images prises dans l'infrarouge dans la zone de formation des étoiles de la constellation d'Orion à une distance d'environ 1 500 années de lumière ont été obtenues grâce à la prolongation de la mission ISO, véritable passe-muraille cosmique. La nébuleuse d'Orion d'un diamètre de plusieurs années de lumière, contient approximativement un million d'électrons et d'ions par un cm³ (plusieurs centaines de masses solaires en tout) et a une température comparable à celle de la surface du Soleil. La poussière contenue dans cette région absorbe la plupart de la lumière émise par les étoiles et puis réémet cette énergie dans l'infrarouge, à des longueurs d'onde 100 fois plus longues que celles de la lumière visible.
A ces grandes longueurs d'onde, la lumière passe sans encombre à travers des nuages de poussière. Cependant, l'absorption de la lumière visible est si intense que quelques-unes des étoiles ne peuvent être vues directement et ne sont détectables que par la réémission infrarouge.
Dans la nébuleuse de la Tête de cheval, l'observation dans le visible nous montre un grand nuage de poussières sombre duquel émerge une volute noire ayant la forme d'une tête de cheval. Lorsqu'on observe cette même zone avec la caméra ISOCAM, les zones sombres du nuage de poussières se présentent sous la forme de filaments brillants et la tête de cheval disparaît presque complètement. Des étoiles jeunes ont été détectées au niveau du front ainsi, que dans la nébuleuse proche NGC 2023.
Parmi les autres nébuleuses bien connues de cette région figurent NGC 2068 et NGC 2071. Les émissions produites par des composés carbonés (hydrocarbures polycycliques aromatiques (HPA)) donnent dans l'infrarouge une image spectaculaire des nébuleuses avec la caméra ISOCAM. Grâce à la sensibilité de cet instrument et au fait que les rayonnements infrarouges pénètrent plus facilement un nuage de poussières que la lumière visible, un ballet de jeunes étoiles apparaît sous forme de points au centre de ces deux nébuleuses. Ce n'est pas une surprise car les zones de poussières denses dénommées nuages moléculaires sont souvent le lieu d'éclosion de nouvelles étoiles.
"Nous avons utilisé ISOCAM pour recenser des familles d'étoiles jeunes" déclarent Lennart Nordh et Gorän Olofsson de l'Université de Stockholm, qui dirigent une équipe d'astronomes venant de Suède, de France, d'Italie, de Grande-Bretagne et de l'ESA. "En comparant les valeurs d'intensité d'objets ponctuels obtenues à différentes longueurs d'onde dans l'infrarouge, nous pouvons isoler avec certitude l'ensemble des étoiles jeunes encore présentes dans les nuages moléculaires dont elles sont issues."
En étudiant les premières observations par ISO de quatre nuages de matière interstellaire, les astronomes ont pu détecter de petites étoiles en formation. "Nous avons identifié à ce jour près de 300 étoiles jeunes, dont nombre d'entre elles n'avaient jamais encore été repérées", déclarent Nordh et Olofsson. "La plupart de ces objets ont une luminosité dix à cent fois plus faible que celle des observations antérieures. Il ressort de nos analyses préliminaires qu'au moins 10 % des étoiles jeunes incluses dans leur nuage deviendront des naines brunes ou de super-planètes isolées d'une masse inférieure au dixième de celle du Soleil."
Contrairement aux étoiles, la distance typique entre les galaxies n'est pas très grande comparativement à leur taille. Ainsi, la Voie lactée fait environ 100 000 années de lumière de diamètre. Sa voisine, Andromède, se trouve à environ 2 millions d'années de lumière, c'est-à-dire 20 fois le diamètre de notre Galaxie. Cette proximité relative implique que les collisions ne sont pas rares. On estime que 2 % des galaxies sont présentement en contact.
Si les forces de gravitation qui s'exercent entre les galaxies parviennent parfois à les conduire à un choc frontal cataclysmique, la plupart du temps, elles ne font que les rapprocher. La majorité des galaxies se regroupent ainsi au sein d'amas plus ou moins liés gravitationnellement. Il n'est pas rare de voir les galaxies les plus massives posséder de plus petites en orbite autour d'elles. Il en est ainsi du Petit et du Grand Nuage de Magellan reliés à notre Galaxie par des ponts de matière, ce qui fait que notre Galaxie peut être considérée comme une galaxie en interaction. Un autre bel exemple est la galaxie spirale M51 "Les Chiens de Chasse" (emblème de la SAL) qui possède un compagnon nain de forme irrégulière auquel il est relié par un pont de matière.
Le phénomène des galaxies en interaction est important pour comprendre l'origine des différents types de galaxies, ainsi que pour l'évaluation des galaxies actives comme les quasars. De plus, une collision entre deux galaxies peut durer plusieurs milliards d'années. On n'a donc pas assez de toute une vie pour espérer observer autre chose que la même image quasiment figée correspondant à une étape du processus de rencontre.
Certaines galaxies présentent un éclat inhabituel dans l'infrarouge en raison d'accidents cosmiques qui se traduisent par des collisions avec d'autres galaxies. Il en résulte une flambée de formation d'étoiles à durée de vie courte. Ce phénomène crée un voile de poussières chaudes qu'ISO peut observer dans l'infrarouge. Les mesures d'intensité relatives aux différentes longueurs d'onde permettent aux astronomes de distinguer les flambées d'étoiles d'autres sources de fort rayonnement infrarouge, comme l'environnement d'un trou noir dans le noyau d'une galaxie. Les collisions et les flambées d'étoiles jouent un rôle important dans l'évolution des galaxies.
L'une des observations réalisées par ISO a porté sur un couple célèbre de galaxies en collision dénommé "Les Antennes" (galaxie double NGC 4038 - NGC 4039) à 50 millions d'années de lumière. L'étude en continu de ce phénomène au cours de ces deux dernières années a fait clairement apparaître une flambée d'étoiles situées précisément au point d'intersection des disques denses des galaxies. On a également pu distinguer parfaitement le noyau des deux galaxies.
Source intense de rayons gamma, et de rayons X, Centaurus A (NGC 5128) est une galaxie très étendue, à 10 millions d'années de lumière dans la Constellation australe Centaurus, qui a tout d'abord attiré l'attention des astronomes par l'intensité de ses émissions radio. Observée dans le visible, elle se présente sous la forme d'une grande galaxie ronde (elliptique) barrée d'une bande sombre. Cette dernière s'est également avérée être le résultat d'une collision galactique. Il s'agit en fait d'une galaxie en forme de disque aplati dont on ne voit pratiquement que la tranche. Centaurus A est l'exemple le plus proche de nous d'un phénomène observé ailleurs dans l'Univers par ISO, phénomène dans lequel une galaxie discoïde fusionne avec une galaxie elliptique tout en conservant sa configuration aplatie.
ISOCAM fournit une image de Centaurus A dans laquelle la galaxie discoïde est l'objet le plus intéressant. L'orientation du disque apparaît clairement : il est perpendiculaire à l'axe des émissions radio, qui sont provoquées par des jets d'électrons propulsés par un trou noir situé au centre de la galaxie. La forte activité détectée par le spectromètre ondes courtes d'ISO signale également la présence d'un trou noir actif.
"Centaurus A illustre la magie d'ISO" déclare Catherine Césarsky du CEA Saclay, France, responsable de l'équipe en charge de l'instrument ISOCAM. "ISO transforme des nuages opaques dans le visible en scènes lumineuses dans l'infrarouge. Il fait de même avec les nuages de poussières qui masquent les étoiles à leur naissance et, à une échelle gigantesque, avec les galaxies entourées de nuages de poussières où se produisent des flambées de formation d'étoiles; dans le rayonnement infrarouge, elles deviennent des repères lumineux qui balisent notre route jusqu'au plus profond de l'Univers."
Dans une note d'information du 14 mai dernier, la NASA publie une série de photos réalisées dans le visible par le Hubble Space Telescope en août 97 et janvier 98 qui montrent en gros plan des agglomérats brillants de jeunes étoiles bleues le long du disque de poussières entourant Centaurus A, la plus proche galaxie active de la Terre.
Lorsque ISO a été lancé, les astronomes avaient notamment l'espoir de pouvoir détecter des galaxies rendues lumineuses par des flambées d'étoiles ou par l'activité de trous noirs, dans des régions situées à des distances considérables, ce qui équivalait à remonter très loin dans le passé. Or, la poussière présente dans notre propre Galaxie, la Voie Lactée, nous empêche généralement de voir les galaxies les plus lointaines et les moins lumineuses. Toutefois, en effectuant des observations vers le Nord et vers le Sud, perpendiculairement au disque de la Voie Lactée, les astronomes découvrent des trous dans les nuages de poussières à travers lesquels ils peuvent observer des galaxies lointaines.
Pour ISO comme pour le Télescope Spatial Hubble, ces trous ont été considérés comme des cibles privilégiées pour les observations à longue durée d'exposition afin de mettre en évidence des galaxies faiblement lumineuses. Les résultats obtenus par une équipe placée sous la conduite de responsables japonais en pointant la caméra ISOCAM sur le trou nord ont été diffusés l'année dernière. Ils témoignent de la présence de nombreuses galaxies détectables dans l'infrarouge à des milliards d'années de lumière, à une époque correspondant à environ la moitié de l'âge actuel de l'Univers. Il est possible que les observations d'ISO révèlent des galaxies encore plus lointaines et plus anciennes et même certains objets qui n'ont jamais encore été observés dans le visible.
Les résultats comprennent des observations dans l'espace lointain réalisés par des groupes d'astronomes sous la conduite de Catherine Césarsky du CEA Saclay et de Michael Rowan Robinson de l'Imperial College, Londres, qui ont analysé respectivement les images obtenues en direction du Nord et du Sud. Vers le Nord, si l'on superpose les observations ISOCAM à une image prise par Hubble dans la même zone, on découvre des galaxies spirales qui connaissent des flambées d'étoiles. On trouve également de grandes galaxies elliptiques dont les émissions dans le visible ont été décalées vers l'infrarouge du fait de l'expansion de l'Univers. Les astronomes estiment que certains des objets détectés par ISOCAM sont à une distance telle que l'Univers n'avait que le tiers de son âge actuel lorsqu'ils ont émis les rayonnements que l'on observe aujourd'hui.
Les premières images d'ISO prises dans l'espace lointain en direction du Sud montrent des objets similaires situés également à des distances considérables. Une première analyse indique la présence de trente à quarante galaxies lointaines dans une longueur d'onde de 7 microns et vingt-deux à trente autres à 15 microns. On a également découvert une intéressante source de rayonnement infrarouge indétectable dans le visible, même par une observation prolongée au moyen du télescope de 4 mètres CTIO au Chili (A.Walker). Les astronomes pensent qu'il pourrait s'agir d'un objet subissant un épisode particulièrement violent de formation d'étoiles. Cette interprétation pourra être vérifiée lorsque Hubble et d'autres télescopes auront la possibilité d'observer cette scène.
On ne peut clôturer cet éventail sans signaler qu'ISO s'est aussi intéressé de près à la Comète 46P/Wirtanen, objectif de la future mission de la sonde planétaire européenne "Rosetta" qui doit être lancée en 2003 et qui consistera à aller analyser le noyau cométaire en y déposant un module pour faire une étude de sa topographie et de sa composition chimique. Rappelons que les comètes sont réputées pour être représentatives du stade primitif du Système solaire. Cette mission, qui durera pendant 17 mois, d'avril 2012 à septembre 2013, constituera un élément majeur de la science planétaire.
Les activités relatives à ISO se poursuivront à la station de Villafranca jusqu'en 2001, bien après l'achèvement de la phase d'observation de la mission. Au cours des opérations spatiales, le principal objectif était de réaliser un nombre d'observations aussi élevé que possible. L'analyse détaillée et l'interprétation des résultats prendront plusieurs années. Cette longue période de dépouillement des données collectées par ISO est très certainement la plus grisante.
"Nous avons encore du pain sur la planche" déclare Martin Kessler, responsable scientifique du projet ISO à l'ESA. "Notre équipe prépare actuellement à Villafranca des archives complètes des données ISO sur 500 à 1000 disques compacts après un nouveau traitement au moyen d'un logiciel amélioré. Nous diffuserons une partie de ces archives auprès de la communauté astronomique mondiale l'automne prochain et le reste en 1999. Nous allons également conseiller les astronomes qui ont utilisé ISO sur les exigences particulières de traitement des données de chaque instrument et nous allons effectuer nous-mêmes certaines recherches en astronomie. En effet, ISO est loin d'avoir fourni tous ses résultats."
C'est certain, ISO va manquer aux astronomes, et les réponses qu'il a fournies à leurs questions vont susciter la quête de nouvelles connaissances. C'est la raison pour laquelle les spécialistes européens de l'astronomie dans l'infrarouge préparent déjà activement les missions FIRST et Planck de l'ESA, qui doivent être lancées au début du siècle prochain. FIRST servira à détecter les ondes longues dans l'infrarouge dans la gamme submillimétrique et pourra pénétrer encore plus profondément dans l'inconnu, tandis que Planck établira une cartographie du fond cosmique dans les hyperfréquences avec une précision nettement supérieure à celle de la mission COBE de la NASA afin de mettre en évidence les agrégats de matière qui ont donné naissance aux galaxies. L'ESA étudie également la possibilité de conduire une mission d'interférométrie utilisant une combinaison de télescopes dans l'infrarouge. Elle pourrait en principe permettre l'observation et la caractérisation de planètes en orbite autour d'autres étoiles.
L'année prochaine verra le lancement du satellite XMM de l'ESA qui observera les rayonnements X en provenance de l'Univers à l'aide des télescopes à rayons X les plus ingénieux et les plus sensibles jamais réalisés. Il sera suivi en 2001 par INTEGRAL, qui étudiera le rayonnement cosmique gamma à l'aide de système d'imagerie sophistiqués et de détecteurs ultra-sensibles.
Ces choix peuvent se comprendre aisément. Il faut se souvenir qu'un grand nombre de phénomènes cosmiques n'ont été découverts que dans les cinquante dernières années, surtout grâce à l'introduction en astronomie de techniques liées aux rayonnements radio, infrarouge, X et gamma. Aucun de ces nouveaux phénomènes n'avaient été prévu avant la seconde Guerre mondiale.
Une question nous vient dès lors à l'esprit : combien en reste-t-il encore à découvrir, quel est donc le degré de richesse et de complexité de l'Univers ? Voilà une question qui restera peut-être à jamais sans réponse définitive. Et pour cause. A l'inverse des autres sciences, l'astronomie ne peut rien stimuler. Elle doit se contenter d'observer et d'enregistrer ce qui lui est offert. A elle de toujours inventer des instruments toujours plus perfectionnés pour poursuivre avec toujours plus d'affinement cette observation et cette collecte d'informations que véhicule l'Univers.
Comme le fait très bien remarquer l'astrophysicien hongrois Martin Harwit, déjà cité plus haut, "Toute l'information reçue de l'Univers, au-delà du Système solaire, est transmise au moyen de radiations électromagnétiques (lumière, ondes radio, rayons X, rayons gamma, infrarouge) ou par des particules cosmiques (électrons et noyaux d'atomes). Deux autres vecteurs sont connus en physique, les neutrinos et les ondes gravitationnelles. Tous deux sont extrêmement difficiles à détecter. Même parmi les ondes électromagnétiques et les particules cosmiques, il y en a un grand nombre soit qui ne pourront jamais nous atteindre, soit qui sont tellement transformées qu'il n'est plus possible de retrouver la trace de leur origine."
Chaque nouvelle mission de l'ESA, comme chaque nouvelle observation, comme chaque nouvelle exploration spatiale, est susceptible d'apporter quelques éléments de réponse à notre question. Mais, d'abord, c'est à chaque fois un nouveau défi de l'homme aux limites naturelles que l'Univers lui impose.
Pierre Bastin
(Cet article a été publié dans la revue "Le Ciel", bulletin de la Société astronomique de Liège, de juin 1998)