Astrophysique : qu'est-ce que c'est ?

L'astrophysique (du grec astêr : étoile, astre et physis : science de la nature, physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie, basée sur la physique et la chimie, laquelle consistait initialement essentiellement à mesurer et expliquer les mouvements des astres.

Ce  n'est vraiment qu'au milieu du XIX^e siècle que l'astrophysique proprement dite, au sens moderne, nait avec la découverte des lois de la spectroscopie par le physicien Gustav  Kirchhoff et le chimiste Robert Bunsen, tous deux allemands.  Elle va permettre de vraiment étudier les propriétés  physique des astres, c'est à dire leur température, leur composition chimique, leur champ magnétique etc... et enfin d'expliquer les origines de ces propriétés et pas seulement faire des observations les concernant.

On peut dire que tout est partie en 1814 des observations d'un autre chercheur allemand, Joseph von Fraunhofer, qui découvrit que la lumière du Soleil pouvait se décomposer en un spectre de lignes colorées, appelé depuis raies de Fraunhofer.

L'astrophysique, du XIX^e au XXI^e siècle

Vers la fin du XX^e siècle la distinction encore très forte du temps  de Le Verrier, le découvreur de Neptune, entre les astronomes préoccupés de mesurer des angles, des distances et des masses et de les relier aux calculs savants de la mécanique céleste d'un côté et les astrophysiciens cherchant à mesurer et expliquer les propriétés chimiques et physique des  astres a complètement disparue.

De l'observation du Soleil, de la Lune et des planètes avec leurs satellites avant le XIX^e siècle,  on est passé à l'étude des étoiles et des galaxies ensuite. Depuis 50 ans environ, c'est la cosmologie et la cosmogonie qui s'est développé et en ce moment même, on observe depuis 20 ans les balbutiement de l'exobiologie.

Aujourd'hui, l'astrophysique  comporte de multiples branches faisant intervenir la physique atomique et moléculaire, la physique nucléaire, la physique des particules, la théorie de la relativité générale, la physique des plasmas avec la MHD et bien sûr la physique quantique, la thermodynamique, la mécanique statistique et la chimie.

Toutes ces sciences sont combinées à divers degrés pour développer les disciplines suivantes :

• planétologie ;
• exobiologie ;
• instrumentation ;
• physique stellaire ;
• héliosismologie et astérosismologie ;
• physique du milieu interstellaire ;
• plasmas astrophysiques ;
• physique galactique ;
• cosmologie.

Une astrophysique devenue multimessager

L'astrophysique est devenue multimessager. D'abord confinée pendant longtemps aux ondes électromagnétiques, même si elle est progressivement passer du visible aux rayons X puis gamma en passant par les ondes radios, infrarouge et ultraviolette.  On a ensuite ouvert la fenêtre des astronomies neutrino et gravitationnelle avec des détecteurs comme IceCube,  Ligo et Virgo.

L'astrophysique a aussi été révolutionnée par l'ère spatiale qui a permis de mettre en orbite de nouveaux yeux pour l'humanité, comme Hubble, Planck, Spitzer, Kepler,  Chandra et Spektr RG. Son essor a aussi été rendu possible grâce à des sondes comme Rosetta et Cassini ainsi que le développement des ordinateurs permettant de faire de puissantes simulations numériques,  donnant un nouveau souffle à la mécanique céleste.

Quelques sites où apprendre de l'astrophysique et de l'astronomie.

• Lumières sur l’Univers
• Master in Astrophysics Université Côte d’Azur, MAUCA
• Introduction à l'astrophysique (Unige)