C’est la plus grande tempête de notre Système solaire. La Grande Tache rouge. Des astronomes nous apprennent aujourd’hui que ses vents — au moins ceux situés à sa limite — sont en train de s’accélérer.
La Grande Tache rouge, c’est une figure presque légendaire de Jupiter. Son signe distinctif. Un gigantesque anticyclone qui s’étend dans l’atmosphère de la planète géante sur plus de 15.000 kilomètres de long et près de 12.000 kilomètres de large. C’est donc un peu plus que la taille de notre propre Terre ! Et les vents y sont réputés souffler à des vitesses folles, supérieures à 640 kilomètres par heure.
Mais aujourd’hui, des astronomes de l’université de Californie à Berkeley (États-Unis) rapportent que la vitesse moyenne des vents juste à l’intérieur des limites de la Grade Tache rouge a augmenté de 8 % entre 2009 et 2020. Alors même que dans la région centrale de l’anticyclone, les vents soufflent beaucoup plus tranquillement.
Ce résultat, les chercheurs l’ont obtenu grâce à la couverture temporelle — plus de 30 ans maintenant — et à la résolution spatiale — l’engin peut distinguer, sur Jupiter, des caractéristiques ne mesurant que 170 kilomètres de diamètre — du télescope spatial Hubble. Et à un logiciel qui a permis de suivre des centaines de milliers de vecteurs vents à chaque fois que Hubble observait la plus grande planète du Système solaire. « Le télescope spatial est le seul capable de capturer les vents de Jupiter avec autant de détails », raconte Amy Simon, du Goddard Space Flight Center de la Nasa, dans un communiqué de l’ESA. L’évolution dont il est question ici reste en effet faible. Moins de 2,5 kilomètres par heure et par année terrestre.
Comprendre la physique de la Grande Tache rouge Les astronomes doivent maintenant s’atteler à comprendre ce que signifie cette augmentation de la vitesse des vents. Une tâche plus ardue, car Hubble ne peut pas bien voir les dessous de l’anticyclone. Mais les chercheurs sont enthousiastes. « C’est une pièce intéressante du puzzle qui peut nous aider à comprendre ce qui alimente la Grande Tache rouge et comment elle maintient son énergie. »
Rappelons que celle-ci intrigue les astronomes depuis les années 1870. Depuis, ils ont compris qu’elle présentait une structure en gâteau de mariage. Plusieurs étages avec des nuages hauts au centre qui tombent en cascade sur les extérieurs. Les chercheurs ont aussi noté que la Grande Tache rouge de Jupiter diminuait en taille et qu’elle devenait plus circulaire avec le temps.
Sur d’autres planètes, comme sur Neptune, les astronomes notent que les tempêtes ont tendance à disparaître en seulement quelques années. La Grande Tache rouge fait donc figure d’exception. Mais ces derniers travaux devraient aider les scientifiques à élucider les mécanismes physiques qui permettent de former et d’entretenir de telles tempêtes sur les planètes du Système solaire.
En combinant les données renvoyées par deux télescopes différents, des astronomes sont parvenus à mettre à nu la structure supérieure de l’atmosphère d’une exoplanète. Ils révèlent la présence de nuages dont ils sont même parvenus à évaluer l’altitude.
Les astronomes la connaissent sous le nom de WASP-127b. Elle a été découverte en 2016. C’est une géante gazeuse située à plus de 525 années-lumière de notre Terre. Une exoplanète dans l’atmosphère de laquelle ils viennent de détecter des nuages. Avec un tel niveau de détail qu’ils ont même pu évaluer leur altitude et projeter la structure de la haute atmosphère de la planète.
Il faut dire que WASP-127b apparaît comme la candidate parfaite pour essayer d’en apprendre plus sur les atmosphères des exoplanètes. Elle est grande – environ 1,3 fois la taille du Jupiter -, elle est chaude – sa température peut monter jusqu’à 1.100 °C – et orbite très près de son étoile – elle en fait le tour en quatre jours seulement. Elle présente ainsi une atmosphère mince et ténue. L’idéal pour analyser sa composition à partir de la lumière que nous recevons de son étoile hôte après son passage au travers de ladite atmosphère.
Le mystère WASP-127b s’épaissit Des chercheurs de l’université de Montréal (Canada) ont ainsi sondé l’atmosphère de WASP-127b à l’aide du télescope spatial Hubble pour les données dans l’infrarouge et du Very large Telescope (VLT) pour les données dans le visible. Et ils ont d’abord trouvé, comme prévu, du sodium. Mais à une altitude bien plus basse qu’attendu. Puis, ils ont découvert de la vapeur d’eau, visible dans l’infrarouge, mais pas dans les longueurs d’onde du visible. De quoi révéler la présence de nuages opaques – qui ne sont pas constitués de gouttelettes d’eau comme sur Terre – aux longueurs d’onde du visible, mais pas à celles de l’infrarouge.
Grâce à ces données d’absorption à haute résolution, les astronomes ont pu localiser ces nuages à une altitude étonnamment basse, correspondant à une pression atmosphérique comprise entre 0,3 et 0,5 millibar. Une nouvelle information surprenante concernant WASP-127b qui intrigue aussi les chercheurs par le fait qu’elle orbite dans la direction opposée à celle de la rotation de son étoile hôte, mais aussi dans un plan différent de celui de son équateur.
Les habitants de plusieurs quartiers d’une commune de l’île espagnole de La Palma ont été confinés lundi 27 septembre en raison des craintes d’émanation de gaz toxiques que pourrait provoquer l’arrivée dans la mer de la lave expulsée par le volcan Cumbre Vieja, entré en éruption il y a huit jours.
Les autorités ont «ordonné le confinement (des quartiers) de San Borondon, Marina Alta, Marina Baja et La Condesa» à Tazacorte, «la lave étant susceptible d’atteindre la mer dans les prochaines heures» au niveau de cette commune et d’entraîner l’émanation de «gaz nocifs pour la santé», ont indiqué sur Twitter les services d’urgence des Canaries, l’archipel dont fait partie La Palma. «La population devra suivre les instructions des autorités et rester chez elle, portes et fenêtres fermées, jusqu’à ce que la situation soit évaluée», ont-ils poursuivi.
Quant au trafic aérien, il restait suspendu avec huit vols annulés (départs et arrivées) lundi matin, selon le site de la société gestionnaire des aéroports espagnols (Aena), bien que l’aéroport de La Palma ait rouvert dimanche après avoir été brièvement mis à l’arrêt samedi en raison de l’accumulation de cendres.
«Les vols restent suspendus vers et depuis La Palma jusqu’à 13H00 lundi 27 septembre. Nous évaluons la situation afin de pouvoir reprendre (le trafic) en toute sécurité», a ainsi dit sur Twitter la compagnie aérienne Binter, basée sur les îles Canaries.
Cette éruption n’a pas fait à ce stade de victime, mais a provoqué d’énormes dégâts et a entraîné l’évacuation de plus de 6000 personnes dont certaines ont vu leur domicile entièrement englouti. Près de 500 bâtiments ont été détruits par la lave qui recouvre plus de 212 hectares, dont de nombreuses plantations de bananes, selon les données du système européen de mesures géospatiales Copernicus. Les deux précédentes éruptions à La Palma ont eu lieu en 1971 et 1949. Elles ont fait au total trois morts, dont deux par inhalation de gaz.
Selon certains calculs en théorie des supercordes, les trous noirs n’existeraient pas mais à la place se formeraient des objets ayant des propriétés similaires appelés des « fuzzballs ». Ces boules diffuses de supercordes auraient des signatures particulières sous forme d’ondes gravitationnelles lors de collisions d’astres que nous pensons, à tort, être de vrais trous noirs.
Depuis la détection des ondes gravitationnelles en 2015 et à un moindre degré grâce aux images de la collaboration Event Horizon Telescope, on pourrait croire que l’existence des trous noirs est un fait avéré. On peut le penser mais on ne peut pas encore l’affirmer et une récente publication dans le célèbre et réputé journal Physical Review D apporte de l’eau au moulin de ceux qui pensent que non seulement les trous noirs n’existent pas mais qu’il sera bientôt possible de le démontrer grâce à l’astronomie gravitationnelle et aux progrès des détecteurs tels Ligo et Virgo.
L’article à ce sujet provient d’une équipe de physiciens basée à l’université de Rome « La Sapienza », la principale université italienne, et il est en accès libre sur arXiv. Pour comprendre de quoi il en retourne, remontons au début des années 1980, alors que ce qui a été baptisé l’âge d’or de la théorie des trous noirs prend fin, et que les théories de la supergravité et dans une moindre mesure des supercordes sont en plein essor.
Suite à ses impressionnants travaux en astrophysique, Subrahmanyan Chandrasekhar se voit remettre le prix Nobel de physique en 1983. Comme d’habitude pour la remise de ce prix, le lauréat donne une conférence. À la fin de celle du grand astrophysicien indien, on trouve de fascinantes remarques concernant la théorie mathématique des trous noirs, qui sont à peu près les suivantes :
« Je ne sais pas si toute la portée de ce que j’ai dit est claire. Laissez-moi vous expliquer. Les trous noirs sont des objets macroscopiques avec des masses variant de quelques masses solaires à des milliards de masses solaires. Lorsqu’ils peuvent être considérés comme stationnaires et isolés, ils sont tous, chacun d’entre eux, décrits exactement par la solution de Kerr. C’est le seul cas connu où nous avons une description exacte d’un objet macroscopique.
Les objets macroscopiques tout autour de nous sont régis par une variété de forces, décrites par diverses approximations de plusieurs théories physiques.
En revanche, les seuls éléments de construction de trous noirs sont nos concepts de base de l’espace et du temps. Ils sont ainsi, presque par définition, les objets macroscopiques les plus parfaits de l’Univers. Et puisque la théorie de la relativité générale nous fournit une famille de solutions dépendant uniquement de deux paramètres pour leur description, ils sont aussi les objets les plus simples de l’Univers. »
Cette simple remarque est à la racine du fameux paradoxe de l’information découlant de la découverte par Stephen Hawking du fameux rayonnement quantique des trous noirs.
En effet, les remarques de Chandrasekhar concernent la théorie des trous noirs déduite rigoureusement de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Comme Hawking et un autre prix Nobel de physique, Roger Penrose vont abondamment le montrer avec leurs collègues, dans le cadre de cette théorie on se doit de considérer que ce qui définit un trou noir c’est uniquement l’existence d’un horizon des événements et absolument pas l’existence d’une singularité de l’espace-temps. Cet horizon des événements est une surface fermée constituant une frontière entourant une région dans laquelle on ne peut qu’entrer et jamais sortir, car il faudrait pour cela dépasser la vitesse de la lumière. On le décrit parfois comme une membrane que l’on ne peut traverser que dans un seul sens et comme toutes les membranes c’est en fait un objet dynamique qui peut vibrer, se déformer, s’étirer mais qui aurait la particularité de ne jamais pouvoir se déchirer.
L’entropie et la théorie de l’information paradoxale des trous noirs Mais selon les calculs d’Hawking, en décrivant quantiquement le comportement de la lumière et de la matière autour d’un trou noir, ces objets très compacts se mettraient à rayonner comme le ferait un corps chauffé, plus précisément ce que l’on appelle un corps noir. Or, selon la théorie de la thermodynamique ce rayonnement implique qu’un trou noir possède une quantité que l’on appelle l’entropie. Dans tous les systèmes physiques connus, une grande entropie est associée à un objet très complexe dans le sens où il est constitué de très nombreuses particules décrites par un très grand nombre de paramètres et dont on devrait disposer d’un grand nombre d’informations pour les caractériser. Quand un gaz tombe dans un trou noir, cette information n’est plus disponible pour un observateur extérieur. Impossible aussi pour les mêmes raisons de communiquer avec une sonde qui traverserait l’horizon et d’avoir des informations précieuses sur ce que verrait cette sonde puisqu’elle ne pourrait pas envoyer des ondes radio à l’extérieur du trou noir – de plus toute information contenue uniquement dans la mémoire de cette sonde serait irrémédiablement perdue puisque incommunicable à l’extérieur du trou noir.
En pratique donc, depuis la définition de l’information et de l’entropie donnée à partir des travaux de Claude Shannon et de John von Neumann, la perte d’information engendrée par l’horizon des événements se traduit par une entropie. Hawking, en particulier, avait montré avant sa découverte du rayonnement des trous noirs que la surface de l’horizon des événements devait croître quand un trou noir avale quelque chose et cela en plein accord avec la loi de la croissance de l’entropie de la thermodynamique si l’on identifiait la valeur de l’entropie d’un trou noir au produit de la surface de son horizon par une constante de proportionnalité appropriée.
En ayant les déclarations de Chandrasekhar à l’esprit, on comprend tout de suite que quelque chose ne va pas. Les trous noirs sont caractérisés rigoureusement par un petit nombre de paramètres, la masse, le moment cinétique et la charge, indépendamment du fait que l’objet d’une masse donnée qui tomberait dedans soit un bloc de fer ou un livre contenant bien plus d’informations.
En conséquence, les trous noirs ne devraient pas pouvoir contenir beaucoup d’information et une partie ne serait pas simplement cachée mais détruite, ou pour le moins c’est ce que l’on pourrait naïvement en déduire de prime abord de sorte que les trous noirs ne devraient pas pouvoir être dotés d’une forte entropie d’une façon cohérente avec les principes fondamentaux de la physique connue, contrairement à ce qu’impliquent les lois de la thermodynamique et de la mécanique quantique appliquée à ces objets, issues de la théorie de la relativité générale d’Einstein.
Nous sommes donc confrontés à un paradoxe qui est précisément celui de l’information avec des trous noirs. Il devrait exister des paramètres cachés en très grand nombres derrière le petit nombre de paramètres décrivant un trou noir et les solutions de la théorie d’Einstein ne serait donc que des descriptions artificiellement simplifiées d’un système physique qui pourrait contenir autant de degrés de libertés (positions et vitesses de particules) qu’un gaz comme disent les physiciens dans leur jargon. Les trous noirs ne devraient donc pas être des objets parfaitement « lisses » et simples de la même façon que la Terre n’est pas une sphère de matière parfaitement sphérique et constituée d’un matériau simple et homogène.
Depuis presque une décennie, l’étude de ce paradoxe a conduit à de nouveaux problèmes dont l’un a été débusqué par Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski et James Sully. Il est connu sous le nom de controverse du « pare-feu » (firewall en anglais). Futura a consacré les deux précédents articles, ci-dessous, à sa résolution de sorte que nous ne la détaillerons pas et qu’il sera utile au lecteur pour la suite de s’y référer avant de continuer, mais pas forcément en première lecture.
Il suffit en effet de savoir que l’une des solutions à ce paradoxe est d’admettre que les trous noirs se comportent bel et bien dans beaucoup de situations astrophysique et physique comme s’ils possédaient en pratique un horizon des événements, mais que dans l’absolu ce n’est pas vrai. Un horizon des événements ne serait que ce qu’on appelle en physique un concept effectif et pas fondamental, tout comme il est pratique de considérer que l’eau ou l’air sont des fluides continus permettant des calculs avec les équations de Navier-Stokes, alors qu’en réalité nous savons bien qu’ils sont formés de molécules.
Un gaz de surpercordes autogravitant On a souvent avancé qu’une théorie quantique de la gravitation et de son couplage à la matière permettrait de résoudre toutes les questions laissées en suspens avec les trous noirs, en supprimant notamment les singularités au cœur des solutions de trous noirs connues en relativité générale. Depuis des années, des physiciens et en particulier Samir Mathur de l’université d’État de l’Ohio ont avancé que ce doit effectivement être le cas en utilisant la théorie de supercordes laquelle impliquerait qu’au-delà du stade d’effondrement d’une étoile à neutrons devenant un trou noir, l’objet un peu plus compact formé serait en fait une boule de supercordes baptisée « fuzzballs » en anglais, une théorie que l’on doit précisément à Samir Mathur.
Si l’on suppose que les particules de matière et même toutes les particules quantiques fondamentales, gluons et bosons de Brout-Englert-Higgs inclus, sont des supercordes vibrantes, alors les calculs montrent que la matière d’une étoile s’effondrant sans recours sous l’horizon des événements associée au trou noir qu’elle semble devenir ne devrait pas finir sous la forme d’un point de densité infini au lieu où l’espace-temps lui-même s’anéantit selon la théorie non quantique d’Einstein, au cœur d’un trou noir. Les supercordes quantiques s’étireraient et s’allongeraient au point de former une sorte de gaz quantique diffus occupant tout le volume à l’intérieur d’un horizon des événements qui ne serait qu’effectif, un peu comme l’est ce qui tient lieu de surface pour le Soleil.
La vie existe-t-elle ailleurs que sur Terre ? C’est LA question. Mais si les astronomes savent désormais qu’il se trouve des planètes partout dans l’Univers, ils ignorent toujours si elles présentent les conditions nécessaires à l’émergence de la vie. Des travaux menés grâce au télescope Alma apportent aujourd’hui quelques réponses. Ils mettent en lumière de grandes quantités de molécules organiques dans des endroits où se forment des planètes.
Et si les conditions chimiques qui ont mené à l’éclosion de la vie sur Terre n’étaient finalement pas rares ? C’est la question que posent des travaux publiés récemment dans le cadre du projet Maps (Molecules with Alma at Planet-forming Scales). Au fil de 20 articles scientifiques parus dans The Astrophysical Journal Supplement Series, les chercheurs détaillent notamment comment ils viennent de découvrir, au cœur de disques protoplanétaires entourant de jeunes étoiles, des « réservoirs importants » de molécules organiques.
Ces molécules, précisent les astronomes, ne sont pas de simples molécules à base de carbone comme le monoxyde de carbone (CO) que l’on trouve en abondance dans l’espace. Elles sont plus élaborées. Les théories en font les « ingrédients bruts » pour construire les molécules qui sont à la base de la chimie biologique sur Terre. Des expériences en laboratoire l’ont confirmé. Lorsque les conditions sont réunies, elles permettent de former de sucres, des acides aminés et même les composants de l’acide ribonucléique — le fameux ARN. Les briques essentielles à la vie.
Savoir si ces molécules existent là où les planètes se forment De nombreux environnements dans lesquels les chercheurs ont déjà pu trouver ce type de molécules organiques complexes peuvent être qualifiés d’inintéressants. « Cette fois, nous voulions savoir si ces molécules sont présentes aux endroits où naissent les planètes, dans les disques protoplanétaires », explique John Ilee, astronome à l’université de Leeds (Royaume-Uni), dans un communiqué.
Plus de molécules organiques qu’attendu Ces observations ont été réalisées grâce au télescope Alma — l’Atacama Large Millimeter/Submillineter Array (Chili) –, capable de détecter les signaux très faibles en provenance de molécules situées dans des régions froides de l’Univers. Des signaux comme des empreintes digitales qui renseignent les chercheurs sur l’identité des molécules qui les ont émises.
Les astronomes ont étudié ainsi cinq disques protoplanétaires situés entre 300 et 500 années-lumière de la Terre. Leur objectif : cartographier la composition chimique de ces disques. Et voir comment les molécules sont distribuées à l’endroit où des planètes se forment. Les chercheurs ont ainsi identifié des molécules organiques simples comme le cyanure d’hydrogène (HCN), le l’éthynyl (C2H) ou le formaldéhyde (H2CO). Dans les régions du disque où se forment traditionnellement les planètes rocheuses.
Mais les chercheurs ont surtout trouvé trois molécules plus complexes : le cyanoacétylène (HC3N), l’acétonitrile (CH3CN) et le cyclopropénylidène (c-C3H2). « Notre analyse montre que ces molécules sont aussi principalement situées dans ces régions internes de ces disques, à des échelles de taille similaires à notre Système solaire, avec des abondances entre 10 et 100 fois supérieures à ce que les modèles prédisaient », précise John Ilee. Et c’est justement dans ces régions que se forment les astéroïdes et les comètes. Ces objets qui sont soupçonnés avoir ensemencé notre Terre. Les astronomes imaginent ainsi qu’un processus semblable à celui qui a initié l’apparition de la vie sur notre Planète puisse également se produire dans ces disques protoplanétaires.
Comprendre comment les ingrédients de la vie s’assemblent « S’il existe dans les disques protoplanétaires de telles molécules en si grande abondance, il se pourrait que des molécules encore plus complexes puissent être observables. Nous allons poursuivre nos recherches en ce sens avec Alma. Si nous obtenons des résultats, nous serons encore plus près de comprendre comment les ingrédients bruts de la vie peuvent être assemblés autour d’autres étoiles », remarque John Ilee.
Ce que les chercheurs ont aussi observé, c’est une répartition non uniforme de ces molécules entre et même dans les disques protoplanétaires. De quoi laisser penser que des planètes se formant dans différents disques ou à des endroits différents d’un même disque peuvent évoluer dans des environnements chimiques radicalement différents eux aussi. Ainsi certaines planètes peuvent tout à fait se former avec tout ce qu’il faut pour faire émerger la vie alors que leurs voisines, non. Nul doute qu’Alma permettra à l’avenir de préciser ces questions fondamentales un peu plus encore.
La pleine Lune, la nouvelle Lune… vous imaginez sans doute bien ce que décrivent ces phases de la Lune. Mais que se passe-t-il exactement, lorsqu’on dit que la Lune est gibbeuse ?
Pas besoin d’attendre la prochaine éclipse de Lune pour profiter du spectacle astronomique offert par cet astre familier du ciel. Tous les 29 jours, 12 heures et 44 minutes environ, la Lune effectue sa lunaison. Ce nom est donné au laps de temps qui sépare deux nouvelles lunes.
La nouvelle lune est l’une des différentes phases lunaires : on se sert de ces phases comme des repères pour désigner une portion de la face visible du satellite illuminée par le Soleil, vue depuis la Terre. Comme la Lune se déplace autour de notre planète, il est logique de voir changer ses phases lunaires progressivement.
LES PRINCIPALES PHASES LUNAIRES On considère généralement quatre phases lunaires principales :
La nouvelle lune 🌑, lorsque la Lune n’est pas visible, car elle est située entre le Soleil et la Terre, Le premier quartier 🌓, ce qui correspond à une demi-Lune — on dit aussi qu’elle est quadrature Est, La pleine lune 🌕, toute sa face étant alors éclairée (phénomène qui a inspiré des mythes et légendes), Et le dernier quartier 🌗, lors duquel la Lune est en quadrature Ouest.
ELLE EST GIBBEUSE AVANT PUIS APRÈS LA PLEINE LUNE Et la Lune gibbeuse, dans tout cela ? Cette phase se situe soit entre le premier quartier et la pleine lune (on parle alors de lune gibbeuse croissante 🌔), soit entre la pleine lune et le dernier quartier (lune gibbeuse décroissante 🌖). L’expression signifie donc que la surface de la Lune est éclairée de plus que sa moitié, avant et après le moment de la pleine lune.
À toutes ces phases, on peut encore ajouter le premier croissant 🌔, qui a lieu après la nouvelle lune, ainsi que le dernier croissant 🌘, qui survient après le dernier quartier.
Ces noms sont bien entendu des conventions, car pour la Lune, il ne se passe rien de particulier. L’astre continue sa ronde inlassable autour de la Terre. Il lui faut d’ailleurs à peu près le même temps pour faire un tour sur elle-même, que pour faire un tour autour de notre planète. Il y fait également nuit et jour. En regardant les phases de la Lune, ce qu’on observe est bien le passage des jours et des nuits, en voyant l’ombre se déplacer peu à peu sur la face visible de l’astre.
L’exoplanète lointaine WASP-127b suscite un grand intérêt pour les chercheurs en raison de ses caractéristiques hors du commun, dont notamment une hypothétique épaisse couche nuageuse. Récemment, une équipe internationale d’astronomes a pu confirmer la présence de ces nuages sur l’exoplanète, puis est parvenue à mesurer leur altitude avec une précision sans précédent.
En combinant les données d’un télescope spatial et d’un télescope terrestre, l’équipe a pu révéler la structure supérieure de l’atmosphère de la planète. Cela ouvre la voie à des études similaires sur de nombreux autres mondes lointains. L’étude a été présentée lors du Congrès scientifique Europlanet 2021 par le Dr Romain Allart.
WASP-127b, située à plus de 525 années-lumière, est une « Saturne chaude » — une planète géante de masse similaire à Saturne qui orbite très près de son étoile. L’équipe a observé la planète passer devant son étoile hôte afin de détecter les motifs qui s’incrustent dans la lumière de l’étoile lorsqu’elle est filtrée par l’atmosphère de la planète et altérée par ses constituants chimiques.
Combiner observations infrarouges et mesures en lumière visible En combinant les observations infrarouges du télescope spatial Hubble (HST) de l’ESA/NASA et les mesures en lumière visible du spectrographe ESPRESSO du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral au Chili, les chercheurs ont pu sonder différentes régions de l’atmosphère. Et les résultats ont apporté quelques surprises. L’Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) est le spectrographe le plus précis au monde pour les mesures de vitesse radiale, une méthode permettant de détecter les exoplanètes.
Tout d’abord, comme cela a déjà été constaté pour ce type de planète, les astronomes ont détecté la présence de sodium, mais à une altitude beaucoup plus basse que celle à laquelle ils s’attendaient. Deuxièmement, il y avait de forts signaux de vapeur d’eau dans l’infrarouge, mais aucun dans les longueurs d’onde visibles.
« Cela implique que la vapeur d’eau à des niveaux inférieurs est filtrée par des nuages qui sont opaques aux longueurs d’onde visibles, mais transparents dans l’infrarouge », a déclaré Allart, de l’iREx/Université de Montréal et de l’Université de Genève, qui a dirigé l’étude. Les données combinées des deux instruments ont permis aux chercheurs de réduire l’altitude des nuages à une couche atmosphérique dont la pression se situe entre 0,3 et 0,5 millibar.
« Nous ne connaissons pas encore la composition des nuages, si ce n’est qu’ils ne sont pas composés de gouttelettes d’eau comme sur Terre », a déclaré Allart. « Nous sommes également perplexes quant à la raison pour laquelle le sodium se trouve dans un endroit inattendu sur cette planète. Les études à venir nous aideront à mieux comprendre non seulement la structure atmosphérique, mais aussi WASP-127b, qui s’avère être un endroit fascinant ».
WASP-127b, une planète qui suscite un intérêt grandissant Avec une orbite complète autour de son étoile se produisant en environ quatre jours, WASP-127b reçoit 600 fois plus d’irradiation que la Terre et connaît des températures allant jusqu’à 1100 degrés Celsius. Cela « gonfle » la planète jusqu’à un rayon 1,3 fois plus grand que celui de Jupiter, avec seulement un cinquième de sa masse, ce qui en fait l’une des exoplanètes les moins denses ou les plus « pelucheuses » jamais découvertes.
La nature étendue des exoplanètes « duveteuses » les rend plus faciles à observer, et WASP-127b est donc une candidate idéale pour les chercheurs travaillant sur la caractérisation de l’atmosphère. Les observations de l’équipe avec l’instrument ESPRESSO suggèrent également que, contrairement aux planètes de notre système solaire, WASP-127b orbite non seulement dans la direction opposée à celle de son étoile, mais aussi dans un plan différent du plan équatorial.
« Un tel alignement est inattendu pour une Saturne chaude dans un vieux système stellaire, et pourrait être causé par un compagnon inconnu », a déclaré Allart. Toutes ces caractéristiques uniques font de WASP-127b une planète qui sera probablement très étudiée à l’avenir.
Une nouvelle méthode pour détecter la vapeur d’eau sur les exoplanètes lointaines « Nous proposons un nouveau cadre pour rechercher la vapeur d’eau et d’autres espèces moléculaires à haute résolution. Malgré la bonne qualité des données, nous n’avons pas détecté de vapeur d’eau. Cependant, nous avons combiné ce résultat avec une détection à basse résolution d’eau à 1,3 micron pour contraindre la présence de nuages dans l’atmosphère de WASP-127b », écrivent les chercheurs.
Selon les chercheurs, leur étude montre pour la première fois que les données visibles à haute résolution peuvent être utilisées pour différencier les exoplanètes nuageuses et non nuageuses en mesurant la teneur en eau, et peuvent également fournir des informations essentielles sur la pression de la couche nuageuse. « Le cadre développé ici pour mesurer cette teneur en eau sera appliqué à d’autres exoplanètes dans l’enquête atmosphérique ESPRESSO GTO et d’autres enquêtes, telles que l’enquête atmosphérique NIRPS GTO », ajoutent-ils.
Des échantillons de l’astéroïde Ryugu seront bientôt étudiés à Lille. Récupérés par la sonde Hayabusa-2 de l’agence spatiale japonaise, ces échantillons sont les premiers d’un astéroïde carboné. On s’attend à des découvertes majeures dans plusieurs domaines de l’histoire de la formation du Système solaire.
Preuve de l’excellence française dans le domaine de la cosmochimie, une équipe de scientifiques de l’Unité matériaux terrestres et planétaires de l’université de Lille s’apprête à recevoir des échantillons de l’astéroïde Ryugu récupérés par la sonde Hayabusa-2.
Ces échantillons sont les premiers rapportés sur Terre d’un astéroïde carboné. On s’attend à ce que ces échantillons aient conservé du matériel intact des tout premiers stades de la formation du Système solaire. Les chercheurs du TEM-Aster, explique le communiqué, prévoient que les découvertes les plus importantes nécessiteront une caractérisation physique et chimique à l’échelle nanométrique dans un microscope électronique analytique. L’équipe lilloise va principalement se concentrer sur la caractérisation micro-structurale des échantillons.
Pour Patrick Michel, directeur de recherche au CNRS à l’Observatoire de la Côte d’Azur et membre de l’équipe scientifique de Hayabusa-2, « c’est une réjouissance de voir mes collègues cosmochimistes français si hautement impliqués dans les analyses préliminaires des échantillons de Ryugu et de leur arrivée sur le territoire national ! Cela démontre des compétences et de la reconnaissance de cette communauté française ». Et d’ajouter, que « personnellement, c’est aussi une satisfaction de constater que nos efforts dans le cadre du développement et des opérations de cette belle mission Hayabusa-2 et pour faire passer une telle mission à l’ESA (malheureusement en vain) ont des retombées pour cette communauté qui le mérite bien ».
Mieux comprendre l’origine de la vie sur Terre L’analyse de ces échantillons devrait « nous en dire long sur la composition et la diversité lithologique des corps carbonés, sur les phases du Système solaire qui précèdent la formation des planètes, sur de nombreux processus qui se sont déroulés dans l’histoire de ces corps et de la nébuleuse solaire, et selon la matière organique contenue dans ces échantillons, sur le rôle des astéroïdes dans l’émergence de la vie sur Terre ! ».
Concrètement, les scientifiques vont chercher à « comprendre le rôle de ces astéroïdes carbonés dans l’émergence de la vie sur Terre » et aussi à remonter à la composition de la nébuleuse solaire avant même que les planètes se forment, « dont ces objets ont gardé la mémoire ». Ils s’attendent également à des informations sur « tous les processus post-accrétion pour lesquels ces astéroïdes nous fourniront aussi des informations cruciales selon la diversité des lithologies présentes, leur datation, etc. ». Bref, des grains « pour raconter une partie de l’histoire du Système solaire, depuis les phases primordiales », conclut Patrick Michel.
À l’occasion du millième jour de la sonde InSight sur Mars, la Nasa et le Cnes ont annoncé que la mission avait détecté des nouvelles ondes sismiques différentes des précédentes et surtout produites par des séismes de magnitudes records.
Sur Terre, l’essor de la sismologie au cours de la première moitié du XXe siècle a été déterminant pour révéler la structure et la composition interne de notre Planète bleue. Tout comme les ondes lumineuses, les ondes sismiques sont associées à des rayons réfléchis, réfractés et elles peuvent être diffractées tout en se propageant à des vitesses différentes selon leur nature et les conditions physico-chimiques des matériaux qu’elles traversent. L’étude de ces ondes les révèle comme très bavardes en ce qui concerne ces matériaux et les structures qu’ils constituent. Elles ont ainsi permis de cartographier en 3D l’intérieur de la Terre, y montrant l’existence des panaches des points chauds.
Au cours de la seconde moitié du XXe siècle, l’essor de l’astronautique a permis de transposer les modèles et les techniques de la géophysique et de la géochimie aux autres planètes pour faire de la planétologie comparée et voir comment les autres planètes avaient évolué et s’étaient structurées dans des conditions différentes. C’est donc un peu comme si la nature était un gigantesque laboratoire ayant des expériences dans des conditions variées avec les planètes, ce qui nous permet de comprendre l’influence de tel et tel paramètre sur l’état d’une planète lorsqu’il varie. Nous ne pouvons évidemment pas en faire de même avec la Terre qui serait dans un laboratoire où nous ferions ces expériences par exemple (dans une certaine mesure des simulations numériques ou analogiques, comme l’expérience VKS, peuvent cependant nous aider à comprendre les planètes).
Il n’est donc pas étonnant que l’on ait déposé des sismomètres sur la Lune et sur Mars avec la volonté de répéter les mêmes recherches que sur Terre via la sismologie, dans l’espoir d’y faire les mêmes découvertes. Dans le cas de Mars, ce sont les fameuses sondes Viking qui ont apporté à la surface de la Planète rouge ces instruments en 1976. Hélas, le sismomètre de Viking 1 n’a pas fonctionné et celui de Viking 2 n’était pas en contact direct avec le sol, ce qui limitait les informations que l’on pouvait tirer de la détection de séismes martiens.
Des tremblements de Mars dans Valles Marineris ? Ce n’est plus le cas avec l’instrument français Seis (Seismic Experiment for Interior Structures) qui a été déposé par la mission InSight de la Nasa, laquelle a fêté son 1000e jour martien (ou sol) sur la Planète rouge le 18 septembre dernier. Rappelons que la durée moyenne du jour sidéral martien est d’environ 24 h 37 min et la durée moyenne du jour solaire martien, souvent nommé « sol », est de 24 h 39 min. Insight a permis de préciser considérablement la structure interne de Mars et aujourd’hui deux communiqués, l’un de la Nasa et l’autre du Cnes, font état de la détection des deux plus puissants « tremblements de Mars » détectés à ce jour et de la mise en évidence de nouvelles caractéristiques concernant les séismes martiens.
Le plus puissant séisme avait une magnitude de 4,2 et sa source était la plus éloignée connue jusqu’à présent, à environ 8.500 kilomètres d’InSight, mais sa localisation précise n’a pas encore pu être déterminée. Ce que l’on sait par contre, c’est qu’elle a produit des vibrations lentes et de basses fréquences. A contrario, le second séisme record avait lui une magnitude de 4,1 et sa source a émis des vibrations rapides et de hautes fréquences quelque part à 925 kilomètres de Seis. Dans les deux cas, ces types d’ondes n’avaient pas été mis en évidence jusqu’à présent et elles sont porteuses de nouvelles informations.
En fait, la majorité de signaux détectés semble provenir d’une source associée à Cerberus Fossae, un immense système de failles volcaniques situé à environ 1.609 kilomètres d’Insight. Il est intéressant de noter que l’on sait que Cerberus Fossae a été géologiquement active au cours des quelques dizaines de derniers millions d’années. Mais ce serait peut-être plus intéressant de découvrir que le séisme de magnitude 4,2 provient de Valles Marineris, le fameux grand canyon martien dont on se demande s’il ne serait pas la manifestation d’un analogue de la tectonique des plaques sur Terre.
