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La rotation des 4 super-Jupiter de ce système stellaire proche a été mesurée

Il y a plus d’une décennie, des astronomes québécois obtenaient les premières images directes d’exoplanètes autour d’une étoile sur la séquence principale : HR 8799. Leurs collègues ont obtenu des estimations des vitesses de rotation propres de ces exoplanètes pour la première fois, ce qui ouvre des perspectives sur leur formation.

Il y a plus de deux siècles, le fait que les planètes du Système solaire soient toutes en orbite autour du Soleil dans des plans orbitaux très peu inclinés les uns par rapport aux autres et qu’elles tournent toutes dans le même sens avait été un indicateur précieux pour découvrir la théorie de la nébuleuse protosolaire de Kant-Laplace. Le philosophe et l’astronome, mathématicien et physicien, en avait déduit que la cosmogonie planétaire reposait sur l’existence initiale d’un nuage de matière en rotation et s’effondrant gravitationnellement. La force centrifuge perpendiculaire à l’axe de rotation du nuage s’opposant à cet effondrement, celui-ci avait fini par adopter la forme d’un disque avec au centre un proto-Soleil sphérique. D’une façon ou d’une autre, les planètes naissaient ensuite à l’intérieur de ce disque.

Les cosmogonistes planétaires modernes sont intéressés par la compréhension de la naissance des exoplanètes et par la comparaison des mécanismes qui en sont responsables avec ceux que l’on pense connaître dans le cas du Système solaire, ce qui permet de se servir des informations et contraintes observationnelles dans chaque cas pour mieux comprendre l’autre.

Des raies spectrales bavardes sur les exoplanètes
Une des informations concernant la genèse d’une planète se trouve dans sa rotation propre et pas seulement celle autour de son étoile hôte. C’est pourquoi les astronomes ont tenté de mesurer la rotation de certaines exoplanètes, et parfois avec succès il y a des années (lire notre précédent article ci-dessous). Un nouveau succès vient d’être annoncé, comme le prouve une publication d’une équipe internationale d’astronomes dans le fameux périodique Astronomical Journal.

L’article concerne un célèbre système planétaire dont quelques exoplanètes ont été les premières à être imagées directement et ce en 2008. Il s’agit de celui autour de HR 8799, une étoile variable de type K, située en direction de la constellation de Pégase à environ 130 années-lumière du Système solaire. Rappelons au passage que HD signifie que cette étoile est membre du catalogue Henry Draper (HD), un catalogue astronomique regroupant des données astrométriques et photométriques sur plus de 225.000 étoiles, nommé en l’honneur de Henry Draper (sa veuve avait financé la réalisation). Les étoiles contenues dans ce catalogue (qui couvre la totalité du ciel) sont de magnitude allant jusqu’à 9 ou 10, ce qui en fait des étoiles moyennes pour un télescope amateur et des étoiles brillantes dans un instrument professionnel.

Depuis 2008, les instruments pour la chasse aux exoplanètes et permettant de préciser leurs caractéristiques se sont affûtés. L’étude de HR 8799 avait été faite avec les télescopes du WM Keck Observatory et du Gemini North, tous deux situés sur le Mauna Kea à Hawaï. Le Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) permet de faire de la spectroscopie à haute résolution, de sorte que l’on peut maintenant non seulement étudier les décalages Doppler produits par les exoplanètes HR 8799 b, c, d et e sur la lumière de l’étoile HR 8799, ce qui donne des renseignements sur les masses de ces exoplanètes par la méthode des vitesses radiales (on sait donc que ces quatre corps célestes sont des géantes de type Jupiter voire super-Jupiter), mais aussi des effets d’élargissement sur des raies spectrales d’absorption en rapport avec la composition chimique des atmosphères des géantes gazeuses de HR 8799.

Les astrophysiciens ont donc fait coup double de cette façon, grâce au KPCI. Non seulement ils ont mis en évidence la présence de molécules d’eau et de monoxyde de carbone (CO) dans les atmosphères de certaines de ces exoplanètes, mais la largeur des raies leur a donné accès à la vitesse de rotation propre de ces astres (rappelons que l’élargissement des raies spectrales a plusieurs causes mais l’on peut séparer les effets de ces causes dans l’analyse des mesures).

Des rotations fossiles issues de la cosmogonie planétaire
Les chercheurs ont donc déterminé que les vitesses de rotation minimales des planètes HR 8799 d et e étaient de 10,1 km/s et 15 km/s, respectivement. Cela se traduit par une durée de jour qui peut être aussi courte que trois heures mais peut également aller jusqu’à 24 heures. Pourquoi une telle incertitude ? Tout simplement parce que l’effet d’élargissement mesuré est fonction aussi de l’inclinaison relative par rapport à l’observateur de l’axe des exoplanètes. Or nous ne savons pas sous quels angles les exoplanètes de HR 8799 sont actuellement observées.

C’est aussi pour cette raison que la vitesse de rotation, toujours en surface, de HR 8799 c est évaluée à 14 km/s tout au plus ; la mesure de la rotation de la HR 8799 b n’était pas concluante. Pour donner une comparaison, on peut rappeler qu’une journée sur Jupiter dure près de 10 heures, avec une vitesse de rotation d’environ 12,7 km/s.

Pour comprendre une des raisons pour laquelle les astrophysiciens sont demandeurs de données sur les rotations propres des exoplanètes, il faut parler d’une théorie du freinage de la rotation des étoiles à leur naissance, théorie que l’on a appliquée au Soleil.

Lors de l’effondrement du nuage protosolaire, la loi physique de la conservation du moment cinétique a imposé au proto-soleil de tourner de plus en plus rapidement sur lui-même au fur et à mesure qu’il se contractait et continuait à accréter de la matière. Un calcul naïf montre alors que le Soleil devrait conserver une vitesse de rotation fossile beaucoup plus importante que celle mesurée de nos jours. Pour expliquer ce désaccord, on fait appel au phénomène de freinage magnétique.

Le proto-soleil devait déjà posséder des lignes de champs magnétiques, or ces lignes s’étendaient dans la partie du disque chaud et partiellement ionisé autour de lui. La théorie de la magnétohydrodynamique des fluides chargés permettant de conclure que les lignes de champs sont en quelque sorte gelées dans le disque chaud, la rotation du proto-soleil devait se coupler à une rotation de la matière du disque qui au final va agir comme un frein (la situation est plus complexe que cela, avec des jets, mais on peut se limiter à cette considération).

Cet effet de freinage magnétique devait peut-être aussi s’appliquer aux jeunes exoplanètes géantes en formation. On peut contraindre cette théorie et ces effets justement en étudiant les vitesses de rotation des exoplanètes dans de nombreux systèmes planétaires. Nous ne sommes encore qu’au début de ces études et selon les chercheurs, les données concernant HR 8799 accréditent la théorie du freinage magnétique qui prévoit des vitesses limites de rotation. Mais il reste encore à accumuler de la statistique, comme le disent les scientifiques dans leur jargon, pour exploiter cette fenêtre d’observation des arcanes de la genèse des planètes.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-rotation-4-super-jupiter-ce-systeme-stellaire-proche-ete-mesuree-53556/

Pour la première fois, on a vu de la lumière émise derrière un trou noir

De la lumière jaillissant derrière un trou noir a été observée pour la toute première fois. Ce phénomène a été observé par deux télescopes spatiaux, qui ont capté des « photons courbés » autour du trou noir supermassif situé au centre de la galaxie I Zwicky 1.

C’est une observation spectaculaire, qui implique l’un des objets les plus fascinants de tout l’univers. Dans la revue scientifique de référence Nature, une équipe de scientifiques a rapporté le 28 juillet une détection impressionnante : les tout premiers enregistrements de rayons X émis derrière un trou noir (derrière la « face » que nous ne pouvons pas voir). La découverte a également été relayée dans un communiqué de l’Agence spatiale européenne (Esa).

« Nous rapportons ici des observations d’éruptions de rayons X émises autour du trou noir supermassif dans I Zw 1 », peut-on lire dans l’étude. Les scientifiques s’intéressent à un trou noir supermassif, qui représente 10 millions de fois la masse du Soleil, et dont le diamètre est estimé à 30 millions de kilomètres. Il se trouve au centre d’une galaxie spirale, baptisée I Zwicky 1 (et dont le nom est abrégé en I Zw 1), qui se trouve à 800 millions d’années-lumière de nous.

UNE GRAVITÉ EXTRÊME QUI COURBE LA LUMIÈRE
Ces éruptions brillantes de rayons X ont pu être observées à l’aide de deux observatoires spatiaux, le télescope XMM-Newton de l’Esa et le télescope NuSTAR de la Nasa, au mois de janvier 2020. Comme l’indique l’Esa, les astronomes ne pensaient rien voir émerger derrière le trou noir, puisqu’aucune lumière ne peut s’échapper de ce type d’objet céleste. Néanmoins, sous l’effet de la gravité extrême du trou noir, qui déforme l’espace autour de lui, cette lumière a été courbée autour du trou noir, permettant aux deux télescopes de la détecter.

Au départ, l’objectif des scientifiques était de mieux comprendre la « couronne » du trou noir, une structure de 60 millions de kilomètres au-dessus du trou noir, d’où proviennent ces rayons X lumineux. « Les régions les plus internes des disques d’accrétion [ndlr : la matière en orbite autour du trou noir] autour des trous noirs sont fortement irradiées par des rayons X émis par une couronne compacte très variable, à proximité immédiate du trou noir », écrivent les auteurs. La couronne semble être produite par cette matière tombant en continu dans le trou noir, dans le disque d’accrétion.

Le processus auquel les scientifiques ont assisté peut être décrit étape par étape :

La matière tombe dans le trou noir dans un disque d’accrétion très chaud,
Des éruptions brillantes de rayons X sont produites par la couronne du trou noir,
Les rayons X sont réfléchis par le disque d’accrétion,
Les télescopes ont enregistré des éruptions plus faibles : ce sont les rayons X qui ont « rebondi » sur le gaz situé derrière le trou noir, et qui ont été courbés autour du trou noir du fait de la gravité.

DES PHOTONS COURBÉS AUTOUR DU TROU NOIR
« Ce sont des photons qui se réverbèrent de l’autre côté du disque, et sont courbés autour du trou noir et amplifiés par le fort champ gravitationnel, résument les auteurs de l’étude. L’observation de photons courbés autour du trou noir confirme une prédiction clé de la relativité générale. » Ces observations vont effectivement dans le sens des prédictions d’Einstein, sur la manière dont la gravité peut courber la lumière autour des trous noirs.

Une énigme reste néanmoins à résoudre : il faudrait encore parvenir à expliquer comment la couronne est capable d’émettre des rayons X aussi brillants.

Source : https://www.numerama.com/sciences/729633-pour-la-premiere-fois-on-a-vu-de-la-lumiere-emise-derriere-un-trou-noir.html

Un astronome amateur découvre une nouvelle lune de Jupiter

Avec plus de 70 lunes officiellement reconnues, Jupiter est une planète géante bien entourée. Cependant, cela n’empêche pas pour autant les astronomes de continuer d’en découvrir, y compris des astronomes amateurs. En effet, l’astronome amateur qui a retrouvé l’année dernière quatre lunes joviennes perdues de vue est devenu le premier amateur à découvrir un satellite naturel jusqu’alors inconnu. Kai Ly a signalé la découverte à la Minor Planet Mailing List le 30 juin et l’a soumise pour publication en tant que Minor Planet Electronic Circular.

La quête de Ly était la continuité de l’identification antérieure d’images de lunes joviennes récemment découvertes, notamment Valetudo, Ersa et Pandia, lors de l’examen des données prises en 2003 avec le télescope Canada-France-Hawaii (CFHT) de 3,6 mètres. David Jewitt et Scott Sheppard (Université d’Hawaï) avaient dirigé un groupe qui a utilisé ces images pour découvrir 23 nouvelles lunes. Les images restaient disponibles en ligne et Ly a pensé que davantage de lunes non découvertes pourraient se cacher dans l’ensemble de données de 2003.

Une traque patiente et minutieuse
Après avoir planifié ses recherches en mai, Ly a commencé début juin à examiner des images prises en février 2003, lorsque Jupiter était en opposition et que ses lunes étaient les plus brillantes. Les astronomes ont examiné trois images couvrant la même région du ciel à différents moments dans la nuit du 24 février et ont trouvé trois satellites naturels potentiels se déplaçant à 13 à 21 secondes d’arc par heure pendant la nuit. Ly n’a pas pu retrouver deux des lunes potentielles sur d’autres nuits, mais a trouvé la troisième, temporairement désignée EJc0061, sur des observations du 25 au 27 février et sur des images prises avec le télescope Subaru les 5 et 6 février. Cela a établi un 22 jour d’arc, qui suggérait que l’objet était lié à Jupiter.

Ly disposait donc de suffisamment d’informations pour tracer l’orbite de la lune sur des images d’observation du 12 mars au 30 avril. « À partir de là, la qualité de l’orbite et des éphémérides était suffisamment décente pour que je puisse commencer à rechercher des observations au-delà de 2003 », explique Ly. Son équipe et lui ont trouvé la lune près de sa position prévue dans des images ultérieures des observatoires interaméricain de Subaru, CFHT et Cerro Tololo prises jusqu’au début de 2018. La lune varie en magnitude de 23.2 à 23.5.

Le résultat final était un arc de 76 observations sur 15.26 ans (5574 jours), suffisant pour que Ly considère son orbite bien sécurisée pendant des décennies. Les données traquent la lune — provisoirement désignée S/2003 J 24 en attente de publication — à travers près de huit orbites de Jupiter de 1.9 an, indique David Tholen (Université d’Hawaï), plus que suffisant pour montrer qu’il s’agit d’une lune. Tholen n’a pas vérifié les images, mais dit que les preuves semblent solides : « Il serait presque impossible pour les artefacts de s’adapter à une orbite jovicentrique sur autant de nuits différentes en utilisant différentes caméras ».

Une lune appartenant au groupe de Carme
« Je suis fier de dire que c’est la première lune planétaire découverte par un astronome amateur ! », déclare Ly. Mais, admettent-ils, « il s’agit juste d’un membre typique du groupe Carme rétrograde ». Ce groupe comprend 22 autres petites lunes en orbite autour de Jupiter dans le sens inverse de sa rotation avec des périodes d’environ deux ans. Leurs orbites sont suffisamment similaires pour suggérer qu’elles étaient toutes des fragments d’un seul impact. Ce sont probablement des morceaux de Carme, le premier du groupe à être découvert et avec 45 kilomètres de diamètre, de loin le plus grand.

De telles petites lunes rétrogrades joviennes peuvent se trouver en encore plus grand nombre. L’année dernière, Edward Ashton, Matthew Beaudoin et Brett J. Gladman (Université de la Colombie-Britannique, Canada) ont repéré quelque quatre douzaines d’objets de 800 mètres de diamètre, qui semblaient être en orbite autour de Jupiter. Ils ne les ont pas suivis assez longtemps pour prouver que les objets étaient des lunes joviennes, mais à partir de leurs observations préliminaires, ils ont suggéré que Jupiter pourrait avoir quelque 600 satellites d’au moins 800 mètres de diamètre. Le développement de télescopes plus grands et plus sensibles fera de la place pour de nouvelles découvertes.

Source : https://trustmyscience.com/astronome-amateur-decouvre-nouvelle-lune-jupiter/

Image incroyable de la naissance en cours d’une lune autour d’une exoplanète !

En 2018 et 2019, des astronomes découvraient deux planètes en formation autour de l’étoile PDS70. À l’époque, on supposait que ces deux planètes étaient entourées d’un disque de poussière, lieu de naissance présumé des satellites naturels ! Aujourd’hui, Alma confirme la présence d’un disque qui entoure l’exoplanète PDS 70c, à l’intérieur duquel il pourrait se former jusqu’à trois lunes. Les explications de Myriam Benisty, chercheuse à l’université de Grenoble (France) et à l’université du Chili, qui a dirigé cette étude.

L’observatoire Alma a confirmé l’existence d’un disque circumplanétaire entourant l’exoplanète PDS 70c, l’une des deux planètes géantes, semblables à Jupiter, qui est en orbite autour d’une étoile située à près de 400 années-lumière. Ces deux planètes, PDS 70b et PDS 70c, qui forment un système rappelant la paire Jupiter-Saturne, avaient été découvertes pour la première fois à l’aide du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO, en 2018 et 2019 respectivement. À l’époque, les astronomes avaient déjà trouvé des indices d’un disque permettant la formation de lunes autour de PDS 70c, mais ils ne pouvaient pas distinguer clairement le disque de son environnement proche et confirmer sa détection.

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Une masse suffisante pour former jusqu’à trois satellites comme la Lune

Les observations d’Alma ont également permis de découvrir que ce disque a, à peu près, le même diamètre que la distance entre notre Soleil et la Terre et une « masse suffisante pour former jusqu’à trois satellites comme la Lune », explique Myriam Benisty, chercheuse à l’université de Grenoble (France) et à l’université du Chili, qui a dirigé les nouveaux travaux publiés aujourd’hui dans The Astrophysical Journal Letters.

Une opportunité unique d’observer et d’étudier les processus de formation des planètes et des satellites
Comme le souligne le communiqué de presse de l’ESO, ces résultats ne sont pas seulement essentiels pour découvrir comment les lunes se forment. « Ces nouvelles observations sont également extrêmement importantes pour tester les théories sur la formation des planètes qui ne pouvaient pas être vérifiées jusqu’à présent », explique Jaehan Bae, chercheur au Earth and Planets Laboratory de la Carnegie Institution for Science, aux États-Unis, et auteur de l’étude. Il faut savoir qu’aujourd’hui on ne « comprend pas les détails des processus de formation des planètes et des lunes, ni où elles se forment », explique Stefano Facchini, chercheur à l’ESO, également impliqué dans cette recherche.

Ce que l’on sait de la formation des planètes, c’est qu’elles se forment dans des disques de poussière autour de jeunes étoiles, creusant des cavités en accrétant de la matière de ce disque circumstellaire pour croître. Au cours de ce processus, une planète peut acquérir son propre disque circumplanétaire, qui contribue à la croissance de la planète en régulant la quantité de matière qui tombe sur elle. Dans le même temps, le gaz et la poussière du disque circumplanétaire peuvent s’assembler en corps de plus en plus grands par le biais de collisions multiples, ce qui conduit finalement à la naissance de lunes.

Une cartographie très détaillée à l’aide du futur télescope géant de l’ESO
Les dernières observations d’Alma ont maintenant permis aux astronomes d’obtenir des informations supplémentaires sur le système. En plus de confirmer la détection du disque circumplanétaire autour de PDS 70c et d’étudier sa taille et sa masse, ils ont découvert que PDS 70b ne présente pas de preuve évidente de la présence d’un tel disque, ce qui indique qu’il a été privé par PDS 70c des poussières de son environnement de naissance.

Ce système planétaire sera compris de manière encore plus approfondie grâce à l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, actuellement en construction sur le Cerro Armazones, dans le désert chilien d’Atacama. « L’ELT sera essentiel pour cette recherche car, grâce à sa résolution beaucoup plus élevée, nous serons en mesure de cartographier le système dans ses moindres détails », explique le coauteur Richard Teague, chercheur au Center for Astrophysics | Harvard Smithsonian, aux États-Unis. En particulier, en utilisant la caméra et le spectrographe Metis de l’ELT, l’équipe sera en mesure d’examiner les mouvements du gaz entourant PDS 70c pour obtenir une image 3D complète du système.

Cette image, prise par Alma (ESO) montre une vue à grand champ (à gauche) et rapprochée (à droite) du disque lunaire entourant PDS 70c, une jeune planète de type Jupiter située à près de 400 années-lumière. La vue rapprochée montre PDS 70c et son disque circumplanétaire au centre de l’image, tandis que le disque circumstellaire, plus grand, semblable à un anneau, occupe la majeure partie du côté droit de l’image. L’étoile PDS 70 est au centre de l’image à grand champ sur la gauche. © Alma (ESO/NAOJ/NRAO), Benisty et al.

Futura a interviewé Myriam Benisty, chercheuse à l’Université de Grenoble (France) et à l’Université du Chili, qui a dirigé les nouveaux travaux publiés aujourd’hui dans The Astrophysical Journal Letters.

Futura : Ce n’est pas la première fois qu’Alma observe PDS 70C. Qu’apportent de plus ces nouvelles observations ?
Myriam Benisty : Nos premières observations publiées en 2019 apportaient des indices de la présence d’un disque circumplanétaire autour de PDS 70c, mais nous ne pouvions pas en être certains, car le disque en question n’était pas détaché, séparé de l’environnement circumstellaire qui l’entoure. Nous avons obtenu par la suite des observations à plus haute résolution, permettant d’imager des détails plus fins, et ainsi avons pu détecter le disque autour de la planète, séparé du disque autour de l’étoile. Ainsi, nous avons pu observer directement la formation d’un système planétaire avec ses satellites, ce qui nous permet de tester les théories de formation planétaire. Par exemple, nous avons pu estimer plus précisément la masse de poussière disponible pour former des satellites, ainsi que la taille du disque circumplanétaire.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-image-incroyable-naissance-cours-lune-autour-exoplanete-62187/?utm_source=pushB&utm_medium=sciences&utm_campaign=push

Un puissant jet de trou noir photographié avec des détails sans précédent

De nouvelles images obtenues grâce à l’Event Horizon Telescope (EHT) nous révèlent un puissant jet relativiste éjecté depuis le trou noir supermassif de la galaxie Centaurus A avec une résolution seize fois plus nette qu’auparavant. Ces données pourraient aider à éclaircir le mystère de la façon dont se comporte la matière autour de ces ogres cosmiques.

Il y a un peu plus de deux ans, la collaboration Event Horizon Telescope nous révélait l’incroyable toute première image de l’ombre d’un trou noir. Initiée par le docteur Shep Doelman, du Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian, cette aventure impliquait de simuler un télescope géant, de la taille de la Terre, combinant la sensibilité de huit radiotélescopes disséminés autour du monde.

En 2017, alors qu’il s’attelait à photographier ce fameux trou noir, retrouvé au centre de la galaxie M87, l’Event Horizon Telescope (EHT) s’est également focalisé sur la galaxie Centaurus A, distante d’environ 12 millions d’années-lumière. Découverte en 1949, il s’agit de l’un des objets les plus brillants et les plus grands du ciel nocturne sous les longueurs d’onde radio.

Jets relativistes
Ces travaux ont fini par produire une image spectaculaire nous permettant d’apprécier la naissance des longs jets radio émanant du trou noir supermassif de la galaxie.

Pour rappel, les trous noirs supermassifs “avalent” quasiment tout ce qui vient se frotter un peu trop près. Dans certains cas, il arrive en revanche que de la matière parvienne d’une manière ou d’une autre à échapper à la puissante attraction de ces objets, pour finalement parcourir l’espace sur des millions d’années-lumière. Leur mécanisme de formation n’est pas encore bien compris, mais nous savons que ces jets figurent parmi les phénomènes astrophysiques les plus puissants de l’univers.

Cette image nous montre des détails sur environ 0,6 jour-lumière. Autrement dit, elle ne couvre qu’une petite région située autour du trou noir géant de 55 millions de masses solaires.

“Cela nous permet pour la première fois de voir et d’étudier un jet radio extragalactique à des échelles inférieures à la distance parcourue par la lumière en une journée“, a déclaré l’astronome Michael Janssen de l’Institut Max Planck de radioastronomie en Allemagne, qui publie ces travaux dans la revue Nature Astronomy. “Nous voyons de près comment un jet monstrueusement gigantesque lancé par un trou noir supermassif est en train de naître“.

Ces nouvelles images ont également révélé que les zones du jet les plus éloignées du centre sont plus lumineuses que les parties les plus proches du trou noir. Ce phénomène est encore inexpliqué par les chercheurs. À l’avenir, ces derniers prévoient de s’appuyer sur des observatoires spatiaux pour imager l’environnement entourant le trou noir de Centaurus A à des longueurs d’onde encore plus courtes et avec une résolution encore plus élevée.

Source : https://sciencepost.fr/photo-puissant-jet-de-trou-noir/

La plus grande comète de tous les temps s’est réveillée

Dans les confins de notre Système solaire, les astronomes ont découvert il y a quelques semaines, une comète gigantesque, la comète Bernardinelli-Bernstein – ou C/2014 UN271, de son vrai nom scientifique. Ils nous révèlent aujourd’hui qu’ils ont pu en observer la chevelure alors même qu’elle croise actuellement à une distance équivalente à celle d’Uranus du Soleil.

C’est en étudiant d’anciennes données du Dark Energy Survey (DES) — un programme visant à élucider le mystère de la matière noire — que des astronomes ont mis la main sur C/2014 UN271. Ils l’ont annoncé il y a environ un mois. Mais alors, rien ne confirmait que celle qui est désormais connue comme la plus grande comète de tous les temps — aussi appelée la comète Bernardinelli-Bernstein –, était un monde actif.

C’est très rapidement après, grâce au Réseau mondial de télescopes de l’Observatoire de Las Cumbres (LCO, États-Unis) — et notamment grâce à ses instruments implantés dans l’hémisphère sud, parmi les seuls à pouvoir donner des images aussi précises de l’objet — que les astronomes ont pu observer une chevelure floue — l’enveloppe qui se forme autour d’une comète lorsqu’elle approche du Soleil — autour de C/2014 UN271. De quoi confirmer son statut de comète active.

Une comète suivie de près
Au moment de l’observation, C/2014 UN271 se situait tout de même à une distance de plus de 2,8 milliards de kilomètres de la Terre. Soit plus de deux fois la distance Soleil-Saturne. Et elle restera d’ailleurs toujours au-delà de l’orbite de la planète aux anneaux. Ainsi, même si son diamètre est estimé à plus de 100 kilomètres — soit trois fois celui de la comète Hale-Bopp, connue jusqu’alors comme la plus grande jamais enregistrées par les chercheurs –, elle ne sera jamais visible à l’œil nu.

Les astronomes du projet Look — qui suit le comportement d’un grand nombre de comètes et l’évolution de leur activité — vont désormais prendre le relais pour étudier C/2014 UN271 — qui arrivera au plus proche du Soleil dans 10 ans, en 2031. Pour cela, ils devraient encore pouvoir compter sur les réponses rapides des télescopes du LCO. Avec ses instruments robotiques et son logiciel avancé, ils sont en effet capables d’imager un événement dans les 15 minutes qui suivent une alerte donnée par un programme de surveillance comme le Zwicky Transient Facility — un relevé astronomique du ciel à grand champ.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-plus-grande-comete-tous-temps-reveillee-88192/

Un changement de l’orbite de la Lune va provoquer des inondations exceptionnelles sur Terre

Selon la NASA, le changement climatique et cette «oscillation» lunaire forment une dangereuse combinaison pour les villes côtières.

Des scientifiques de la NASA affirment qu’une «oscillation» de l’orbite de la Lune va fortement aggraver les inondations maritimes à partir de la prochaine décennie. Les recherches, menées en collaboration avec l’université d’Hawaï, montrent que cette oscillation lunaire va provoquer une augmentation du nombre d’inondations, qui vont considérablement perturber la vie quotidienne et endommager les infrastructures des villes côtières, habituées à des inondations beaucoup plus faibles et moins fréquentes.

Quand le phénomène aura démarré, les villes situées sur le littoral pourraient soudainement être inondées trois ou quatre fois plus souvent qu’aujourd’hui, selon l’étude publiée dans la revue Nature Climate Change le mois dernier. Ces catastrophes à répétition pourraient poser un vrai problème d’infrastructure sur les littoraux du monde entier, précise Futurism. Un rappel un peu sinistre de la relation étroite que la Terre entretient avec ses satellites naturels.

Un phénomène naturel, rendu dangereux par le réchauffement climatique
Live Science rappelle que le changement d’orbite de la Lune est en fait un cycle parfaitement naturel, qui a lieu depuis toujours et continuera à se produire longtemps après notre disparition. L’orbite de la Lune crée des périodes de marées hautes ou basses selon un rythme d’environ 18,6 ans.

Mais cette fois-ci, le phénomène pourrait s’avérer plus dangereux en raison de la hausse du niveau des océans, causée par les effets du réchauffement climatique et les émissions incontrôlées de gaz à effet de serre. Ainsi, quand la prochaine période de fortes marées commencera au début des années 2030, les inondations seront sûrement bien pires, plus longues et plus dangereuses que jamais.

«Les zones de basse altitude proches du niveau de la mer sont de plus en plus menacées à cause de l’augmentation des inondations, et cela ne fera qu’empirer, précise Bill Nelson de la NASA. La combinaison de l’attraction gravitationnelle de la Lune, de l’élévation du niveau de la mer et du changement climatique continuera d’exacerber les inondations sur les côtes du monde entier.»

«C’est l’effet cumulé dans le temps qui aura un impact, a ajouté l’auteur principal de l’étude et chercheur à l’université d’Hawaï Phil Thompson, dans un communiqué. S’il y a des inondations dix ou quinze fois par mois, une entreprise ne peut plus fonctionner si tous ses parkings sont sous l’eau. Les gens perdent leur emploi parce qu’ils ne peuvent pas se rendre sur leur lieu de travail. Les infiltrations et les fuites deviennent un problème de santé publique.»

Source : http://www.slate.fr/story/212547/changement-orbite-lune-va-provoquer-inondations-exceptionnelles-terre-nasa-oceans

Le méthane détecté sur Encelade pourrait indiquer la présence d’une forme de vie

Découvert en 1789 par William Herschel, Encelade est un satellite naturel de Saturne recouvert de glace et abritant un océan d’eau liquide sous sa surface glacée. Les données recueillies en 2004 par la mission Cassini-Huygens ont montré qu’Encelade éjectait des panaches composés d’eau, d’ammoniac et de molécules organiques, dont des hydrocarbures. Ce contexte propice à la vie a fortement attiré l’attention des exobiologistes. Récemment, une équipe de chercheurs a montré que la quantité de méthane détectée dans les panaches d’Encelade ne pouvait être totalement expliquée par des processus géologiques connus. En outre, les auteurs ont montré que cette abondance était compatible avec une origine microbienne, bien qu’elle puisse également être expliquée par des processus abiotiques inconnus.

Lorsque la sonde Cassini-Huygens a plongé à travers les panaches jaillissant depuis l’intérieur de la lune de Saturne Encelade, elle a fait une détection inattendue : une collection de composés qui sont également associés aux cheminées hydrothermales dans le fond océanique de la Terre. En particulier, la quantité de méthane dans les panaches a attiré l’attention des astrobiologistes ; elle semblait particulièrement élevée. Même ainsi, il restait possible que des processus géochimiques connus (c’est-à-dire non biologiques) puissent être responsables de ces résultats.

Mais aujourd’hui, ce n’est plus le cas. Les chercheurs ont déterminé dans la revue Nature Astronomy, qu’aucun processus abiotique connu ne peut produire la quantité de méthane observée sur Encelade. Cela signifie qu’il pourrait s’agir d’un processus inconnu — ou d’origine biologique. « Nous voulions savoir : des microbes semblables à ceux de la Terre qui ‘mangent’ le dihydrogène et produisent du méthane pourraient-ils expliquer la quantité étonnamment importante de méthane détectée par Cassini ? », explique le biologiste Regis Ferriere de l’Université de l’Arizona.

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« La recherche de ces microbes, connus sous le nom de méthanogènes, sur le fond marin d’Encelade, nécessiterait des missions de plongée profonde extrêmement difficiles qui ne sont pas prévues avant plusieurs décennies ». Cependant, ce n’est pas parce que nous ne pouvons pas aller là-bas et faire des prélèvements que nous n’avons pas d’outils pour étudier ce phénomène. Les chercheurs se sont tournés vers la modélisation mathématique en utilisant des variables connues : des processus qui produisent du méthane ici sur Terre.

Encelade : un environnement propice à la vie grâce aux cheminées hydrothermales ?
Encelade est un endroit fascinant. Cette lune est loin du Soleil, et blindée d’une épaisse carapace de glace. Cependant, situé sous cette glace, se trouve un vaste océan global, pouvant posséder des courants et les ingrédients nécessaires à la vie. On pourrait penser qu’un monde océanique loin du Soleil peut être trop froid pour supporter la vie, mais les forces de marée planétaires en jeu pourraient chauffer l’intérieur du satellite naturel.

Cela aiderait non seulement à empêcher cet océan de geler, mais pourrait également signifier la présence de cheminées hydrothermales. Celles-ci, comme leur nom l’indique, sont des évents dans le fond de l’océan, où la chaleur des couches géologiques inférieures s’infiltre dans l’océan environnant.

Sur Terre, ces cheminées sont des écosystèmes particulièrement intéressants : la vie qui s’y développe le fait sur un réseau trophique basé sur des réactions chimiques, appelées chimiosynthèse, plutôt que sur la photosynthèse, qui repose sur le Soleil. Donc, si des cheminées hydrothermales sont présentes sur Encelade — et plusieurs indices semblent indiquer qu’il y a de bonnes chances qu’elles le soient — alors elles pourraient soutenir la vie plus ou moins telle que nous la connaissons.

Les composés associés aux évents hydrothermaux que Cassini a détectés dans les panaches d’Encelade comprenaient, ainsi que le méthane, le dihydrogène et le dioxyde de carbone. L’équipe de recherche a incorporé des processus biologiques et géochimiques connus dans sa modélisation pour voir s’ils pouvaient reproduire les abondances relatives de ces composés.

Une quantité de méthane compatible avec une origine microbienne
La première étape consistait à examiner l’abondance du dihydrogène et à déterminer s’il pouvait être produit par l’activité hydrothermale. Ensuite, l’étape suivante consistait à déterminer s’il suffisait pour nourrir une population de méthanogènes hydrogénotrophes. Ici sur Terre, ce sont des archées (micro-organismes unicellulaires) qui métabolisent l’hydrogène moléculaire et le dioxyde de carbone pour produire du méthane.

Le travail a été minutieux, compte tenu de la température du fond marin et des cheminées hydrothermales, et de l’effet qu’une population de ces microbes aurait sur leur environnement. En fin de compte, l’équipe a constaté que l’abondance observée de méthane était trop élevée pour être le résultat de processus géochimiques connus. Cela signifie qu’il pourrait y avoir des bactéries là-bas, dans les profondeurs sombres de l’océan d’Encelade. Bien sûr, ce n’est pas la seule explication. Il pourrait également y avoir des processus géochimiques sur Encelade qui ne se produisent pas ici sur Terre.

Futures missions sur Encelade : une nécessité pour confirmer l’hypothèse de la vie

L’équipe voulait simplement déterminer la possibilité d’une vie sur Encelade. « Évidemment, nous ne concluons pas que la vie existe dans l’océan d’Encelade. Nous voulions plutôt comprendre à quel point il serait probable que les cheminées hydrothermales d’Encelade puissent être habitables par des micro-organismes. Très probablement, les données de Cassini nous le disent, selon notre modèle. Et la méthanogénèse biologique semble compatible avec les données. En d’autres termes, nous ne pouvons pas rejeter l’hypothèse de la vie. Pour rejeter cette hypothèse, nous avons besoin de plus de données provenant de futures missions », explique Ferrière.

Il n’y a actuellement aucune mission dédiée prévue pour étudier Encelade, mais il existe d’autres corps glacés similaires dans le Système solaire avec des missions en attente qui pourraient fournir plus d’informations sur l’habitabilité de la lune glacée. L’Europa Clipper est envoyé pour étudier la lune glacée de Jupiter Europe, et l’explorateur JUpiter ICy (JUICE) mènera une enquête à ce sujet.

Plusieurs missions sur Encelade ont également été proposées, et il semble qu’il y ait un intérêt croissant pour revisiter cette lune glacée et collecter de nouvelles observations. « De telles données sont indispensables pour identifier les sources abiotiques de méthane qui pourraient expliquer les observations de Cassini sans faire appel à la méthanogenèse », concluent les chercheurs.

Source : https://trustmyscience.com/methane-detecte-encelade-compatible-origine-biologique/

Étoiles filantes, planètes, Lune : tous les rendez-vous du ciel de cet été

Avec l’été, les vacances, il est tentant d’explorer le ciel étoilé, seul, avec des amis ou en famille. Voici les plus grands moments qui vous attendent au cours de ces nuits estivales, courtes, mais douces et riches en découvertes… sans besoin d’être spécialiste pour en profiter.

La première chose à laquelle on pense quand on évoque le ciel d’été, ce sont les étoiles filantes avec la perspective d’un spectacle féerique pour une nuit blanche. Chaque année, les Perséides nous donnent rendez-vous pour des nuits intenses les 11-12 et 12-13 août. Mais il n’y a pas que cela à admirer : petit tour d’horizon des plus beaux rendez-vous célestes à ne pas manquer cet été.

6 juillet : la Terre était au plus loin du Soleil
C’était l’aphélie le 6 juillet, le jour où la Terre atteint le point de son orbite autour du Soleil le plus éloigné. Nous étions alors à exactement 152.100.527,044 kilomètres de notre étoile, soit environ cinq millions de kilomètres de plus que lors du périhélie, à l’opposé du calendrier, le 4 janvier. Ces petites variations de distance n’ont aucun effet tangible sur le climat.

12 et 13 juillet : Vénus et Mars au coude à coude
Le premier grand rendez-vous de l’été est la réunion au crépuscule de deux anciens amants, Mars et Vénus. Depuis notre position sur l’orbite autour du Soleil, nous pouvons ainsi voir nos deux voisines côte à côte dans la même partie du ciel, avec la Lune en fin croissant qui leur tient compagnie. Plusieurs centaines de millions de kilomètres les séparent dans la réalité. Vénus étant la plus proche du Soleil, suivie de la Terre et enfin de Mars.

C’est le 13 juillet que les deux planètes seront le plus serrées, à peine séparées dans le ciel par l’épaisseur d’un doigt, le bras tendu. Entre-temps, la Lune a un peu grossi et s’est éloignée dans le Lion. Pour Mars, c’est à son tour d’être à l’aphélie.

2 août : Saturne au plus près de la Terre
Le 2 août, Saturne sera en opposition, alignée avec la Terre et le Soleil, et au plus près de nous, à quasiment 9 unités astronomiques (8,85 UA exactement), c’est-à-dire à neuf fois la distance entre la Terre et le Soleil.

6, 7 et 8 août 2021 : la Nuit des Étoiles
C’est désormais une tradition chaque année : une pluie d’événements dans toute la France pour célébrer le ciel étoilé. De nombreux clubs d’astronomie et associations ouvrent leurs portes au public pour partager leur passion de l’astronomie. Découvrez le programme et la carte de toutes les manifestations qui se dérouleront du 6 au 8 août.

11 août : Lune et Vénus
Comme il y a un mois, la Lune est de retour auprès de Vénus. Mars, quant à elle, a pris ses distances et devient de plus en plus difficile à observer.

12-13 août : pluie des Perséides
Pas de rêveries sous le ciel d’été sans étoiles filantes. Comme à l’accoutumée, les Perséides reviennent du 17 juillet à la fin août, quoique c’est plutôt l’inverse : comme tous les ans, la Terre revient se baigner dans le courant de poussière à l’origine des Perséides. L’activité du célèbre essaim météoritique culmine lors des nuits du 11 au 12 et du 12 au 13 août. Plus particulièrement après minuit. On pourra en profiter un maximum puisque la Lune se couche tôt dans la soirée, offrant ainsi un boulevard à la nuit noire, pour les moments les plus intéressants.

Ces nuits-là donc, les micrométéorites arrachées à la comète-parent 109P/Swift-Tuttle sont des milliers à plonger dans la haute atmosphère, nous régalant d’abondantes averses luisantes. Le taux horaire moyen des Perséides est de 100 par heure au plus fort de son activité, quand la Terre navigue dans les eaux souillées par les traînées de poussières laissées par la comète.

Comment observer les Perséides ?

Comme toujours avec les essaims météoritiques (et l’observation en général en astronomie), il faut fuir le plus loin possible la pollution lumineuse des métropoles et trouver refuge dans un environnement sombre protégé des éclairages publics, et bénéficiant d’une vue la plus dégagée possible sur la voûte céleste.

Comme les Perséides jaillissent en majorité de la direction de Persée, où se situe le radient, vous devrez donc particulièrement surveiller cette constellation qui sera entièrement levée au milieu de la nuit, au-dessus du nord-est. Aussi, c’est en deuxième partie de nuit que la pluie se fait plus intense, émaillée de possibles sursauts d’activité.

20 août : Jupiter au plus proche de la Terre
La plus grosse planète du Système solaire est alignée avec la Terre et le Soleil (opposition). Sa distance avec nous est au minimum : 4 unités astronomiques, c’est-à-dire quatre fois plus loin que la Terre l’est du Soleil.

20 et 21 août : la Lune à nouveau réunie avec Jupiter et Saturne
L’une après l’autre, comme chaque mois, Saturne puis Jupiter reçoivent la visite de la Lune qui est presque pleine.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-etoiles-filantes-planetes-lune-tous-rendez-vous-ciel-cet-ete-92392/

Un « essaim » de trous noirs se déplace actuellement à travers la Voie lactée

L’amas stellaire Palomar 5 est l’un des plus denses du halo de notre galaxie, la distance moyenne entre les étoiles étant de quelques années-lumière seulement, comparable à la distance du Soleil à l’étoile la plus proche. Cet amas globulaire est également associé à un courant stellaire spéculaire qui s’étend sur plus de 20 degrés dans le ciel. Et pour couronner le tout, une équipe internationale d’astronomes et d’astrophysiciens vient de découvrir que ces deux caractéristiques distinctives de Palomar 5 sont probablement le résultat d’une population de trous noirs surdimensionnée de plus de 100 trous noirs au centre de l’amas.

Si la découverte est validée, elle expliquera comment l’amas est devenu ce qu’il est aujourd’hui, avec ses étoiles espacées de quelques années-lumière et s’étalant sur 30 000 années-lumière au total.

Palomar 5 est situé à environ 80 000 années-lumière de la Terre, et comme d’autres amas globulaires du même type, il est considéré comme un véritable « fossile » de l’Univers primitif. Il est très dense et sphérique, et contient entre 100 000 et 1 million d’étoiles très anciennes. Certains amas similaires, comme NGC 6397, sont presque aussi vieux que l’Univers lui-même.

Courants de marée : de véritables arches stellaires
Dans tout amas globulaire, toutes les étoiles se sont formées en même temps, à partir du même nuage de gaz. La Voie lactée compte environ 150 amas globulaires connus. Ces objets sont d’excellents outils pour étudier, par exemple, l’histoire de l’Univers ou le contenu en matière noire des galaxies autour desquelles ils gravitent.

Vue d’artiste d’un amas de trous noirs. | ESA/Hubble, N. Bartmann

Mais il existe un autre type de groupe d’étoiles qui retient de plus en plus l’attention : de faibles arches constituées d’étoiles, appelées « courants de marée », ou « rivières d’étoiles ». Auparavant, il était difficile de les identifier, mais grâce à l’observatoire spatial Gaia, qui s’efforce de cartographier la Voie lactée avec une grande précision en trois dimensions, un plus grand nombre de ces amas ont été mis en évidence.

« Nous ne savons pas comment ces courants de marée se forment, mais une idée est qu’il s’agit d’amas d’étoiles perturbés », a expliqué l’astrophysicien Mark Gieles de l’Université de Barcelone en Espagne. « Cependant, aucun des courants récemment découverts n’est associé à un amas d’étoiles, ce qui nous empêche d’en être sûrs. Donc, pour comprendre comment ces courants se sont formés, nous devons en étudier un auquel est associé un système stellaire. Palomar 5 est le seul cas, ce qui en fait une pierre de Rosette pour comprendre la formation des courants de marée, et c’est pourquoi nous l’avons étudié en détail ». Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.

Palomar 5 semble unique en ce sens qu’il présente à la fois une distribution très large et lâche d’étoiles et un long courant de marée, couvrant plus de 20 degrés du ciel, c’est pourquoi Gieles et son équipe se sont concentrés sur ce dernier. L’équipe a utilisé des simulations N-corps détaillées pour recréer les orbites et les évolutions de chaque étoile de l’amas, afin de voir comment elles ont pu se retrouver là où elles sont aujourd’hui.

Étant donné que des preuves récentes suggèrent que des populations de trous noirs pourraient exister dans les régions centrales des amas globulaires et que les interactions gravitationnelles avec les trous noirs sont connues pour faire dévier les étoiles, les scientifiques ont inclus des trous noirs dans certaines de leurs simulations.

Plus de 20% de la masse de l’amas constituée de trous noirs
Leurs résultats ont montré qu’une population de trous noirs de masse stellaire (plus de 100) au sein de Palomar 5 aurait pu donner lieu à la configuration que nous observons aujourd’hui. Les interactions orbitales auraient propulsé les étoiles hors de l’amas et dans le courant de marée, mais seulement si le nombre de trous noirs était nettement plus élevé que prévu.

Les étoiles s’échappant de l’amas plus efficacement et plus facilement que les trous noirs auraient modifié la proportion de trous noirs, l’augmentant considérablement. « Le nombre de trous noirs est environ trois fois plus élevé que ce que l’on attendait du nombre d’étoiles dans l’amas, et cela signifie que plus de 20% de la masse totale de l’amas est constituée de trous noirs », a déclaré Gieles. « Ils ont chacun une masse d’environ 20 fois celle du Soleil, et ils se sont formés lors d’explosions de supernovas, à la fin de la vie des étoiles massives, lorsque l’amas était encore très jeune ».

Les simulations de l’équipe ont montré que, dans environ un milliard d’années, l’amas se dissoudra complètement. Juste avant que cela ne se produise, ce qui restera de l’amas sera entièrement constitué de trous noirs, en orbite autour du centre galactique. Cela suggère que Palomar 5 n’est pas si unique, après tout… Il se dissoudra complètement en un courant stellaire, tout comme d’autres que nous avons découverts.

Cela suggère également que d’autres amas globulaires partageront probablement le même sort, à terme. Et cela confirme que les amas globulaires peuvent être d’excellents endroits pour rechercher des trous noirs qui entreront éventuellement en collision, ainsi que la classe insaisissable des trous noirs de masse moyenne.

« On pense qu’une grande partie des fusions binaires de trous noirs ont lieu dans des amas stellaires », déclare l’astrophysicien Fabio Antonini de l’université de Cardiff, au Royaume-Uni. « L’une des grandes inconnues de ce scénario est le nombre de trous noirs présents dans les amas, qui est difficile à déterminer par observation, car nous ne pouvons pas voir les trous noirs. Notre méthode nous donne un moyen d’apprendre combien de trous noirs il y a dans un amas d’étoiles en observant les étoiles qu’ils éjectent ».

Simulation montrant la formation des courants de marée dans l’amas Palomar 5 et la distribution des trous noirs (les étoiles sont représentées en jaune et les trous noirs en noir) :

Source : https://trustmyscience.com/essaim-trous-noirs-se-deplace-actuellement-a-travers-voie-lactee/