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Comment le Système solaire est connecté au champ magnétique galactique

Il serait visible dans le domaine radio. Ce « tunnel magnétique » entourerait non seulement notre Système solaire, mais aussi quelques-unes des étoiles proches. Son étude pourrait aider les astronomes à mieux comprendre les champs magnétiques galactiques.

Depuis les années 1960, les astronomes sont intrigués par deux structures qu’ils observent dans deux régions bien séparées du ciel. Celle qu’ils appellent l’« éperon polaire nord » et celle qu’ils ont baptisée la « région de l’éventail ». Des structures visibles seulement dans le domaine radio. Aujourd’hui, des chercheurs de l’université de Toronto (Canada) suggèrent qu’elles pourraient en fait correspondre à une seule et unique structure filamenteuse et magnétique, une sorte de tube entourant le bras de local dans lequel est installé notre Système solaire.

S’inspirant d’un article scientifique publié en 1965 et qui posait l’hypothèse que des signaux radio polarisés pourraient être le résultat de notre vision du bras local, depuis l’intérieur de celui-ci, les chercheurs ont imaginé à quoi ces signaux ressembleraient. S’ils étaient considérés d’un point de vue différent. À l’aide de modélisations, de simulations et de données recueillies par des radiotélescopes plus performants aujourd’hui. Ils ont ainsi pu construire un scénario en accord avec les propriétés observées — comme la forme ou le rayonnement — de l’« éperon polaire nord » et de la « région de l’éventail ».

Mieux comprendre les champs magnétiques galactiques
Les chercheurs de l’université de Toronto concluent que le tube magnétique qu’ils imaginent pourrait se situer à environ 350 années-lumière de notre Système solaire. Une distance cohérente avec une estimation publiée récemment de celle qui nous sépare de l’« éperon polaire nord » à partir des données de la mission Gaia. Il pourrait s’étendre sur environ 1.000 années-lumière.

Ces résultats devront encore être validés par d’autres études. Peut-être à partir d’observations encore plus précises. Mais s’ils se confirment, ils pourraient apporter aux astronomes des réponses aux questions qu’ils se posent depuis longtemps sur la formation et l’évolution des champs magnétiques dans les galaxies. Sur la manière dont ils se maintiennent aussi. « Les champs magnétiques n’existent pas de manière isolée. Ils doivent tous être connectés les uns aux autres. La prochaine étape consiste donc à mieux comprendre comment ce champ magnétique local se connecte à la fois au champ magnétique galactique à plus grande échelle et aux champs magnétiques à plus petite échelle de notre soleil et de la Terre », conclut Jennifer West, astronome, dans un communiqué.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/systeme-solaire-systeme-solaire-connecte-champ-magnetique-galactique-94273/

Les naines blanches deviennent magnétiques en vieillissant

Parfois, pour mieux comprendre un phénomène, il suffit d’élargir son spectre. C’est ce que des astronomes ont fait. Ils ont observé des naines blanches de tous les âges et de toutes les masses pour découvrir que ces étoiles en fin de vie acquièrent leur champ magnétique au cours de leur phase de refroidissement.

Dans notre Voie lactée, presque toutes les étoiles finiront leur vie en naine blanche. Des objets bien plus denses que les étoiles classiques. Les astronomes estiment même qu’une cuillère à café de naine blanche pourrait peser jusqu’à une tonne ! Et s’ils savent que ces objets possèdent un champ magnétique, ils ignorent encore à quel moment de leur évolution il paraît, comment il se modifie pendant la phase de refroidissement de la naine blanche ou même, quels sont les mécanismes qui en sont à l’origine.

Pour avancer dans notre compréhension de la physique des naines blanches, des astronomes de l’observatoire d’Armagh (Irlande du Nord) et de l’université de Western Ontario (Canada) ont décidé de chercher, dans le catalogue Gaïa, toutes les naines blanches situées dans un volume d’environ 65 années-lumière autour de notre Soleil. Toutes, y compris les moins lumineuses. Et donc aussi les plus anciennes.

Car il faut savoir que les naines blanches refroidissent au fil du temps. Elles deviennent de moins en moins lumineuses. Ainsi, en favorisant jusqu’à présent l’étude des naines blanches les plus lumineuses, les astronomes se sont aussi concentrés sur les plus jeunes d’entre elles. Et les moins massives. Mais, dans le catalogue Gaïa, les chercheurs ont observé une centaine de nouvelles naines blanches — soit les deux tiers de leur échantillon, tout de même. Des objets qu’ils ont étudiés à l’aide d’un spectropolarimètre — sachant que de simples techniques spectroscopiques ne seraient pas assez sensibles — afin d’en mesurer le champ magnétique.

Encore des réponses à trouver
Les astronomes notent que les champs magnétiques sont rares au début de la vie d’une naine blanche. Et qu’ils ne montrent aucun signe évident de décroissance. Des signes que les champs magnétiques ne sont pas des caractéristiques intrinsèques des naines blanches. Mais qu’ils sont soit générés, soit amenés vers la surface au cours de la phase de refroidissement de l’étoile mourante.

Les chercheurs montrent par ailleurs que la fréquence de présence d’un champ magnétique augmente avec la masse de l’étoile et que les champs apparaissent plus fréquemment après que le noyau carbone-oxygène a commencé à cristalliser. Les champs magnétiques les plus faibles observés sur des naines blanches peuvent être expliqués par un mécanisme dynamo. Le mécanisme pourrait aussi produire des champs plus forts que ne le pensaient les chercheurs.

Mais, problème : la rotation rapide que nécessite l’effet dynamo n’est généralement pas observée sur les naines blanches. Et les champs magnétiques observés atteignent parfois plusieurs centaines de millions de Gauss. Or les physiciens savent que le phénomène de dynamo ne peut pas être invoqué pour des champs magnétiques de plus de 0,1 million de Gauss. Ainsi, d’autres études devront tenter de démêler le problème.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/etoile-naines-blanches-deviennent-magnetiques-vieillissant-93912/

Science : que révèle la nouvelle carte de la matière noire sur le cosmos ?

Une équipe internationale de chercheurs a créé la carte la plus grande et la plus détaillée de la distribution de la matière dite noire dans l’Univers.

Les résultats sont surprenants car ils montrent qu’elle est légèrement plus lisse et plus étendue que ce que les meilleures théories actuelles prédisent.

L’observation semble s’écarter de la théorie de la relativité générale d’Einstein, ce qui pose une énigme aux chercheurs.

Les résultats ont été publiés par la Dark Energy Survey Collaboration.

La matière noire est une substance invisible qui imprègne l’espace. Elle représente 80 % de la matière de l’Univers.

Les astronomes ont pu déterminer où elle se trouvait car elle déforme la lumière des étoiles lointaines. Plus la distorsion est grande, plus la concentration de matière noire est importante.

Le Dr Niall Jeffrey, de l’École normale supérieure de Paris, qui a reconstitué la carte, indique que ce résultat pose un « vrai problème » pour la physique.

« Si cette disparité est vraie, alors peut-être qu’Einstein avait tort », explique-t-il à BBC News. « Vous pourriez penser que c’est une mauvaise chose, que la physique est peut-être brisée. Mais pour un physicien, c’est extrêmement excitant. Cela signifie que nous pouvons découvrir quelque chose de nouveau sur la façon dont l’Univers est réellement », dit-il.

Le professeur Carlos Frenk, de l’université de Durham, qui était l’un des scientifiques qui se sont appuyés sur les travaux d’Albert Einstein et d’autres pour développer la théorie cosmologique actuelle, confie qu’il avait des émotions mitigées en apprenant la nouvelle.

« J’ai passé ma vie à travailler sur cette théorie et mon cœur me dit que je ne veux pas la voir s’effondrer. Mais mon cerveau me dit que les mesures étaient correctes, et que nous devons envisager la possibilité d’une nouvelle physique », admet le professeur Frenk.

« Ensuite, mon estomac se crispe, car nous n’avons aucun terrain solide à explorer, car nous n’avons aucune théorie de la physique pour nous guider. Cela me rend très nerveux et craintif, car nous entrons dans un domaine totalement inconnu et qui sait ce que nous allons trouver », poursuit-il.

En utilisant le télescope Victor M Blanco au Chili, l’équipe à l’origine de ces nouveaux travaux a analysé 100 millions de galaxies.

La carte montre comment la matière noire s’étend dans l’Univers. Les zones noires sont de vastes zones de néant, appelées vides, où les lois de la physique pourraient être différentes. Les zones claires sont les endroits où la matière noire est concentrée. On les appelle « halos » car c’est en leur centre que se trouve notre réalité. En leur sein se trouvent des galaxies comme notre propre Voie lactée, qui brillent comme de minuscules joyaux sur une vaste toile cosmique.

Selon le Dr Jeffrey, qui fait également partie d’un département de l’University College London, la carte montre clairement que les galaxies font partie d’une structure invisible plus vaste.

« Personne dans l’histoire de l’humanité n’a été capable de regarder dans l’espace et de voir où se trouve la matière noire dans une telle mesure. Les astronomes ont été en mesure de construire des images de petites parcelles, mais nous avons dévoilé de nouvelles et vastes étendues qui montrent beaucoup plus de sa structure. Pour la première fois, nous pouvons voir l’Univers d’une manière différente ».

Mais la nouvelle carte de la matière noire ne montre pas tout à fait ce que les astronomes attendaient. Ils ont une idée précise de la répartition de la matière 350 000 ans après le Big Bang, grâce à un observatoire orbital de l’Agence spatiale européenne appelé Planck. Il a mesuré le rayonnement encore présent à ce moment-là, appelé le fond diffus cosmologique, ou plus poétiquement, la « lueur de la création ».

S’inspirant des idées d’Einstein, les astronomes, comme le professeur Frenk, ont élaboré un modèle pour calculer comment la matière devait se disperser au cours des 13,8 milliards d’années suivantes, jusqu’à aujourd’hui. Mais les observations réelles de la nouvelle carte sont fausses de quelques pour cent – elles montrent que la matière est répartie de manière légèrement trop uniforme.

En conséquence, le professeur Frenk pense que notre compréhension du cosmos pourrait connaître de grands changements.

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« Nous avons peut-être découvert quelque chose de vraiment fondamental sur le tissu de l’Univers. La théorie actuelle repose sur des piliers très sommaires faits de sable. Et ce que nous voyons peut-être, c’est l’effondrement de l’un de ces piliers. »

Mais d’autres, comme le professeur Ofer Lahav, de l’University College London, ont un point de vue plus conservateur.

« La grande question est de savoir si la théorie d’Einstein est parfaite. Elle semble passer tous les tests, mais avec quelques déviations ici et là. Peut-être que l’astrophysique des galaxies a juste besoin de quelques ajustements. Dans l’histoire de la cosmologie, il y a des exemples où les problèmes ont disparu, mais aussi des exemples où la pensée a changé. Il sera fascinant de voir si la « tension » actuelle en cosmologie conduira à un nouveau changement de paradigme », ajoute-t-il.

La collaboration DES regroupe plus de 400 scientifiques de 25 institutions dans sept pays.

Source : https://www.bbc.com/afrique/monde-57281845

Un nouveau cycle d’éruptions solaires pourrait mettre le monde à genoux

Comment se préparer à un orage électromagnétique de grande ampleur?

Il est certes l’astre qui offre la vie à toute chose sur Terre. Mais alors qu’il est entré en 2020 dans un nouveau cycle de onze ans d’éruptions majeures, le soleil pourrait aussi être responsable, dans les années qui viennent, de désastres dont notre monde technologique peine encore à imaginer l’ampleur.

Il lui suffit pourtant de regarder l’histoire, plus ou moins proche, pour comprendre les ravages potentiels. Comme le rappelle Bloomberg, le plus puissant des orages électromagnétiques reconnus comme tels par l’humanité remonte à 1859.

Nommé le Carrington Event et décrit comme une «super tempête solaire parfaite», il aurait détruit une grande quantité du précieux ozone stratosphérique et a provoqué une surcharge électrique sur les réseaux télégraphiques nord-américains; certains opérateurs ont rapporté des électrocutions et que certaines stations avaient pris feu.

Plus proche de nous, en mars 1989, une autre de ces éruptions solaires, propulsant «un jet de matière grand comme trente-six fois la Terre à plus de 1,6 million de kilomètres/heure» a plongé pendant neuf heures six millions de Québecois et Québécoises dans le noir et dans le froid.

Les dangers sont donc bien réels, et le sont d’autant plus que depuis 1859 ou 1989, le monde est devenu absolument dépendant d’une fourniture électrique régulière et sans cahot, comme l’a montré le récent désastre texan, ainsi que sur les centaines de technologies et satellites qui règlent chacun des aspects de sa vie quotidienne.

Ces éruptions constituent un danger existentiel pour les satellites orbitant autour de la Terre, notamment pour l’omniprésent et vital global positioning system, pour les grilles et appareils électriques, pour les ondes radio ou pour les équipages d’avion (danger de cataracte pour les pilotes, auquel s’ajoute le risque de fausse-couche pour les femmes).

Bref: une très grosse éruption, comme la Terre en essuie tous les 150 ans selon les scientifiques, serait à même de plonger le monde dans le chaos. Concentrée sur le seul cas des États-Unis, une étude de l’American Geophysical Union parue en 2017 estime qu’un tel événement pourrait toucher 66% de la population américaine et représenter un coût économique de 41,5 milliards de dollars par jour.

Comme le rappelle Bloomberg, les observateurs sur le plancher des vaches peuvent constater, en temps réel, la survenance d’éruptions solaires. Ils ne peuvent en revanche réellement en connaître la nature et la dangerosité que lorsque la vague atteint des satellites spécialisés dans ces menaces, situés à un million de kilomètres de notre planète: à ce point, explique le site, il ne reste que 60 à 90 minutes avant que l’orage ne balaie la Terre.

Comment alors le monde peut-il se préparer à un tel orage? Certaines choses peuvent être imaginées pour en mitiger les effets –modernisation et consolidation des grilles électriques, utilisation généralisée de protections contre leur surcharge, plus grande utilisation de métaux non-magnétiques, etc.

Les scientifiques, appuyés par de récents programmes gouvernementaux renforçant leur rôle, semblent néanmoins s’accorder sur un point. Seule une «météo solaire» plus précise, une plus grande prévisibilité des orages électromagnétiques et une connaissance fine de leurs effets prévisibles peuvent permettre à l’humanité de mieux faire face à ce qu’elle ne peut de toute façon pas maîtriser.

Source : https://korii.slate.fr/tech/technologie-danger-cycle-eruptions-solaires-orages-electromagnetiques-electricite-meteo

Les restes enfouis d’une ancienne planète pourraient impacter le champ magnétique terrestre

L’anomalie de l’Atlantique Sud pourrait affecter les engins spatiaux. © Insider

L’armure géomagnétique de la Terre a une faille, et elle s’agrandit. Un point faible du champ magnétique de notre planète, situé au-dessus du sud de l’océan Atlantique, s’est agrandi au cours des deux derniers siècles, et il commence à se diviser en deux. Pour ceux d’entre nous qui sont au sol, il n’y a pas lieu de s’inquiéter : le champ de protection continue de protéger la planète des radiations solaires mortelles.

Mais l’Anomalie de l’Atlantique Sud (AAS), qui porte bien son nom, affecte les satellites et autres engins spatiaux qui traversent une zone située entre l’Amérique du Sud et le sud de l’Afrique. En effet, de plus grandes quantités de particules solaires chargées s’infiltrent dans le champ à cet endroit, ce qui peut provoquer des dysfonctionnements dans les ordinateurs et les circuits.

La source de cette « bosse » croissante, comme l’appelle la NASA, est un peu un mystère. Mais les scientifiques s’attendent à ce qu’elle continue de s’étendre. Julien Aubert, expert en géomagnétisme de l’Institut de physique du globe de Paris, a déclaré à Insider : « Cette chose est amenée à augmenter de taille à l’avenir ». Le scientifique pense que la bosse pourrait avoir un lien avec deux gigantesques blobs de roche dense enterrés à 1 930 kilomètres à l’intérieur de la Terre. En raison de leur composition, les protubérances perturbent le métal liquide du noyau externe qui génère le champ magnétique.

Les deux protubérances sont « des millions de fois plus grandes que l’Everest en termes de volume », selon Qian Yuan, un chercheur étudiant la géodynamique à l’Arizona State University. L’équipe de Qian Yuan pense que les blobs ont une origine extraterrestre : après qu’une ancienne planète de la taille de Mars ait percuté la Terre, elle pourrait avoir laissé ces morceaux derrière elle.

Des morceaux d’une planète vieille de 4,5 milliards d’années à l’intérieur de la Terre

À près de 3 000 km sous la surface de la Terre, le fer tourbillonnant dans le noyau externe de la planète génère un champ magnétique qui s’étend de là jusqu’à l’espace entourant notre planète. Ce tourbillon est généré, en partie, par un processus au cours duquel les matériaux plus chauds et plus légers du noyau s’élèvent dans le manteau semi-solide au-dessus. Là, elle est remplacée par la matière plus froide et plus dense du manteau, qui s’enfonce dans le noyau. C’est ce qu’on appelle la convection.

Le problème est que quelque chose à la limite entre le noyau et le manteau sous l’Afrique australe perturbe cette convection, affaiblissant ainsi la force du champ magnétique au-dessus.

Selon Julien Aubert, il est plausible que l’un des blobs étudiés par l’équipe de Qian Yuan soit en cause.

Vue d’artiste d’une possible collision entre une proto-planète comme Theia et la Terre.
 NASA/JPL-Caltech/Wikimedia Commons

Les recherches de Qian Yuan supposent que les protubérances sont des vestiges d’une ancienne planète appelée Theia, qui a heurté la Terre à ses débuts il y a 4,5 milliards d’années. La collision a contribué à la création de la lune. À la suite de cette collision, deux parties de Theia auraient coulé et se seraient conservées dans la partie la plus profonde du manteau terrestre. L’animation ci-dessous, basée sur une analyse de 2016, montre l’emplacement de ces fragments planétaires.

Selon Qian Yuan, ces blobs — leur nom technique est grandes provinces à faible vitesse de cisaillement — sont entre 1,5 et 3,5 % plus denses que le reste du manteau terrestre, et aussi plus chauds. Ainsi, lorsque ces morceaux sont impliqués dans la convection, ils peuvent perturber le flux régulier. Cela pourrait conduire le fer du noyau sous l’Afrique australe à tourbillonner dans la direction opposée à celle du fer dans d’autres parties du noyau.

L’orientation du champ magnétique de la Terre dépend de la direction dans laquelle se déplace le fer à l’intérieur. Pour avoir un champ magnétique puissant, il faut que l’ensemble soit orienté dans le même sens. Ainsi, toute zone qui s’écarte du schéma habituel affaiblit l’intégrité globale du champ.

Visualisation du champ magnétique de la Terre.
 NASA Goddard Space Flight Center

Pourtant, il est possible que ces provinces à faible vitesse de cisaillement ne soient pas du tout responsables du point faible du champ. « Pourquoi la même faiblesse ne se produit-elle pas dans le champ magnétique au-dessus du Pacifique, où se trouve l’autre province ? s’interroge Christopher Finlay, géophysicien à l’Université technique du Danemark.

Une « région hostile »

Un champ plus faible permet à davantage de particules chargées provenant du vent solaire d’atteindre les satellites et autres engins spatiaux en orbite terrestre basse. Cela peut causer des problèmes avec les systèmes électroniques, interrompre la collecte de données et entraîner un vieillissement prématuré des composants informatiques coûteux.

Dans les années 1970, 1980 et 1990, les pannes de satellite étaient fréquentes dans l’anomalie de l’Atlantique Sud, a expliqué Julien Aubert. Aujourd’hui encore, l’Agence spatiale européenne constate que les satellites qui traversent la région sont « plus susceptibles de subir des défaillances techniques », comme de brefs pépins qui peuvent perturber les communications. C’est pourquoi il est courant que les opérateurs de satellites désactivent les composants non essentiels lorsque les objets traversent la région. Le télescope spatial Hubble traverse lui aussi l’anomalie au cours de 10 de ses 15 orbites autour de la Terre chaque jour, passant près de 15 % de son temps dans cette « région hostile », selon la NASA.

Le point faible s’affaiblit

Les chercheurs utilisent un ensemble de trois satellites, surnommés collectivement Swarm, pour surveiller l’anomalie de l’Atlantique Sud. Certaines études indiquent que la superficie totale de la région a quadruplé au cours des 200 dernières années et qu’elle continue de s’étendre d’année en année. L’anomalie s’est également affaiblie de 8% depuis 1970.

Au cours de la dernière décennie, Swarm a également observé que l’anomalie s’est divisée en deux : une zone de faiblesse magnétique s’est développée au-dessus de l’océan au sud-ouest de l’Afrique, tandis qu’une autre se situe à l’est de l’Amérique du Sud.

Selon Christopher Finlay, c’est une mauvaise nouvelle, car cela signifie que la région hostile aux engins spatiaux va s’agrandir. « Les satellites auront des problèmes non seulement au-dessus de l’Amérique du Sud, mais aussi lorsqu’ils survoleront l’Afrique australe », a-t-il déclaré.

Version originale : Aylin Woodward/Insider

Source : https://www.businessinsider.fr/les-restes-enfouis-dune-ancienne-planete-pourraient-impacter-le-champ-magnetique-terrestre-187196?fbclid=IwAR3QLAEYACl209Q6A12wjsxxXRHQhUmm2UInBzX3zavnUMB-biG7m5fBlrY