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Comment voir l’essaim d’étoiles filantes des Quadrantides dans la nuit du 3 au 4 janvier ?

La nuit du lundi 3 au mardi 4 janvier 2022 s’annonce prometteuse pour l’observation des Quadrantides. Voilà comment tenter de voir ces météores et d’où ils viennent.

2021 n’a pas été avare en actualités astronomiques. Amateurs et amatrices d’observations, sachez que 2022 s’ouvre avec d’autres opportunités de s’intéresser au ciel — à l’œil nu ou avec un instrument. Cela commence dès le mois de janvier, notamment avec un essaim d’étoiles filantes : les Quadrantides.

Quand exactement pouvez-vous admirer les Quadrantides en 2022 ? Quelle est l’origine de cette pluie d’étoiles filantes ? Voici tout ce qu’il faut savoir pour en profiter.

Comment observer les Quadrantides ?

Le maximum d’activité de l’essaim des Quadrantides est annoncé dans la nuit du lundi 3 au mardi 4 janvier 2022. À noter que, cette année, les conditions d’observation sont prometteuses, car la Lune est absente (au lendemain de la nouvelle Lune du 2 janvier). Évidemment, il faut également espérer que la météo soit clémente, sinon elle pourrait ruiner le spectacle.

Si vous tentez l’observation, sachez que vos yeux suffisent (en plus d’un bon manteau d’hiver). En théorie, les Quandrantines sont observables toute la nuit, selon Vigie-Ciel. Plus d’une centaine d’étoiles filantes sont visibles au moment du pic d’activité des Quadrantides, toujours en théorie. Dans les faits, il est conseillé de les observer plutôt en fin de nuit, avant l’aube. Les météores seront peu nombreux au commencement de la nuit (moins de 5 par heure). À compter de 3-4 heures du matin, on devrait en recenser davantage, 20 à 30 visibles par heure.

« Ceci est dû au fait que le radiant [ndlr : zone de la sphère céleste d’où les météores d’un même essaim semblent provenir], localisé dans une constellation aujourd’hui disparue, celle du Quadrant mural […], est très bas dans le ciel en première moitié de nuit, et qu’il ne s’élève qu’à partir de minuit. Or, plus le radiant est bas, moins les Quadrantides sont nombreuses ! », résume Vigie-Ciel. Le radiant de l’essaim est à chercher vers l’est, au-dessus de l’horizon. Il se trouve à mi-chemin entre deux étoiles très brillantes, Arcturus (constellation du Bouvier) et l’étoile Polaire (Petite Ourse).

Le radiant sert de de repère pour observer l’essaim, mais les Quadrantides peuvent apparaître partout dans le ciel — ne vous contentez donc pas de fixer le radiant. Il est aussi recommandé de faire preuve de patience : il faut au préalable laisser ses yeux s’habituer à l’obscurité pendant environ 30 minutes.

La vitesse apparente des Quadrantides est moyenne. Les météoroïdes (particules se déplaçant dans l’espace) qui en sont à l’origine entrent dans l’atmosphère terrestre à la vitesse de 41 kilomètres par seconde (plus de 147 000 km/h).

D’où viennent les Quadrantides ?

La Terre croise chaque année sur son orbite des trainées de poussières laissées par des comètes ou des astéroïdes sur leurs propres orbites. Ces petites particules, en entrant dans l’atmosphère terrestre à grande vitesse, produisent des phénomènes lumineux furtifs : les météores (ou étoiles filantes). Moins célèbres que les Perséides (août) ou les Géminides (décembre), les Quadrantides ont pourtant une activité similaire — mais sont plus difficiles à observer.

L’origine des Quadrantides est attribuée à un objet baptisé 2003 EH1, un astéroïde qui pourrait être une comète éteinte (ayant perdu ses éléments volatils). Il faut plus de 5 ans à 2003 EH1 pour faire un tour autour du Soleil. C’est un petit astéroïde, dont le diamètre est estimé à environ 3 kilomètres. Selon Vigie-Ciel, 2003 EH1 éjectait des particules rocheuses lorsqu’il était encore actif, à son approche du Soleil : ce sont ces particules qui continuent de voyager et que notre planète croise régulièrement.

Le maximum de l’essaim a lieu dans la nuit du 3 au 4 janvier 2022, mais son activité dure plus longtemps, généralement entre le 28 décembre et le 12 janvier. Le pic est très bref (quelques heures, au lieu de 2 jours pour d’autres essaims), car le flux de particules croisé par la Terre est mince. De plus, la Terre traverse ce flux avec un angle perpendiculaire, détaille la Nasa.

Vous savez maintenant comment profiter de l’essaim et d’où il vient. Il ne reste plus qu’à croiser les doigts pour que la météo soit favorable à l’observation ! Et n’oubliez pas de faire un vœu.

Source : https://www.numerama.com/sciences/807495-comment-voir-lessaim-detoiles-filantes-des-quadrantides-en-janvier.html

Cette étoile envoie un signal d’alarme à la vie sur Terre

Des éjections de masse coronale, les astronomes en ont observé beaucoup sur notre Soleil depuis les années 1970. Aujourd’hui, ils rapportent avoir pu étudier le phénomène sur une autre étoile, une sorte de petite sœur de la nôtre. EK Draconis leur a offert un spectacle époustouflant. Comme une fenêtre ouverte sur le passé de notre Système solaire mais aussi un avertissement pour la vie sur Terre.

Notre Soleil, nous le savons, a parfois des réactions violentes. De brutales éruptions. Ce que les astronomes appellent des éjections de masse coronale (CME). Des nuages magnétisés de particules extrêmement chaudes et énergétiques projetés à travers le Système solaire à des vitesses dépassant les mille kilomètres par heure. Le phénomène peut avoir des effets sur notre Terre et nos sociétés. Il peut être à l’origine de merveilleuses aurores polaires. Mais aussi, toucher nos satellites, perturber nos réseaux électriques ou encore nos systèmes de communication. Certains imaginent même les CME capables de provoquer un black-out du réseau internet.

En 2019, des astrophysiciens de l’université du Colorado (États-Unis) avaient montré que les jeunes étoiles semblables à notre Soleil subissent une multitude de ces sortes de super éruptions stellaires. Des dizaines, voire des centaines de fois plus puissantes que celles que nous connaissons à notre Étoile. Le résultat, notamment, d’une vitesse de rotation encore importante compte tenu de leur jeune âge. Et comme les éjections de masse coronale se produisent généralement juste après de grosses éruptions, les astronomes se demandaient depuis si ces super éruptions stellaires pourraient être à l’origine de super CME.

À l’aide du satellite Transiting Exoplanet Survey (Tess) de la Nasa et du télescope Seimei de l’université de Tokyo, pendant plusieurs mois, les chercheurs de l’université du Colorado ont cette fois observé, à une centaine d’années-lumière de notre Terre, une étoile en particulier : EK Draconis. Parce qu’elle est très semblable, en taille et en masse à notre Soleil. Elle n’est toutefois âgée que de 100 millions d’années. Une toute petite sœur, en somme, pour notre Étoile, vieille déjà de quelque 4,5 milliards d’années.

Un regard sur le passé… et le futur ?
En avril 2020, ils ont enfin surpris une super éruption sur EK Draconis. Et, à peine une demi-heure plus tard, ils ont été témoins d’une colossale éjection de masse coronale. Un nuage de plasma de plusieurs milliards de kilogrammes. Plus de dix fois plus que la CME la plus importante jamais enregistrée sur n’importe quelle autre étoile semblable à la nôtre. Avec des particules se déplaçant à plus de 1,5 million de kilomètres par heure.

La découverte suggère que notre Soleil a pu, par le passé, être lui aussi à l’origine de telles CME extrêmement violentes. Aux débuts de notre Système solaire, notamment. De quoi, peut-être, mieux comprendre certaines de ces caractéristiques d’aujourd’hui. Comme le fait que l’atmosphère de Mars soit réduite à son plus strict minimum après avoir été plus épaisse à une période de son évolution.

Les astronomes avancent également que ce type d’événement majeur pourrait toujours se produire sur notre Soleil. Avec le risque, cette fois, de porter atteinte non plus seulement à la structure de nos sociétés, mais peut-être aussi plus directement aux êtres vivants sur notre Planète. Heureusement, comme les super éruptions stellaires, de telles éjections de masse coronale sont probablement très rares — à l’échelle humaine en tout cas puisque les chercheurs s’attendent à une super éruption pouvant menacer notre Terre tous les 10.000 ans environ, même si certains les imaginent plus fréquentes — pour une étoile de l’âge de la nôtre.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/soleil-cette-etoile-envoie-signal-alarme-vie-terre-60796/

Des étoiles survivent de façon inattendue à la destruction par des trous noirs supermassifs

On observe des étoiles détruites par les forces de marée des trous noirs supermassifs depuis un certain temps, par exemple avec Tess, le chasseur d’exoplanètes. Une équipe d’astrophysiciens a reproduit le phénomène sur surperordinateur en trouvant des résultats surprenants. Certaines étoiles survivent alors que l’on pouvait s’attendre au contraire.

Parmi les événements spectaculaires mettant en jeu des trous noirs, il n’y a pas que les collisions avec d’autres trous noirs ou des étoiles à neutrons, il y a aussi le phénomène des Tidal disruption event (ou TDE) que l’on peut traduire en français par « évènement de rupture par effet de marée ».

Comme Futura l’avait déjà rappelé dans le précédent article ci-dessous, il s’agit d’une catastrophe cosmique dans laquelle une étoile s’approche trop près d’un trou noir supermassif. Les forces de marée de ces astres contenant d’un million à plusieurs milliards de masses solaires sont insignifiantes pour un astronaute ou un vaisseau spatial proche de son horizon des événements, mais il n’en va pas de même pour une étoile qui va être fortement déformée au point parfois d’être détruite par ces forces. Parmi les pionniers de l’étude de ce phénomène il y a eu, dans les années 1980, Jean-Pierre Luminet et Brandon Carter.

Des étoiles sauvées par leurs densités
Un communiqué de la Nasa accompagné d’une vidéo parle d’un travail que l’on doit à une équipe de chercheurs dirigés par Taeho Ryu, membre de l’Institut Max-Planck d’astrophysique de Garching, en Allemagne. Il concerne de nouvelles simulations numériques menées sur un supercalculateur et qui sont les premières à combiner les effets physiques de la théorie de la relativité générale d’Einstein avec des modèles réalistes d’étoiles de densités variables. Ces travaux ont été publiés et sont dans une publication en accès libre sur arXiv depuis l’année dernière.

Il existe une théorie de la structure stellaire déjà bien développée avant la seconde guerre mondiale et qui a été affinée par les progrès de l’astrophysique nucléaire après cette guerre. La montée en puissance des ordinateurs et des méthodes de l’analyse numérique nous permet aujourd’hui de faire des calculs de plus en plus précis qui vont au-delà des modèles analytiques des pionniers de la structure stellaire, comme l’étaient par exemple Evry Schatzman ou Jean-Paul Zahn.

Dans le cas présent, comme l’explique la vidéo ci-dessus, les simulations ont été menées avec des étoiles possédant d’un dixième à 10 fois la masse du Soleil passant suffisamment proche d’un trou noir d’un million de masses solaires pour que l’on puisse s’attendre à l’occurrence d’un TDE.

Remarquablement, comme ces étoiles n’ont pas un profil de densité qui varie en quelque sorte linéairement avec la masse, on constate une alternance d’étoiles détruites ou pas détruites alors que l’on s’élève vers les masses les plus élevées. Certaines étoiles vont donc survivre et d’autres non selon un schéma qui est naïvement et initialement contre-intuitif. En fait, un cœur suffisamment dense, même pour une petite masse, va avoir tendance à protéger l’étoile d’une destruction totale et ce parce qu’un tel cœur produit des forces de gravité plus intenses.

Ce genre de travail va aider les astrophysiciens à évaluer les fréquences et les manifestations des TDE vraiment explosives.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-etoiles-survivent-facon-inattendue-destruction-trous-noirs-supermassifs-60695/

8,5 millions de km du Soleil : la sonde Parker Solar bat le record de distance et de vitesse !

La sonde solaire Parker de la Nasa, lancée en 2018, a pour objectif d’étudier la couronne solaire, la partie extérieure de l’atmosphère du Soleil. Après une opération d’assistance gravitationnelle autour de Vénus, elle a battu de nouveaux records ce dimanche lors de sa dixième orbite, en atteignant une vitesse de 163 kilomètres par seconde (soit 586.800 km/h), à une distance d’environ 8,5 millions de kilomètres du Soleil.

Une sonde qui tombe de plus en plus vite vers le Soleil
La couronne solaire présente une température atteignant le million de degrés (plus de cent fois la température à la surface du Soleil). Elle est à l’origine du vent solaire (flux d’ions et d’électrons qui bombarde les planètes de notre système stellaire) et les mécanismes à l’origine de ces phénomènes sont encore mal compris.

La sonde solaire Parker vise principalement à déterminer les processus causant le réchauffement de la couronne solaire et l’accélération des particules énergétiques. Tout au long de ses mesures, elle circulera sur une orbite elliptique dont le périhélie (point le plus proche du centre de l’orbite) se situe près du Soleil, et l’aphélie (point le plus éloigné du centre de l’orbite) au niveau de l’orbite de Vénus. L’effet gravitationnel de cette dernière sera utilisé pour réduire progressivement le périhélie et permettre à la sonde de se rapprocher de plus en plus du Soleil.

Une découverte étonnante et inattendue
Alors que la sonde accélère vers le Soleil, les instruments à bord ont permis de faire une découverte inattendue : d’après Nour Raouafi, chercheur participant au projet Parker Solar Probe, « nous observons des quantités de poussière plus élevées que prévu près du Soleil ».

La sonde n’est initialement pas conçue pour détecter des grains de poussières, mais les impacts qu’ils génèrent le long de la trajectoire de la sonde forment des nuages de plasma qui produisent des décharges électriques captées par l’instrument Fields de la sonde, initialement prévue pour mesurer les champs électriques et magnétiques du Soleil. Ces impacts mettent en lumière la présence d’un nuage de poussière qui tourbillonne dans la région la plus interne du Système solaire, encore très mal explorée.

Après deux autres survols de Vénus, en 2023 et en 2024, la sonde Parker atteindra une distance de seulement 6,2 kilomètres du Soleil (soit environ un dixième de son rayon), à une vitesse proche de 700.000 km/h.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/espace-85-millions-km-soleil-sonde-parker-solar-bat-record-distance-vitesse-95023/

La sonde Parker de la Nasa survole le Soleil pour la 10e fois et pulvérise 2 records

Ce dimanche 21 novembre 2021, la mission Parker de la Nasa survole pour la dixième fois le Soleil. À cette occasion, la sonde détrône deux de ses précédents records.

La sonde solaire Parker de la Nasa détient deux records : elle est non seulement l’objet le plus rapide fabriqué par l’humanité, mais aussi le vaisseau spatial qui s’est le plus approché du Soleil. Ce dimanche 21 novembre, la sonde, qui s’approche de notre étoile pour la dixième fois, bat ses deux propres records.

La sonde solaire Parker doit alors se trouver à une distance de 8,5 millions de kilomètres de la surface solaire, en atteignant une vitesse maximale de 163 kilomètres par seconde (à cette vitesse, on mettrait 34 secondes pour voyager de Londres à New York). La mission est propulsée par un survol de la planète Vénus, survenu le 16 octobre dernier. La sonde solaire de la Nasa s’est ainsi servie de la gravité de Vénus pour se positionner sur la trajectoire qui lui permet d’approcher pour la dixième fois du Soleil. Au total, ce sont 24 passages, de plus en plus rapprochés du Soleil, qui sont prévus.

LA SONDE A DÉTECTÉ BEAUCOUP DE POUSSIÈRE : COMMENT EST-CE POSSIBLE ?
En attendant d’arriver au plus près du Soleil ce dimanche, la mission s’est préparée : « les instruments scientifiques de la sonde sont déjà en attente pour mesurer les propriétés du vent solaire près de sa source, mais le vaisseau spatial fait également d’autres découvertes décisives, voire inattendues », détaillait la Nasa dans une publication de blog, le 10 novembre. L’observatoire solaire a détecté des quantités de poussière bien plus élevées que prévu. C’est une très bonne nouvelle pour espérer mieux comprendre l’héliosphère (la zone d’influence du Soleil, limitée par l’héliopause).

Pourtant, la sonde solaire Parker ne possède pas de détecteur de poussière. Comment a-t-elle fait pour en repérer ? « Alors que les grains de poussière projettent le vaisseau spatial le long de sa trajectoire, les impacts à grande vitesse créent des nuages de plasma. Ces nuages produisent des charges électriques uniques qui sont détectées par plusieurs capteurs sur l’instrument FIELDS de la sonde, conçu pour mesurer les champs électriques et magnétiques du Soleil », explique la Nasa.

Après ce dixième survol du Soleil, la sonde aura encore besoin de deux autres approches de la planète Vénus, en août 2023 puis en novembre 2024, afin de réduire encore sa distance à l’astre central du système solaire. En décembre 2024, l’observatoire devrait se trouver à moins de 6,2 millions de kilomètres de l’étoile, à une vitesse de 192 kilomètres par seconde (à cette vitesse, un Londres-New York est bouclé en 29 secondes, ou le voyage vers la Lune en une demi-heure).

Source : https://www.numerama.com/sciences/756718-la-sonde-parker-de-la-nasa-survole-le-soleil-pour-la-10e-fois-et-pulverise-2-records.html

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/

Il y aurait environ 200 000 000 000 000 000 000 000 étoiles dans l’Univers

Les astronomes ne peuvent évidemment pas compter une par une les étoiles présentes dans l’Univers. Mais il est possible d’estimer leur nombre. Combien y a-t-il d’étoiles dans l’espace ?

L’Univers contient un nombre fini d’étoiles, c’est d’ailleurs une manière de résoudre le paradoxe d’Olbers (qui explique pourquoi le ciel est noir la nuit). Mais combien y a-t-il exactement d’étoiles dans l’espace ? L’astronome Brian Jackson, de l’université d’État de Boise aux États-Unis, a expliqué comment on pouvait estimer ce nombre dans The Conversation le 20 septembre 2021.

Évidemment, il n’est pas possible de les compter en contemplant la voûte céleste. « Regardez le ciel par une nuit claire et vous verrez des milliers d’étoiles — environ 6 000. Mais ce n’est qu’une infime fraction des étoiles. Les autres sont bien trop loin pour que nous puissions les voir », constate le scientifique. Il est cependant possible de parvenir à une estimation, indique-t-il : il y a 200 000 000 000 000 000 000 000 étoiles dans l’Univers. Soit 200 trilliards d’étoiles, ou 200 mille trillions.

PREMIÈRE ÉTAPE : COMBIEN Y A-T-IL DE GALAXIES DANS L’UNIVERS ?
Comment les astronomes parviennent-ils à ce résultat vertigineux ? Avant de « compter » les étoiles, ils doivent estimer combien de galaxies il y a dans l’Univers. « Pour ce faire, ils prennent des photos très détaillées de petites parties du ciel et comptent toutes les galaxies qu’ils voient sur ces photos. Ce nombre est ensuite multiplié par le nombre de photos nécessaires pour photographier tout le ciel », indique Brian Jackson.

On sait ainsi qu’il y a environ 2 000 000 000 000 galaxies dans notre Univers — soit 2 billions.

ENSUITE : COMBIEN Y A-T-IL D’ÉTOILES DANS LA VOIE LACTÉE ?
Il reste encore à savoir combien d’étoiles contiennent toutes ces galaxies, ce que l’on ne peut évidemment pas compter précisément, puisque ces galaxies sont pour la plupart très éloignées. Par contre, il est possible d’estimer combien d’étoiles contient notre propre galaxie, la Voie lactée. On connaît leur diversité : il y a des naines jaunes, comme notre Soleil ; des étoiles plus grosses qui tendent vers le bleu, comme Véga ; ou des étoiles plus petites, plutôt rouges, comme Proxima Centauri. Or, on peut mesurer la quantité de lumière que ces différentes sortes d’étoiles émettent, ce qui permet d’estimer le nombre d’étoiles que la Voie lactée contient.

Cette méthode permet de dire qu’il y a 100 000 000 000 étoiles dans la Voie lactée — 100 milliards.

ENFIN, ON MULTIPLIE
En se servant de la Voie lactée comme base, on peut enfin multiplier le nombre d’étoiles d’une galaxie par le nombre de galaxies dans l’Univers, soit :

100 000 000 000 x 2 000 000 000 000 = 200 000 000 000 000 000 000 000

« Le nombre est si grand qu’il est difficile à imaginer. Mais essayez ceci : c’est environ 10 fois le nombre de verres d’eau dans tous les océans de la Terre », compare l’astronome. Si vous n’avez pas encore le tournis, songez que ces 200 trilliards d’étoiles évoluent dans un Univers âgé de 14 milliards d’années (les astronomes tombent d’accord sur le nombre), en expansion (mais il y a un problème dans les mesures) et dont on n’est pas tout à fait sûr de la forme.

Source : https://www.numerama.com/sciences/743640-il-y-aurait-environ-200-000-000-000-000-000-000-000-etoiles-dans-lunivers.html

Pourquoi ce grand trou découvert dans la Voie lactée est important pour les astronomes ?

Comment le milieu interstellaire diffus forme-t-il des nuages moléculaires denses capables de donner naissance à des étoiles ? Des astronomes viennent de mettre à jour un gigantesque trou de matière qui pourrait bien les mettre sur la voie de la réponse à cette question essentielle.

Pour comprendre comment les étoiles se forment, les astronomes doivent impérativement comprendre d’abord comment les nuages moléculaires qui s’effondrent pour leur donner naissance se forment à partir d’un milieu interstellaire diffus. Pour cela, ils comptent aujourd’hui sur les progrès de l’instrumentation. Ceux offerts par la mission Gaïa de l’ESA, l’Agence spatiale européenne, par exemple. Son objectif : mesurer les distances de plus d’un milliard d’étoiles dans notre Voie lactée. Et grâce à des mesures réalisées au fil du parcours de la Terre sur son orbite, de rendre une image en trois dimensions de notre Galaxie. Le tout avec une précision incroyable de 20 microarcsecondes. C’est l’angle que ferait une pièce d’un euro si vous la voyiez à quelque 100.000 kilomètres de distance !

C’est grâce à cette précision que des astronomes de l’université de Harvard (États-Unis) viennent de découvrir un gigantesque espace vide. Une cavité. Un trou de matière béant s’étendant sur près de 500 années-lumière. Ils étudiaient les formes et les dimensions des nuages moléculaires les plus proches de nous. Celui qui se trouve dans la constellation de Persée et celui qui se trouve dans la constellation du Taureau, en l’occurrence. Des régions où se forment beaucoup d’étoiles.

Dans notre vision en deux dimensions de l’espace, ces deux nuages moléculaires semblent presque se toucher. Pourtant, la cartographie en trois dimensions établie par les astronomes montre qu’ils semblent en réalité former la coquille de l’espace vide évoqué par les chercheurs. « Des centaines d’étoiles se forment ou existent déjà à la surface de cette bulle », souligne Shmuel Bialey, astrophysicien, dans un communiqué de l’université de Harvard.

Quand la théorie se frotte à l’observation
Ce trou de matière pourrait avoir été créé par l’explosion d’une étoile en supernova — ou d’une série de supernovae –, il y a dix millions d’années. Le choc aurait poussé les poussières et les gaz vers l’extérieur. Ainsi les nuages de Persée et du Taureau ne seraient pas étrangers l’un à l’autre. Ils seraient ce qu’il reste de cette colossale explosion. Ils se seraient donc formés ensemble, à partir d’une même onde de choc.

D’autres nuages moléculaires, des régions dans lesquelles les gaz sont plus denses que dans le milieu interstellaire diffus, apparaissent également sur la cartographie tirée des données de la mission Gaïa. Tous sont comme déposés sur la surface de la fameuse cavité. Un indice de la façon dont la mort d’une étoile peut conduire à la formation de nombreuses nouvelles étoiles.

« Il existe de nombreuses théories différentes sur la façon dont le gaz se réorganise pour former des étoiles, explique Catherine Zucker, astronome. Les chercheurs ont déjà testé ces idées théoriques à l’aide de simulations, mais c’est la première fois que nous pouvons utiliser des vues 3D réelles — et non simulées — pour comparer la théorie à l’observation et évaluer les théories qui fonctionnent le mieux ».

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/formation-etoiles-ce-grand-trou-decouvert-voie-lactee-important-astronomes-93757/

Quand un trou noir déchiquette une étoile, il livre une partie de ses secrets

Les trous noirs ont la fâcheuse tendance à avaler tout ce qui passe à leur proximité. Fâcheuse ? Pas tant que ça. Car les chercheurs peuvent profiter de l’occasion pour percer quelques-uns de leurs secrets.

De petits morceaux de pâtes collés dans de la sauce tomate. Quelques éclaboussures de yaourts. Autant d’indices laissés sur une chaise haute qui peuvent vous aider à savoir de quoi était fait le repas du petit dernier… Pour un trou noir, c’est un peu pareil, nous apprennent les chercheurs aujourd’hui. Le déferlement de rayonnements qui se produit lorsqu’un tel objet déchire une étoile avant de l’engloutir peut fournir aux astronomes des informations précieuses sur sa nature. Les chercheurs parlent d’événement de rupture par effet de marée. Et la lumière qui est alors émise peut éclipser celle de toutes les étoiles de la galaxie hôte du trou noir pendant des mois. Voire des années.

Un tel événement a été enregistré sous le nom de J2150. « Le fait que nous ayons pu attraper un trou noir alors qu’il dévorait une étoile offre une opportunité remarquable d’observer ce qui serait autrement invisible », souligne Ann Zabludoff, astronome, dans un communiqué de l’université de l’Arizona (États-Unis). C’est plus précisément le rayonnement X émis à ce moment qui a été, ici, étudié par les chercheurs.

Notez que des dizaines d’événements de rupture par effet de marée ont déjà été observés par les scientifiques au centre de galaxies de taille semblable ou plus grande que notre Voie lactée et qui hébergent des trous noirs supermassifs. Ceux-ci font entre 1 million et 10 milliards de fois la masse de notre Soleil. Et lorsqu’ils avalent de la matière, c’est un véritable cataclysme.

Un trou noir intermédiaire trahit par son appétit
L’événement de rupture par effet de marée J2150 correspond, quant à lui, à la rencontre malchanceuse d’une étoile avec un trou noir de masse intermédiaire. Un trou noir qui ne pèse pas plus que 10.000 fois la masse de notre Soleil. C’est ce que les astronomes ont appris de leur analyse. De la manière dont les débris de l’étoile morte ont émis des rayons X. Le tout passé au crible de quelques modèles théoriques sophistiqués.

Ce n’est pas la première fois qu’un événement de rupture par effet de marée est observé dans une galaxie réputée trop modeste pour héberger un trou noir supermassif — les plus grandes galaxies abritent en effet les trous noirs supermassifs les plus imposants. Mais jusqu’alors, aucune donnée n’avait été suffisamment détaillée pour prouver que l’événement était alimenté par un trou noir de masse intermédiaire.


Nous savons encore très peu de choses sur ces trous noirs intermédiaires.

« Nous savons encore très peu de choses sur l’existence de trous noirs au centre de galaxies plus petites que la Voie lactée, remarque Peter Jonker, chercheur à l’université Radboud (Pays-Bas). En raison des limitations d’observation, il est difficile d’observer, au centre des galaxies, des trous noirs beaucoup plus petits qu’un million de masses solaires ». Mieux comprendre les populations de trous noirs intermédiaires par ce type d’études pourrait mettre les astronomes sur la piste des origines des trous noirs supermassifs. Certains imaginent en effet que les premiers se développent en les seconds avec le temps.

Des indices sur la matière noire
Mais les chercheurs de l’université de l’Arizona ne se sont pas arrêtés là. Ils ont aussi réussi à mesurer, grâce à cet événement de rupture par effet de marée, la manière dont ce trou noir intermédiaire tourne sur lui-même. Ils espèrent en tirer des informations sur la croissance de ces objets étonnants. « Nous excluons aujourd’hui que ce trou noir ait pu se développer sur une longue période. Mais il est possible qu’il se soit formé ainsi sans beaucoup changer depuis. Ou qu’il soit le résultat de la fusion de deux autres trous noirs intermédiaires », explique Ann Zabludoff, à partir de la mesure de la « rotation rapide, mais pas la plus rapide possible » du trou noir étudié.

Les astronomes soulignent aussi que leurs résultats exclus une large classe de bosons ultralégers comme candidats particules de matière noire. Ceux-ci empêcheraient en effet un trou noir intermédiaire de tourner aussi vite que ce qu’ils ont mesuré. Mais pour préciser tout cela, les chercheurs auront encore besoin d’étudier bien d’autres événements de rupture par effet de marée. Grâce, ils l’espèrent, à une nouvelle génération d’instruments.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-trou-noir-dechiquette-etoile-il-livre-partie-secrets-93652/

Les sursauts radio rapides signent-ils l’existence de surprenantes étoiles magnétiques ?

Pour les 20 ans de Futura, Françoise Combes, astrophysicienne médaille d’or 2020 du CNRS, s’associe à la rédaction pour vous proposer, tout au long de cette journée particulière, des sujets qui agitent la communauté des astronomes. Ici, les sursauts radio rapides. Depuis près de 15 ans que les astrophysiciens les étudient, ils en ont déjà beaucoup appris sur ces phénomènes extrêmes. Mais ils restent malgré tout l’un des plus grands mystères de notre Univers.

C’est en 2007 que le tout premier sursaut radio rapide a été repéré. Dans les archives des données collectées par le radiotélescope de Parkes (Australie). Un Fast Radio Burst (FRB), comme disent les Anglophones. Un flash d’ondes radio, donc, qui dure seulement quelques millisecondes. Mais qui dégage autant d’énergie que notre Soleil en plusieurs années.

Les astronomes ont rapidement compris que l’événement s’était produit au-delà de la Voie lactée. Bien au-delà, même. Dans une galaxie située à des milliards d’années-lumière de la nôtre. Laquelle exactement ? C’était impossible à dire.

Il aurait fallu, pour cela, détecter ce sursaut radio rapide à l’aide d’un interféromètre radio. Comprenez, un réseau d’antennes réparties sur au moins quelques kilomètres. De manière à produire suffisamment de détails pour identifier sa galaxie d’origine.

Le premier FRB qui a ainsi pu être localisé, les astronomes l’ont baptisé FRB 121102. Il provenait d’une source qui a émis plusieurs flashs. Ce qui a permis aux astronomes de le situer dans une galaxie naine, à quelque 3 milliards d’années-lumière de la Voie lactée.

Le mystère de l’origine des sursauts radio rapides
Des sursauts radio rapides répétitifs comme celui-ci, les astronomes en connaissent désormais plusieurs. Mais à des luminosités et à des fréquences de répétition parfois très différentes. Peut-être le signe qu’ils se cachent dans des galaxies très différentes les unes des autres. D’ailleurs, les chercheurs sont, depuis, parvenus à situer une douzaine de sursauts radio rapides dans des galaxies de toutes sortes. Des jeunes et des plus âgées. Des grandes et des plus petites. Même dans une galaxie spirale comme notre Voie lactée.

Et par un beau jour du mois d’avril 2020, le télescope spatial Swift a détecté un flash de rayons X provenant d’une étoile à neutrons située dans notre propre Galaxie. Deux autres instruments – Chime (Canada) et le réseau Stare2 (États-Unis) – ont observé un sursaut radio rapide juste après et dans la même direction. Le premier FRB détecté dans notre Galaxie. Moins intense que ses cousins extragalactiques, mais tout de même un indice de taille pour les astronomes qui ignoraient toujours la nature de la source de ces mystérieux phénomènes radio.

Beaucoup d’hypothèses avaient en effet circulé à ce sujet. Des plus exotiques – comme l’hypothèse d’explosions d’étoiles de Planck ou celle faisant intervenir des étoiles axioniques, de trous noirs en collision avec de la matière noire – aux plus fantasques – comme l’hypothèse de manifestations de civilisations extraterrestres – en passant par les plus basiques – comme l’hypothèse de supernovae ou de paires d’étoiles.

Récemment, une équipe française suggérait que les sursauts radio rapides pouvaient tirer leur origine d’une étoile à neutrons entourée d’une ceinture d’astéroïdes. Le phénomène serait causé par l’interaction de ces astéroïdes avec le vent de plasma très énergétique soufflé par l’étoile à neutrons.

Des magnétars se cachent-ils derrière les FRB ?
Le FRB découvert en 2020 dans la Voie lactée, lui, semble avoir ouvert la voie à une autre hypothèse prometteuse : celle d’un phénomène généré par un magnétar, un type particulier d’étoiles à neutrons jeunes et qui s’accompagne d’un champ magnétique extrêmement intense. Une hypothèse compatible avec les dernières observations du télescope spatial Hubble qui ont permis de préciser que les sursauts radio rapides observés dans des galaxies spirales se sont produits dans des régions de formation de nouvelles étoiles.

Les astronomes attendent maintenant avec impatience de nouvelles données. Car plus ils auront de sursauts radio rapides à étudier, y compris lointains, mieux ils pourront comprendre les mécanismes qui se cachent derrière. Et enfin, élucider le mystère de leur source.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-sursauts-radio-rapides-signent-ils-existence-surprenantes-etoiles-magnetiques-93238/