Cette exoplanète qui ne voulait pas mourir

Une exoplanète géante orbite autour d’une étoile qui a explosé depuis longtemps. C’est la première fois qu’une planète qui a survécu à ce type d’événement est observée, mais bien d’autres pourraient exister.

Dans quelques milliards d’années, notre Soleil se transformera en géante rouge, grandira encore et encore avant de finir par exploser, ne laissant derrière lui qu’une naine blanche. Que restera-t-il de la Terre et des autres planètes du système solaire ? A priori, pas grand-chose, même si le doute persiste.

Une étude parue dans Nature le 13 octobre 2021 affirme avoir trouvé une exoplanète (baptisée MOA2010BLG477Lb) qui a survécu à un événement similaire et qui orbite toujours autour de son étoile dépouillée. Les auteurs se sont intéressés à un signal détecté en 2010 et ont découvert qu’il s’agissait d’un système contenant une naine blanche et une planète semblable à Jupiter.

« Le signal avait en premier lieu été repéré grâce à la technique de la microlentille gravitationnelle, nous explique une des autrices Camilla Danielski, de l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie à Grenade. Mais nous avons ajouté une autre méthode basée sur l’observation directe en infrarouge. C’est comme ça que nous avons pu trouver ce couple. » L’astrophysicienne est liée à l’Institut d’astrophysique de Paris, dont de nombreux membres ont cosigné l’étude.

« NOUS SOMMES SÛRS DE NOUS »
Les précédentes observations certifiaient que cette configuration était possible en théorie, mais c’est la première fois qu’une planète est observée avec certitude autour d’une naine blanche. L’an dernier, une autre étude était parue sur le même sujet, mais les auteurs reconnaissaient qu’il y avait une incertitude, car la planète était d’une masse 14 fois supérieure à celle de Jupiter. En d’autres termes, il était très possible que ce ne soit pas une planète, mais une petite étoile comme une naine brune. « Ici, assure Camilla Danielski, nous savons que la planète fait à peu près la masse de Jupiter, nous sommes donc sûrs de nous. »

En plus, les auteurs en sont persuadés, la planète était bien là avant la transformation de l’étoile en naine blanche, car il n’y a pas de système binaire. Les modèles de formation des planètes auraient beaucoup de mal à expliquer comment un nouveau monde peut se former autour d’une naine blanche.

Pour ce qui est de l’étoile justement, des vérifications supplémentaires ont été faites, mais dans tous les cas de figure, impossible d’avoir affaire à une étoile dans sa séquence principale, avant sa transformation en géante rouge. Celle-ci est loin d’être suffisamment brillante. Ce n’est donc ni une naine brune, ni une étoile à neutron, ni un trou noir. Par élimination, c’est bien une naine blanche !

Il reste une incertitude autour de la distance entre les deux astres. À titre de comparaison, Jupiter et le Soleil sont éloignés de 5,6 unités astronomiques (une UA correspond à la distance Terre-Soleil). Dans ce système, les observateurs peuvent seulement dire que la distance est supérieure à 2,8 UA. Camilla Danielski précise : « Cela ne nous dit rien sur la distance qu’il y avait entre les deux pendant la séquence principale. La planète a pu migrer après la transformation en naine blanche, mais on ne sait pas non plus quand celle-ci a eu lieu. »

COMMENT SURVIVRE À L’APOCALYPSE
Alors comment une planète peut-elle survivre à de tels événements ? Difficile à dire, mais certaines études laissent entendre que la moitié des naines blanches ont en orbite autour d’elles des planètes qui ont survécu à leur évolution. Pour faire simple, cela dépend de la masse de l’étoile, de celle de la planète et de la distance entre les deux. En 2007, une étude suggérait que c’était possible, tant que la planète était en dehors de l’étoile lorsqu’elle s’étendait et se transformait en géante rouge. Une étape pas forcément facile puisque, dans le cas de notre Soleil, le diamètre serait multiplié environ par 200, ce qui engloberait Mercure, Vénus et probablement la Terre. Sauf dans le cas où le dégagement de son énergie repousserait les orbites des planètes.

Actuellement, il est difficile d’en savoir plus, car les naines blanches sont beaucoup plus petites et moins lumineuses que les étoiles dans leur séquence principale. Elles sont aussi beaucoup plus difficiles à détecter, d’autant plus s’il faut trouver des astres qui orbitent autour. « Nous savons que 97 % des étoiles de notre galaxie se transformeront en naine blanche, assure Camilla Danielski. Mais nous sommes actuellement limités par les moyens de détection. »

Mais cela pourrait changer dans un futur proche. L’observatoire Vera C. Rubin sera opérationnel en 2023 si tout se passe comme prévu. Ses détecteurs très sensibles seront capables de capter les objets peu brillants et il faut s’attendre à une multiplication des découvertes de naines blanches. Le télescope spatial Nancy-Grace-Roman, dont le lancement est prévu pour 2025, travaillera dans l’infrarouge et devrait aussi apporter de belles pierres à l’édifice.

Pour Camilla Danielski, les avancées possibles sont nombreuses, mais il faut faire évoluer les méthodes : « Notre étude a été rendue possible, car nous avons croisé deux techniques de détection. C’est quelque chose qui doit devenir une habitude en astronomie pour espérer en apprendre plus sur l’Univers. » La chercheuse espère, grâce à ces progrès, avoir une meilleure connaissance de toute la vie des étoiles : « Nous nous sommes longtemps intéressés aux étoiles de leur séquence principale. Mais les technologies vont nous permettre de connaître les étoiles plus jeunes, les plus vieilles… Mais aussi les planètes qui sont autour. Ce qui nous en apprendra sur l’évolution de tous ces astres. »

Source : https://www.numerama.com/sciences/747117-cette-exoplanete-qui-ne-voulait-pas-mourir.html

Le rover Perseverance roule bel et bien sur un ancien lac martien

Les images obtenues par le rover Perseverance confirment qu’un lac existait dans le cratère Jezero sur Mars, il y a 3,6 milliards d’années. Sa hauteur se trouvait 100 mètres plus bas que le laissaient penser les données obtenues depuis l’orbite.

Les premiers résultats du rover Perseverance confirment à quel point le cratère Jezero, où s’est posée la mission sur Mars, était prometteur. Le site d’atterrissage de l’astromobile a bien abrité un lac autrefois, il y a 3,6 milliards d’années. Ce lac faisait 35 kilomètres de diamètre et plusieurs dizaines de mètres de profondeur. L’annonce, relayée par le CNRS, fait l’objet d’une publication dans la revue Science le 7 octobre 2021.

« Les observations d’engins spatiaux orbitaux ont montré que le cratère Jezero de Mars contient un corps proéminent de roche sédimentaire en forme d’éventail déposé à sa marge ouest », rappellent ces scientifiques. Les images de sondes en orbite autour de Mars avaient laissé présager la complexité géologique et l’histoire de ce bassin. L’intérêt de la zone est maintenant confirmé par l’instrument SuperCam du rover : le cratère Jezero renfermait un lac alimenté par une rivière, via un delta (une embouchure de forme triangulaire).

LE LAC ÉTAIT 100 MÈTRES PLUS BAS
« Nos images de rover contraignent l’évolution hydrologique du cratère Jezero et potentiellement le climat et l’habilité de la jeune Mars », écrivent les chercheurs. La qualité des images prises par Perseverance a permis d’interpréter la géologie du lieu. Elles ont pourtant été prises à distance, à plus de 2 kilomètres des formations géologiques étudiées.

L’astromobile a ainsi observé, après son arrivée sur la planète rouge en février 2021, « un ensemble de strates sédimentaires inclinées, prises en sandwich entre des strates horizontales », décrit le CNRS dans son communiqué transmis à la presse. Cette géométrie est semblable à ce que l’on connait des deltas sur Terre et l’équipe a pu s’en servir pour déterminer la forme du lac, son altitude et le type de dépôts.

Résultat : la hauteur du lac se trouvait 100 mètres du bas que ce que suggéraient les données orbitales. Les scientifiques ont pu déterminer qu’il s’agissait d’un lac fermé, dont le niveau a fluctué. Un avantage de cette structure en lac clos est que les dépôts qui ont pu se former ont sans doute été bien préservés. Cependant, il n’est pas exclu que l’on soit donc face à un lac moins dynamique, avec moins d’activité hydrologique, qu’un lac ouvert.

ET SI PERSEVERANCE GRIMPAIT SUR LE DELTA ?
Les images du rover ont aussi aidé à voir des strates situées au-dessus des dépôts du lac. Leurs caractéristiques sont différentes, avec la présence de gros galets et de blocs de roche. Ce pourrait être un signe de crues soudaines, peut-être d’un changement climatique important, à la fin de la période où le cratère Jezero abritait le lac. Pour l’heure, les scientifiques ne savent pas quel contexte a pu entraîner un changement dans le rythme fluvial.

« Nos résultats donnent des informations pour les stratégies d’échantillonnage par Perseverance dans le cratère Jezero », anticipent les auteurs. L’idéal serait de faire monter le rover sur le delta, pour s’approcher des blocs rocheux. La zone pourrait être pertinente afin de prélever quelques-uns des échantillons de la mission, qui devront un jour rentrer sur Terre.

Source : https://www.numerama.com/sciences/745879-il-y-avait-bien-un-lac-dans-le-cratere-ou-perseverance-roule-sur-mars.html

Cet objet céleste serait à la fois un astéroïde et une comète

Un objet serait à la fois identifié comme une comète et un astéroïde. (248370) 2005 QN173, dont l’activité a été découverte à l’été 2021, « correspond aux définitions physiques d’une comète, […] même s’il a également l’orbite d’un astéroïde ».

Quelle est la nature de l’objet céleste (248370) 2005 QN173 ? Il serait à la fois une comète et un astéroïde, estime une équipe de scientifiques, qui a présenté ses travaux le 4 octobre 2021, lors d’un événement de l’Union américaine d’astronomie. Quelques jours plus tôt, le 3 septembre, les chercheurs ont mis en ligne une étude sur arXiv (il s’agit donc d’une prépublication, qui n’a pas été acceptée par une revue scientifique reconnue).

L’activité de (248370) 2005 QN173 a été découverte le 7 juillet dernier, dans le relevé ATLAS (« Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System », ou système d’alerte ultime d’impact d’astéroïde). Il s’agit du huitième astéroïde de la ceinture principale — une région entre les orbites de Mars et Jupiter qui contient beaucoup d’astéroïdes — dont l’activité a pu être constatée à plusieurs reprises. « La nature active et l’orbite astéroïdale de 248370 le placent parmi la classe des objets connus sous le nom d’astéroïdes actifs, qui présentent une perte de masse semblable à celle d’une comète tout en ayant des orbites astéroïdales dynamiques », écrivent les scientifiques dans leur étude.

« 248370 PEUT ÊTRE CONSIDÉRÉ À LA FOIS COMME UN ASTÉROÏDE ET UNE COMÈTE »
Le comportement de (248370) 2005 QN173 observé par les auteurs suggère, selon eux, que son activité provient d’un phénomène de sublimation (passage de l’état solide à gazeux) de matériau glacé. « 248370 peut être considéré à la fois comme un astéroïde et une comète, ou plus précisément un astéroïde de la ceinture principale qui vient d’être reconnu comme étant une comète. Il correspond aux définitions physiques d’une comète, en ce sens qu’il est probablement glacé et éjecte de la poussière dans l’espace, même s’il a également l’orbite d’un astéroïde », résume l’auteur principal de l’étude, Henry Hsieh, du Planetary Science Institute, dans le communiqué relayant cette découverte. La dualité de cet objet souligne que la frontière entre astéroïde et comète peut être parfois floue.

Que sait-on de ses caractéristiques ? Le noyau de (248370) 2005 QN173 mesure 3,2 kilomètres de diamètre. Sa queue, telle que mesurée en juillet 2021, mesure plus de 720 000 kilomètres de long — un peu moins de deux fois la distance Terre-Lune, 384 400 kilomètres. Quant à l’origine de son activité cométaire, les scientifiques continuent de s’y intéresser. Chez les comètes, qui proviennent majoritairement de l’extérieur du système solaire (où il fait froid), l’activité de transformation de glace en gaz survient au moment de leur orbite où elles s’approchent du Soleil. Cela les réchauffe et forme ces queues spectaculaires (qui donnent l’impression que ces comètes « plongent » vers la Terre, quand on a la chance d’en voir une). Les astéroïdes de la ceinture principale, eux, sont vraisemblablement dans l’intérieur du système solaire (plus chaud) depuis 4,6 milliards d’années : on suppose donc que toute la glace qu’ils auraient pu contenir a été éjectée depuis longtemps. Alors, comment expliquer que certains, comme (248370) 2005 QN173, présentent une activité cométaire ?

RENDEZ-VOUS EN 2026
Peut-être contiennent-ils encore de la glace. Dans le cas de (248370) 2005 QN173, il semble probable que « la sublimation [soit] un moteur principal de son activité », même si les auteurs préfèrent ne pas exclure d’autres possibilités. Si ce scénario était vrai, ces objets représenteraient une opportunité de vérifier une hypothèse : celle selon laquelle une importante partie de l’eau présente sur Terre aurait été apportée par des impacts d’astéroïdes venus de la ceinture principale, lorsque notre planète s’est formée.

Les scientifiques proposent de surveiller étroitement (248370) 2005 QN173 lors de son prochain passage au périhélie, c’est-à-dire le point de sa trajectoire qui l’approche le plus du Soleil. Cela aura lieu le 3 septembre 2026, avec une possibilité d’observer l’astéroïde dès le mois de février depuis l’hémisphère sud. « La surveillance pendant cette période sera extrêmement précieuse pour confirmer davantage la nature récurrente de l’activité de 248370 », concluent les auteurs.

Source : https://www.numerama.com/sciences/744935-cet-objet-celeste-serait-a-la-fois-un-asteroide-et-une-comete.html

Les anneaux de Saturne nous disent que son cœur est gros

Le noyau de Saturne est désormais bien mieux connu, révèle une étude parue dans Nature Astronomy. C’est grâce aux anneaux de la planète qui fournissent une vue sur sa structure interne.

Il est toujours difficile d’imager comment des scientifiques parviennent à étudier ce qui se trouve à l’intérieur de planètes éloignées. Ça l’est encore plus lorsque cette prouesse est réalisée en regardant ses anneaux. C’est pourtant ce qu’on fait une équipe de chercheurs américains qui publient leur résultat dans Nature Astronomy. Ils affirment que le noyau de Saturne est très différent de ce que disaient les théories précédentes et basent leurs conclusions sur les oscillations de ses célèbres anneaux.

La méthode habituelle pour percer une planète à jour est d’observer son champ gravitationnel, l’idéal étant d’avoir un vaisseau en orbite autour. Ce vaisseau est alors très légèrement perturbé par les forces qui s’exercent depuis la planète, ce qui peut révéler à quoi ressemble le noyau au milieu.

CASSINI PERTURBÉE PAR LES ANNEAUX
La sonde Cassini est restée treize ans dans les environs de Saturne et de ses satellites. Elle a eu l’occasion de tester ces perturbations et a permis de conclure que le noyau était compact et métallique, avec une enveloppe d’hydrogène et d’hélium. Cependant, les auteurs ajoutent quelque chose dans l’équation : les perturbations causées par les anneaux. Et ça change tout ! Ils arrivent, eux, à la conclusion que le noyau est en réalité très diffus, sans réelles frontières, et qu’il occupe jusqu’à 60 % rayon de la planète. Il s’agirait d’un mélange inconsistant d’hydrogène, d’hélium et de quelques éléments métalliques lourds.

Les chercheurs racontent : « Pour Jupiter, la sonde Juno avait émis la possibilité de l’existence d’un noyau diffus, pas bien délimité. Avec Cassini, nous avions l’opportunité unique d’étudier si c’était le cas aussi pour Saturne en s’intéressant à ses anneaux. » En effet, il existe des ondes de gravité au sein des anneaux, qui ont elles aussi été mesurées par la sonde. En prenant en compte ces perturbations dans leurs calculs, les chercheurs ont finalement conclu qu’un noyau plus diffus et plus grand paraissait plus vraisemblable. « Les modèles avec un noyau homogène central ne sont pas à exclure totalement, nuancent les auteurs, mais le nôtre semble plus plausible. »

Cela dit, il y a un problème avec ce modèle, c’est qu’il met en doute la théorie sur la formation des géantes gazeuses. La plupart des modèles de formation tablent sur une accrétion rapide autour d’un noyau métallique lourd. Or, ici il faudrait trouver une autre solution. Les auteurs établissent quelques hypothèses, notamment celle selon laquelle le noyau s’est érodé au fur et à mesure, et s’est mélangé avec l’eau et les silicates. Mais même avec ça, il reste difficile d’imaginer comment le résultat final pourrait être un noyau qui mesure plus de la moitié du rayon de la planète. La même énigme se pose à propos de Jupiter. « Des modèles plus complexes peuvent être nécessaires pour expliquer les structures internes des géantes de gaz, afin d’avoir un tableau plus complet », concluent les auteurs.

Malheureusement, aucune mission n’est prévue vers Saturne dans un avenir proche pour tenter d’en savoir plus. Il y a bien Dragonfly mais elle vise uniquement son satellite Titan. En revanche, la sonde JUICE doit bientôt s’envoler en direction de Jupiter pour peut-être lever une partie du mystère.

Source : https://www.numerama.com/sciences/732411-les-anneaux-de-saturne-nous-disent-que-son-coeur-est-gros.html

À quoi ressemblait le Soleil jeune ? Cette étoile voisine peut aider à le découvrir

Comment étudier le passé de notre étoile ? Des scientifiques se sont intéressés à une autre étoile comparable, plus jeune que le Soleil. À l’aide d’un modèle, ils estiment que l’on peut ainsi se servir de cet astre pour comprendre la jeunesse du Soleil.

De quoi avait l’air le Soleil quand il était encore tout jeune ? Si l’on sait déterminer par quelles étapes l’astre passera avant de mourir, son passé n’est pas forcément parfaitement connu. Grâce à une étoile voisine, les scientifiques disposent en quelque sorte d’un analogue du Soleil, lorsqu’il était encore jeune. La manière dont cette étoile peut servir de comparaison a été explorée dans The Astrophysical Journal ce 3 août 2021 (le texte entier est accessible en prépublication). L’étude a été relayée par la Nasa.

Mieux comprendre la jeunesse du Soleil est important pour savoir comment il a pu contribuer à façonner l’atmosphère de la Terre et, donc, l’émergence de la vie sur notre planète. Actuellement, le Soleil est âgé de 4,65 milliards d’années : il est au milieu de sa vie. Comment savoir ce qui s’est passé avant ? En examinant les caractéristiques d’une jeune étoile semblable à la nôtre. C’est en tout cas ainsi que les scientifiques ont utilisé l’étoile Kappa 1 Ceti, telle une « machine à voyager dans le passé » de notre propre étoile.

UN MODÈLE ÉTABLI À PARTIR DE DONNÉES SUR LE SOLEIL
Cette étoile se trouve à environ 30 années-lumière de nous. Son âge est estimé entre 600 et 750 millions d’années, soit l’âge que devait avoir le Soleil au moment où la vie est apparue sur la Terre. En outre, la masse et la température de Kappa 1 Ceti correspondent à celles du Soleil. Mais il restait des caractéristiques importantes à estimer : pour cela, les scientifiques ont travaillé sur un modèle existant, qui est utilisé pour étudier le Soleil. Le modèle a été établi à partir de données provenant de missions spatiales comme celles du télescope spatial Hubble, de TESS (le « Satellite de recensement des exoplanètes en transit ») ou l’observatoire XMM-Newton.

On sait que notre étoile émet ce qu’on appelle le vent stellaire (ou solaire dans le cas du Soleil), un plasma qui s’écoule continuellement. Les étoiles jeunes ont tendance à émettre des vents stellaires plus chauds et plus puissants que les étoiles plus âgées, ce qui peut avoir des conséquences sur les planètes qui les entourent. Si nous avons des moyens d’observer le vent solaire, il est plus complexe de faire de même avec le vent stellaire d’autres étoiles plus éloignées. D’où l’intérêt d’utiliser un modèle qui fonctionne pour notre Soleil, et de l’appliquer à Kappa 1 Ceti, pour en déduire les propriétés de son vent stellaire… et donc les potentielles propriétés que le vent solaire devait avoir dans la jeunesse du Soleil.

Ainsi, il devient en quelque sorte possible d’observer le passé du Soleil, à travers d’autres étoiles plus jeunes. Les scientifiques espèrent appliquer leur modèle à d’autres étoiles que Kappa 1 Ceti, afin de petit à petit retracer l’évolution qu’à pu connaître notre Soleil au fil du temps.

Source : https://www.numerama.com/sciences/730650-a-quoi-ressemblait-le-soleil-jeune-cette-etoile-voisine-peut-aider-a-le-decouvrir.html

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

On sait désormais que Mars est « chaude et gluante » à l’intérieur

Les données de l’atterrisseur InSight révèlent de nouveaux détails inédits sur la structure intérieure de Mars (croûte, manteau, noyau). La planète est peut-être froide à l’extérieur, mais elle est décrite comme « chaude et gluante » à l’intérieur.

À quoi ressemblent le cœur et l’intérieur de Mars ? Les données obtenues par l’atterrisseur InSight de la Nasa permettent de le savoir un peu mieux. « Les centaines de tremblements de Mars que j’ai mesurés le confirment maintenant, a tweeté le compte officiel @NASAInSight le 23 juillet 2021. Mars est peut-être froide et croûteuse à l’extérieur, mais elle est chaude et gluante à l’intérieur. Les nouveaux résultats scientifiques de mon sismomètre en révèlent plus sur le cœur de Mars et sur la formation de toutes les planètes rocheuses. »

Dans une série de trois articles publiés dans Science le même jour, de nouvelles découvertes sur l’intérieur de la planète rouge sont présentées. Comme le rappelle la revue scientifique, « l’intérieur d’une planète recèle d’importants indices sur son origine et son évolution thermique et dynamique ». Dans ces études, les scientifiques « présentent les premières découvertes de la structure intérieure de Mars basées sur les données de l’atterrisseur de la Nasa InSight ». Il s’agit des premières observations directes de la structure de la croûte, du manteau et du noyau sur une autre planète de type rocheux. L’intérêt est aussi de pouvoir comparer ces informations à ce que nous savons de la Terre.

CROÛTE, MANTEAU, NOYAU
Voici les principales « surprises » que les scientifiques ont pu découvrir grâce à InSight sur l’intérieur de Mars. Chacun des articles scientifiques parus dans Science s’intéresse à une couche distincte.

Sur sa croûte : elle est plus fine que prévu et contient probablement deux ou trois sous-couches (son épaisseur serait de 24 à 72 km),
Sur son manteau : il est constitué d’une seule couche de 1 560 km d’épaisseur, qui est plus simple que celle de la Terre,
Sur son noyau : il est plus imposant que prévu, avec un rayon de 1830 km, et il est en fusion (à titre de comparaison, le noyau externe de la Terre est en fusion, et son noyau interne est solide, il reste encore à découvrir s’il en est de même pour Mars).

Il a fallu deux ans pour mesurer ces données. Ce délai est tout particulièrement impressionnant lorsque l’on songe au noyau, et au temps qu’il a fallu pour mesurer celui de la Lune (40 ans après les missions Apollo) et celui de la Terre (des centaines d’années).

LES SCIENTIFIQUES ATTENDENT TOUJOURS « THE BIG ONE »
Si les rovers comme Perseverance ou Curiosity ont l’avantage de pouvoir se déplacer (lentement) pour explorer plusieurs zones, leur étude de Mars ne peut que se limiter à sa surface. Avec l’arrivée d’InSight sur Mars en 2018, et grâce aux données enregistrées avec le sismomètre de l’engin (SEIS, pour « Seismic Experiment for Interior Structure »), on a pu pour la première fois obtenir des éléments sur l’intérieur de Mars. À ce jour, le sismomètre d’InSight a pu détecter 733 tremblements de Mars. 35 d’entre eux ont pu être mobilisés dans les trois nouvelles études.

« Ces résultats fournissent une structure préliminaire de Mars qui permet de contraindre les différentes théories expliquant la chimie et la dynamique interne de la planète », peut-on lire dans Science. Les scientifiques espèrent encore intercepter un plus gros séisme — la Nasa parle de « the big one » –, pour en apprendre davantage sur les entrailles de Mars.

Source : https://www.numerama.com/sciences/728452-on-sait-desormais-que-mars-est-chaude-et-gluante-a-linterieur.html

Cet amas de galaxies se déplace le long d’une « autoroute intergalactique »

Grâce à plusieurs télescopes, les scientifiques ont pu voir un amas de galaxies en train de se déplacer le long d’une sorte d’« autoroute intergalactique ». L’amas voyage le long d’un filament, une bande de gaz chaud.

Un amas de galaxies a été observé en train d’emprunter une « autoroute intergalactique ». L’amas galactique, nommé « Northern Clump » (qu’on pourrait tenter de traduire par « amas du nord »), semble se déplacer sur un filament qui avait déjà été identifié auparavant, détaille un communiqué de l’observatoire de rayons X Chandra le 2 juillet 2021. Une étude déposée le 28 juin sur arXiv, soumise à la revue Astronomy & Astrophysics, relate la découverte.

L’amas Northern Clump se trouve à environ 690 millions d’années-lumière de notre planète. Le filament est quant à lui une bande de gaz chaud étendue sur 50 millions d’années-lumière. C’est le fait que l’amas de galaxies se déplace le long de ce filament, tel un véhicule roulant sur une autoroute, qui est la nouveauté identifiée par les scientifiques.

LES DONNÉES DE PLUSIEURS TÉLESCOPES RÉUNIES
Les observations de plusieurs télescopes ont permis d’observer le phénomène. Ici, les données du télescope XMM-Newton de l’ESA sont représentées en bleu et celles du télescope Chandra en violet. L’amas de galaxies a également été observé dans l’optique et l’infrarouge (orange, bleu, vert), ainsi que dans le domaine radio (rouge), avec l’Australian Square Kilometre Array Pathfinder.

Comme le résume le communiqué de l’observatoire Chandra, chacun de ces télescopes a pu apporter des données importantes et complémentaires sur le système et le phénomène à l’œuvre. Grâce aux données optiques, il a été possible de voir les galaxies de l’amas. Avec XMM-Newton, les gaz chauds de l’amas ont pu être observés. Chandra a permis de distinguer du gaz chaud évoluant autour d’un trou noir supermassif, situé au milieu d’une des galaxies se trouvant au centre de l’amas.

Source : https://www.numerama.com/sciences/725802-cet-amas-de-galaxies-se-deplace-le-long-dune-autoroute-intergalactique.html

Comment naissent les aurores sur Jupiter ? Le mystère est résolu

Les astronomes ont réussi à retracer la « magnifique chaîne d’événements » expliquant les aurores à rayons X sur Jupiter. Il se trouve que les ions surfent sur les lignes du champ magnétique de la géante.

Les aurores n’apparaissent pas que sur Terre. Depuis près de 40 ans, les astronomes planétaires étudient également les « émissions aurorales de rayons X » visibles sur Jupiter. Elles apparaissent lorsque les ions (atomes chargés électriquement) entrent en collision avec l’atmosphère jupitérienne. C’est là une part de l’explication. Mais le mystère est ailleurs : comment les ions atteignent-ils cette atmosphère ?

Grâce à l’analyse des données de la sonde Juno de la Nasa en orbite autour de la planète, et du télescope à rayons X (XMM-Newton) de l’ESA, une nouvelle étude publiée ce vendredi 9 juillet 2021 dans Science Advances fait le jour sur ce phénomène. Pour la première fois, les ions ont été observés en train de « surfer » sur la magnétosphère de Jupiter et ses ondes électromagnétiques.

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UNE « MAGNIFIQUE CHAÎNE D’ÉVÉNEMENTS »
La piste vers une réponse est apparue lorsque les astronomes, notamment l’auteur en chef de cette étude Zhongua Yao, ont repéré ce qui n’était pas habituel dans ces aurores, en comparaison de ce qu’il se passe sur Terre. Effectivement, sur notre planète, les aurores ne peuvent être observées qu’à des angles spécifiques : à 65 et 80 degrés de latitude au niveau des pôles magnétiques. À une latitude plus élevée, les aurores disparaissent, car elles ne peuvent plus se former : les lignes du champ magnétique se désalignent de la Terre pour se connecter aux vents solaires. Cela signifie que, du point de vue de notre connaissance d’un champ magnétique planétaire, il ne devrait pas y avoir d’aurores dans la plus haute latitude de Jupiter.

Pourtant, les émissions aurorales à rayons X de Jupiter ont bien lieu dans ces latitudes qui contredisent les prédictions. Cela signifie que le champ magnétique est « fermé » : les lignes du champ magnétique se désalignent à un pôle, et se connectent non pas aux vents solaires, mais à nouveau à la planète, à l’autre pôle. Pour investiguer de ce côté, Zhongua Yao et son équipe ont lancé des simulations informatiques, qui ont permis de déterminer que les aurores à plusieurs champs magnétiques fermés de ce type, mais qui s’étendent sur des millions de kilomètres dans l’espace, faisaient une boucle lointaine avant de revenir vers le « corps » de Jupiter.

Ce début de réponse restait insuffisant. Les astronomes ont donc utilisé le fameux téléscope XMM-Newton, pour observer Jupiter en continu pendant 26 heures. En parallèle, la sonde Juno a survolé les zones où l’équipe prédisait l’origine des aurores. Le couplage des données a permis de découvrir que cette origine est à trouver dans les fluctuations mêmes du champ magnétique jupitérien. Quand la planète tourne, elle entraîne son champ magnétique dans ce mouvement et celui-ci est frappé par le vent solaire, qui est un flux de plasma en grande partie composé d’ions. Ces particules chargées électriquement sont alors entrainées et comprimées contre le champ magnétique. Au cours de ce processus, se créent des ondes électromagnétiques qui vont « caler » les ions sur les lignes du champ.

Comme l’illustre l’Agence spatiale européenne dans un commentaire de la découverte, il faut imaginer que les ions « surfent » sur les lignes du champ magnétique, au sein de ces ondes électroniques. Ils sont entrainés sur des milliers de kilomètres, puis, en suivant le mouvement, sont ramenés vers Jupiter et percutent l’atmosphère. C’est ce qui crée les aurores de rayons X. Il s’agit, selon les auteurs de la découverte, d’une « magnifique chaîne d’événements ».

Comme à chaque fois qu’un mystère est résolu, ce sont plein de nouveaux mystères qui sont également découverts, ouvrant de nouvelles pistes de recherche, aussi bien pour étudier les champs magnétiques d’autres planètes que des aurores très particulières sur Terre appelées aurores ioniques. Plus largement, les ondes électromagnétiques à l’origine des aurores jupitériennes pourraient bien jouer « un rôle important dans le transfert d’énergie d’un endroit à l’autre du cosmos ».

Source : https://www.numerama.com/sciences/725432-comment-se-creent-les-aurores-sur-jupiter-le-mystere-est-resolu.html

La matière noire ralentirait la rotation de la barre d’étoiles de la Voie lactée

Le centre de notre galaxie est traversé par une barre d’étoiles, tournant dans le même sens que la Voie lactée. Des scientifiques viennent de constater que cette structure tourne plus lentement. La matière noire serait à l’origine de ce ralentissement.

Dans une étude publiée au sein de la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, relayée par l’University College de Londres (UCL) le 14 juin 2021, ces chercheurs soulignent que « de récentes études fournissent systématiquement des preuves d’une barre lente, bien que la vitesse précise de la barre n’ait pas encore été estimée ». Ils proposent leur mesure du phénomène : la barre de la Voie lactée aurait connu un ralentissement de sa rotation d’au moins 24 % depuis sa formation.

Afin de mesurer enfin le ralentissement de ce mouvement, les scientifiques ont utilisé des observations du satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne (ESA), lancé en 2013 pour mener une mission d’astrométrie — la branche de l’astronomie consacrée à l’étude de la position, de la distance et du mouvement des étoiles. C’est tout particulièrement un courant d’étoiles, baptisé « Hercule » (« Hercules stream » en anglais dans l’étude), qui a retenu leur attention.

Source : https://www.numerama.com/sciences/719831-la-matiere-noire-ralentirait-la-rotation-de-la-barre-detoiles-de-la-voie-lactee.html