Des astronomes ont vu la fin du Système solaire !

Quelque part vers le centre de la Voie lactée, il est une étoile morte, une naine blanche, autour de laquelle orbite une planète géante. Pour les astronomes, le système ressemble à s’y méprendre à ce que deviendra notre Système solaire une fois que notre Soleil aura brûlé tout son carburant. Excitant !

Des bonimenteurs qui prétendent être en mesure de voir votre avenir. Il en existe pas mal. Mais cette fois, ce sont des astronomes tout à fait sérieux qui nous proposent de faire un saut dans le futur. Pour aller voir de quoi sera fait l’avenir de notre Système solaire. Rassurez-vous, ils ne prétendent pas avoir mis au point une machine à voyager dans le temps. Ils ont tout simplement débusqué un système planétaire qui ressemble exactement au destin attendu pour notre Système solaire. À ce qu’il sera lorsque notre Soleil atteindra la fin de sa vie. Dans quelque 5 milliards d’années.

Par effet de microlentille gravitationnelle — qui se produit lorsqu’une étoile proche de la Terre s’aligne momentanément avec une étoile plus éloignée –, ils ont découvert une planète géante. Dont la masse est de l’ordre de 40 % supérieure à celle de notre Jupiter. Et lorsqu’ils sont partis en quête de son étoile hôte, surprise! Celle-ci ne brillait pas suffisamment pour être une étoile de ce que les astronomes appellent la séquence principale.

Les données leur ont rapidement permis d’exclure que l’hôte de cette exoplanète géante puisse s’agir d’une naine brune, d’une étoile à neutron ou encore d’un trou noir. Ne restait alors plus qu’une seule possibilité. La planète jumelle de Jupiter doit graviter autour d’une naine blanche. Une étoile morte. Située près du centre de la Voie lactée.

Jupiter pourrait survivre
Rappelons que lorsqu’une étoile de la séquence principale, comme notre Soleil, a brûlé tout l’hydrogène de son noyau, elle passe par un stade dit de géante rouge. Puis elle s’effondre sur elle-même. Elle rétrécit jusqu’à devenir une naine blanche. Un reste d’étoile dense et chaud. De la taille de la Terre, mais deux fois plus massif que notre Étoile ! Un reste difficile à observer pour les astronomes, car très faiblement lumineux.

La découverte des chercheurs constitue la preuve que des planètes en orbite suffisamment loin de leur étoile, peuvent très bien survivre après sa « mort ». « Ainsi, Jupiter et Saturne pourraient échapper à la fin de vie de notre Soleil. L’avenir de la Terre est plus incertain. Notre Planète est beaucoup plus proche du Soleil », remarque David Bennett, chercheur à l’université du Maryland (États-Unis), dans un communiqué. « Si l’humanité voulait se déplacer vers une lune de Jupiter ou de Saturne avant que le Soleil n’engloutisse la Terre pendant sa phase de supergéante rouge, nous resterions toujours en orbite autour du Soleil, bien que nous ne puissions plus compter sur la chaleur du Soleil une fois celui-ci transformé en naine blanche. »

Les chercheurs comptent sur le futur télescope spatial Nancy Grace Roman qui devrait être lancé en 2025 pour obtenir plus d’informations sur ce genre de systèmes planétaires. Le principal objectif de cet instrument qui œuvrera dans l’infrarouge est en effet d’imager directement des exoplanètes géantes. En étudiant les planètes en orbite autour de naines blanches dans la région centrale de notre Galaxie, le télescope devrait permettre aux astronomes s’il est courant que des planètes semblables à Jupiter échappent aux derniers jours de leur étoile, ou si une fraction importante d’entre elles sont détruites au moment où leurs étoiles hôtes deviennent des géantes rouges.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/systeme-solaire-astronomes-ont-vu-fin-systeme-solaire-94176/

Hubble apporte des preuves de vapeur d’eau persistante dans un hémisphère d’Europe

De la vapeur d’eau a été trouvée, de façon persistante, sur l’hémisphère arrière d’Europe, la lune de Jupiter. Étonnamment, son hémisphère avant en semble dépourvu.

Europe, le quatrième plus grand satellite de Jupiter, intéresse grandement les astronomes. Le plus petit des satellites galiléens semble en effet abriter un océan d’eau sous la surface, ce qui en fait un objet d’étude des plus importants pour la recherche d’une éventuelle forme de vie extraterrestre. Comme nous vous le rapportions dans les articles ci-dessous, des panaches de vapeur d’eau, similaires à ceux observés sur Encelade, semblent s’échapper d’Europe, probablement causés par des cryogeysers en éruption.

De la vapeur d’eau, mais sur un seul hémisphère
Le satellite Europe est ainsi connu pour être entouré d’une fine atmosphère de dioxygène et de vapeur d’eau, même si la pression à sa surface n’est qu’un milliardième de la pression à la surface de la Terre.

Des observations des lunes glacées de Jupiter dans l’ultraviolet lointain, obtenues grâce au télescope spatial Hubble, ont été utilisées dans le passé pour détecter leurs atmosphères d’oxygène. La réanalyse d’images et de spectres de Ganymède, le plus gros satellite naturel de Jupiter et de tout le Système solaire, a récemment montré que les mêmes observations contiennent également des informations selon lesquelles la vapeur d’eau est abondante dans son atmosphère en plus de l’oxygène. En utilisant la même analyse pour Europe, Lorenz Roth, de l’École royale polytechnique (KTH) à Stockholm (Suède), y a trouvé également une atmosphère de vapeur d’eau, mais uniquement au-dessus de l’hémisphère arrière de la lune (l’hémisphère qui est dos à son mouvement orbital).

La vapeur d’eau n’a pas été vue directement, mais plutôt l’empreinte spectrale ultraviolette de l’oxygène a été mesurée par Hubble. Comme l’explique Lorenz Roth dans son article, des études antérieures de l’intensité des émissions de l’oxygène à 135,6 et 130,4 nanomètres ont révélé du dioxygène dans l’atmosphère d’Europe. Ici, il a étudié les changements relatifs des deux émissions d’oxygène et le profil radial des émissions à travers le disque ensoleillé dans des observations du télescope spatial Hubble prises en 1999, 2012, 2014 et 2015, alors que la lune était à différentes positions orbitales. Les observations impliquent une abondance de vapeur d’eau stable dans la partie centrale de l’hémisphère arrière éclairé par le Soleil, avec un rapport H2O/O2 de 12 à 22. Cela signifie que la vapeur d’eau est constamment reconstituée dans cet hémisphère. En revanche, sur l’hémisphère avant, les émissions sont compatibles avec une atmosphère de dioxygène pur.

Un sujet d’étude prometteur pour les missions à venir
Contrairement aux geysers, cette vapeur d’eau ne vient pas de l’intérieur d’Europe, mais plutôt de la sublimation de la glace de surface par la lumière solaire.

Cette détection ouvre la voie à des études approfondies d’Europe lors de futures missions spatiales, dont Jupiter Icy Moons Explorer (Juice), sonde de l’Agence spatiale européenne dont le lancement est prévu en août ou septembre 2022, et sa consœur américaine Europa Clipper, qui devrait pour sa part décoller en octobre 2024. Comprendre la formation et l’évolution de Jupiter et de ses lunes aide également les astronomes à mieux comprendre les planètes semblables à Jupiter autour d’autres étoiles.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/europe-hubble-apporte-preuves-vapeur-eau-persistante-hemisphere-europe-64403/

Vénus a-t-elle pu avoir un océan dans le passé ? « Notre réponse est non » !

Vénus, c’est l’une des quatre planètes rocheuses de notre Système solaire. Il y règne une température étouffante. Et pas une goutte d’eau ne peut aujourd’hui y couler. Cela ne fait aucun doute. Mais pour les chercheurs, le passé de la planète reste mystérieux. Certains lui imaginent des océans. D’autres avancent que Vénus n’a jamais connu les conditions nécessaires à la formation de telles étendues d’eau liquide. Jérémy Leconte, chercheur au Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux, fait le point pour nous.

Aujourd’hui, Vénus est une planète sèche. Désertique. Pourtant les scientifiques se demandent si elle n’aurait pas, dans son passé, pu abriter un océan. Ressembler un peu plus à la Terre. « Non », conclut une étude réalisée par des chercheurs du CNRS et de l’université de Versailles Saint-Quentin.

Avant de raconter comment ces scientifiques français en sont arrivés là, il est bon de rappeler qu’une autre étude, publiée il y a quelques années déjà par des chercheurs américains, avait imaginé une Vénus couverte d’océans. Les simulations climatiques lancées à partir de là, avec une atmosphère semblable à celle que nous connaissons sur notre Terre, avaient alors montré que ces océans avaient tendance à s’évaporer, formant des nuages protecteurs, qui réfléchissent la lumière du Soleil. « Dans la zone dite substellaire, c’est-à-dire au point où le Soleil chauffe le plus fort, surtout, nous précise Jérémy Leconte, chercheur au Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux. Un peu comme ce qui se passe sur Terre, au niveau de l’équateur, en somme ».

Les travaux des chercheurs français ne viennent pas réellement en contradiction. « Nos confrères expliquent que si des océans ont existé sur Vénus, ils ont pu se maintenir, souligne Jérémy Leconte. Nous, nous nous sommes demandé si des océans avaient seulement pu se former sur Vénus. Et notre réponse est non ».

Quelles chances de former un océan sur Vénus ?
« Lorsqu’elles se forment, les planètes se couvrent littéralement d’un océan de magma. Un magma qui dégaze beaucoup et entretient une atmosphère très épaisse constituée notamment de dioxyde de carbone (CO2) et de vapeur d’eau (H20). L’effet de serre est intense, nous décrit l’astrophysicien. Si la planète se refroidit suffisamment pour permettre à la vapeur d’eau de se condenser et à la pluie de tomber, des océans peuvent se former ». C’est ce qui s’est joué sur notre Terre.

Le modèle climatique sur lequel s’appuient les chercheurs français révèle que sur Vénus, les choses ne se sont pas du tout passées comme l’envisageait le scénario imaginé par l’étude américaine. « Le seul endroit de la planète sur lequel il ne faisait pas trop chaud, c’était du côté nuit. Et en plus, très haut dans l’atmosphère, du côté de la stratosphère. Des masses d’air chargées en vapeur d’eau ont pu y arriver depuis le côté jour. Elles ont alors formé des nuages, mais qui sont restés localisés du côté nuit. Ils n’ont donc pas pu avoir d’effet protecteur. Ils n’ont pas pu participer à rafraîchir Vénus. Pire, ils ont formé une sorte de bouclier thermique qui a même empêché la planète de se refroidir. La pluie n’a pas pu tomber. Aucun océan n’a pu se former. »

Il y a très peu de chance pour que Vénus ait pu former un océan.

« Si on imagine le fait d’avoir des océans sur Vénus comme un lancer à pile ou face, l’étude américaine nous disait seulement que si la pièce tombe sur la tranche, elle a de fortes chances d’y rester. Très bien. Mais nous, nous disons… que la pièce a très peu de chance de tomber sur la tranche », poursuit Jérémy Leconte.

En tirer des informations sur les autres planètes
Les astrophysiciens souhaitent désormais comprendre ce que cette étude peut avoir comme implication concernant les exoplanètes. Ils aimeraient fixer mieux les limites dans lesquelles il peut exister de l’eau liquide. « Savoir qu’il n’a jamais pu se former d’océan sur Vénus nous donne une indication précieuse, nous fait remarquer Jérémy Leconte. Nos travaux nous poussent à envisager que si notre Terre était née autour d’une étoile telle qu’est notre Soleil aujourd’hui, elle n’aurait peut-être jamais pu se refroidir suffisamment pour former des océans. Ainsi, une exoplanète située à la même distance de son étoile que nous de la nôtre n’abrite pas nécessairement des océans. Il suffit que son étoile ait peu évolué — comme c’est le cas des naines rouges, étoiles hôtes de la plupart des exoplanètes connues — pour que cette planète n’ait jamais été en mesure de se refroidir suffisamment ».

Répondre à la question de potentiels océans passés sur Vénus pourrait aussi apporter des informations cruciales sur l’avenir de notre planète. « Des études nous ont déjà montré que la Terre pourrait, d’ici un milliard d’années — un laps de temps qui reste à définir plus précisément –, perdre ses océans, nous explique l’astrophysicien. Par le passé, Vénus recevait un peu moins d’énergie du Soleil. Du fait même de la nature de notre étoile qui gagne en luminosité au fil du temps. Un peu ce que notre Planète reçoit aujourd’hui. Dans le futur, la Terre recevra plus d’énergie du Soleil, un peu comme ce que Vénus reçoit aujourd’hui. C’est ainsi qu’en étudiant le passé de Vénus, nous pouvons espérer préciser si et quand notre Planète risque de perdre ses océans. »

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/venus-venus-t-elle-pu-avoir-ocean-passe-notre-reponse-non-94144/

Qu’est-ce qu’une comète ?

Les comètes, ces petits corps à la « chevelure » impressionnante, sont des vestiges du système solaire. Ces restes glacés peuvent offrir un sublime spectacle astronomique, parfois visible à l’œil nu. Qu’est-ce qu’une comète exactement ?

Plus de 3 700 comètes ont été identifiées. Peut-être avez-vous déjà eu la chance d’en voir une « plonger » vers la Terre, comme la comète NEOWISE qui était visible à l’œil nu pendant l’été 2020. Le spectacle astronomique offert par ces corps célestes peut être saisissant. Certains d’entre eux sont aussi à l’origine d’essaim d’étoiles filantes. Mais qu’est-ce qu’une comète exactement ?

« DES RESTES GELÉS » DANS LE SYSTÈME SOLAIRE
Il faut imaginer les comètes comme « des restes gelés de la formation du système solaire composés de poussière, de roche et de glace », décrit la Nasa. Ce sont des vestiges vieux d’environ 4,6 milliards d’années. La taille de ces reliques du jeune système solaire est variable, d’à peine quelques kilomètres à plusieurs dizaines de kilomètres de largeur. Les comètes tournent autour du Soleil, en suivant des orbites elliptiques (plus « allongées » qu’un cercle parfait).

Ainsi, à certains moments de leur trajectoire, elles sont plus proches du Soleil qu’à d’autres : c’est alors qu’elles se réchauffent et rejettent des gaz et de la poussière. Les matières éjectées forment une atmosphère et une queue impressionnante (pas forcément dirigée derrière la comète), qui peut s’étendre sur de très grandes distances, des millions de kilomètres — la Terre semble ainsi toute petite quand on la compare à la comète interstellaire Borisov. Si on veut être plus précis, il faut dire que les comètes ont en fait deux queues : une de poussière, l’autre composée d’ions. Il existe même des anti-queues, formées par des effets de projection.

COMÈTES PÉRIODIQUES OU NON PÉRIODIQUES : QUELLE DIFFÉRENCE ?
On estime qu’il y a des milliards de comètes en orbite autour du Soleil, à la fois dans la ceinture de Kuiper (au-delà de l’orbite de Neptune) et dans le nuage de Oort (encore plus loin du Soleil que la ceinture de Kuiper). Nombre d’entre elles sont des comètes dites périodiques, c’est-à-dire qu’elles mettent moins de 200 ans à effectuer un tour autour du Soleil. On peut dès lors tenter d’anticiper la prochaine apparition de certains spécimens. Mais d’autres prennent beaucoup plus de temps à voyager autour du Soleil : pour certaines comètes du nuage de Oort, il faut jusqu’à 30 millions d’années pour réaliser une seule orbite. Ce sont des comètes non périodes, ou à longue période.

On soupçonne que les comètes ont pu jouer un rôle dans l’habitabilité de la Terre. Il n’est pas impossible que ces corps aient apporté de l’eau et des composés organiques sur notre planète lorsqu’elle était encore jeune, ou même sur d’autres corps du système solaire.

Par tradition, les noms des comètes reprennent souvent le nom de la personne qui les a découvertes (ou de plusieurs personnes, s’il y a plusieurs découvreurs). Les astronomes se sont cependant rendu compte que cette méthode conduisait à des ambiguïtés, car certains scientifiques ont découvert plusieurs comètes. L’Union astronomique internationale a donc mis en place une nomenclature depuis 1995. « Lorsqu’une nouvelle comète est observée, elle reçoit comme référence annuelle le numéro de l’année en cours, suivi d’une lettre majuscule correspondant à la quinzaine du mois en cours », détaille l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides. Un chiffre indique également l’ordre de la découverte de la comète dans la quinzaine. Le nom est précédé d’un « P/ » ou d’un « C/ » pour indiquer si la comète est périodique ou non. La comète NEOWISE est ainsi nommée officiellement C/2020 F3.

Source : https://www.numerama.com/sciences/746052-quest-ce-quune-comete.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 vents s’accélèrent sur les bords de la Grande Tache rouge de Jupiter

C’est la plus grande tempête de notre Système solaire. La Grande Tache rouge. Des astronomes nous apprennent aujourd’hui que ses vents — au moins ceux situés à sa limite — sont en train de s’accélérer.

La Grande Tache rouge, c’est une figure presque légendaire de Jupiter. Son signe distinctif. Un gigantesque anticyclone qui s’étend dans l’atmosphère de la planète géante sur plus de 15.000 kilomètres de long et près de 12.000 kilomètres de large. C’est donc un peu plus que la taille de notre propre Terre ! Et les vents y sont réputés souffler à des vitesses folles, supérieures à 640 kilomètres par heure.

Mais aujourd’hui, des astronomes de l’université de Californie à Berkeley (États-Unis) rapportent que la vitesse moyenne des vents juste à l’intérieur des limites de la Grade Tache rouge a augmenté de 8 % entre 2009 et 2020. Alors même que dans la région centrale de l’anticyclone, les vents soufflent beaucoup plus tranquillement.

Ce résultat, les chercheurs l’ont obtenu grâce à la couverture temporelle — plus de 30 ans maintenant — et à la résolution spatiale — l’engin peut distinguer, sur Jupiter, des caractéristiques ne mesurant que 170 kilomètres de diamètre — du télescope spatial Hubble. Et à un logiciel qui a permis de suivre des centaines de milliers de vecteurs vents à chaque fois que Hubble observait la plus grande planète du Système solaire. « Le télescope spatial est le seul capable de capturer les vents de Jupiter avec autant de détails », raconte Amy Simon, du Goddard Space Flight Center de la Nasa, dans un communiqué de l’ESA. L’évolution dont il est question ici reste en effet faible. Moins de 2,5 kilomètres par heure et par année terrestre.

Comprendre la physique de la Grande Tache rouge
Les astronomes doivent maintenant s’atteler à comprendre ce que signifie cette augmentation de la vitesse des vents. Une tâche plus ardue, car Hubble ne peut pas bien voir les dessous de l’anticyclone. Mais les chercheurs sont enthousiastes. « C’est une pièce intéressante du puzzle qui peut nous aider à comprendre ce qui alimente la Grande Tache rouge et comment elle maintient son énergie. »

Rappelons que celle-ci intrigue les astronomes depuis les années 1870. Depuis, ils ont compris qu’elle présentait une structure en gâteau de mariage. Plusieurs étages avec des nuages hauts au centre qui tombent en cascade sur les extérieurs. Les chercheurs ont aussi noté que la Grande Tache rouge de Jupiter diminuait en taille et qu’elle devenait plus circulaire avec le temps.

Sur d’autres planètes, comme sur Neptune, les astronomes notent que les tempêtes ont tendance à disparaître en seulement quelques années. La Grande Tache rouge fait donc figure d’exception. Mais ces derniers travaux devraient aider les scientifiques à élucider les mécanismes physiques qui permettent de former et d’entretenir de telles tempêtes sur les planètes du Système solaire.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/jupiter-vents-accelerent-bords-grande-tache-rouge-jupiter-93820/

Où sont passés les débris des collisions ayant donné naissance à la Terre ?

Les planètes de notre Système solaire, dont la Terre, se sont formées par collisions et accrétions graduelles de corps rocheux que l’on appelle « protoplanètes ». Cependant, les processus intervenant lors de ces collisions gigantesques sont encore mal compris et les différents modèles proposés mènent souvent à un paradoxe : les débris observés dans la ceinture d’astéroïdes ne suffisent pas à décrire la formation de l’ensemble des planètes du Système solaire. De nouveaux résultats avancent cependant une explication qui permettrait de résoudre ce problème.

Durant la formation du Système solaire, les planètes telluriques (Mercure, Vénus, la Terre et Mars) sont supposées avoir été formées par collisions et accrétions entre des corps rocheux plus petits, jusqu’à l’obtention d’un embryon planétaire.

Il manque des débris solides pour expliquer la formation du Système solaire
Ces violentes collisions sont supposées avoir engendré de nombreux débris, qui auraient alors échappé à l’attraction du corps planétaire en formation et se seraient mis en orbite autour du Soleil, formant un disque d’astéroïdes. Ce disque de débris, nous l’observons encore actuellement sous la forme de la ceinture d’astéroïdes principale, qui se situe entre les orbites de Mars et de Jupiter. En principe, les astrophysiciens devraient retrouver dans cette ceinture d’astéroïdes les marqueurs de la formation du Système solaire. Mais ce n’est pas le cas.

La quantité de débris solides orbitant au-delà de Mars n’est pas suffisante pour expliquer la formation de l’ensemble du Système solaire. Certains modèles expliquent cette lacune par le fait qu’une partie des astéroïdes de la ceinture de débris aurait bombardé par la suite les planètes en formation. Mais même dans ce cas, la composition minéralogique des éléments de la ceinture d’astéroïdes ne correspond pas à ce qui est attendu. Il manque en particulier des météorites riches en olivine, qui est le minéral principal composant le manteau des planètes telluriques. Un paradoxe connu sous le nom de « Missing mantle problem » qui reste inexpliqué depuis des décennies.

Les roches vaporisées sous la puissance des impacts
Deux chercheurs de l’Université de l’État d’Arizona (États-Unis) ont tenté de résoudre ce problème. Ils ont ainsi simulé et modélisé des collisions de protoplanètes pour étudier les processus thermodynamiques intervenant lors de ces événements. Leurs résultats, publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters, montrent que ces grandes collisions génèrent finalement peu de débris solides, mais plutôt des gaz. En effet, sous la puissance de l’impact, une partie des roches est littéralement vaporisée ! Alors que les débris solides vont s’agglomérer en disques résiduels comme la ceinture d’astéroïdes, les gaz issus de la vaporisation vont plus facilement s’échapper du Système solaire, ne laissant ainsi aucune trace des événements collusifs qui les ont créés.

Ces résultats apportent une solution au problème du manque de débris solides présents dans la ceinture d’astéroïdes et au paradoxe du « Missing mantle problem ».

Cette proposition pourrait également permettre de comprendre la formation de la Lune. Le satellite terrestre aurait ainsi comme origine les débris solides issus de la formation de la Terre. Dans les précédents modèles, la Lune aurait ensuite été largement bombardée par les débris orbitant autour du Soleil, compromettant grandement ou influençant largement sa formation. Or, ce n’est pas ce qui semble s’être passé. Dans l’hypothèse développée par Gabriel Travis et Harrison Allen-Sutter, qui proposent qu’une part significative du matériel résiduel est en réalité sous forme de gaz, les impacts météoritiques sur la Lune sont bien moins importants et ne compromettent pas sa formation.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/systeme-solaire-sont-passes-debris-collisions-ayant-donne-naissance-terre-93497/

Hubble découvre pour la première fois de la vapeur d’eau sur Ganymède

La découverte de vapeur d’eau dans l’atmosphère de Ganymède, à partir d’observations réalisées par Hubble en 1998, 2010 et 2018, renforce l’attrait de cette lune. Cette lune, qui sera étudiée de près par la sonde Juice de l’ESA à partir de 2029, arbitre un océan d’eau salée à l’état liquide. Ce dernier pourrait être propice à l’existence d’une forme de vie !

Pour la première fois, des astronomes ont détecté de la vapeur d’eau dans l’atmosphère de Ganymede, une des quatre lunes galiléennes de Jupiter. Cette découverte renforce l’intérêt de cette lune dont on sait aujourd’hui qu’elle abrite un océan d’eau salée à l’état liquide, piégé entre deux couches de glace à plus de 160 kilomètres sous sa surface. Comme sur Europe et Callisto, deux autres lunes de Jupiter.

Cette découverte, on la doit à une équipe d’astronomes, sous la direction de Lorenz Roth du KTH Royal Institute of Technology de Stockholm, en Suède, qui, en fouillant dans de vielles données d’Hubble afin de préparer les observations de la mission Juno, a fait cette incroyable découverte. En effet, comme le souligne le communiqué de l’ESA et de la Nasa, « là où il y a de l’eau, il pourrait y avoir la vie telle que nous la connaissons ». Cela dit, si cette condition est nécessaire à l’existence d’une forme de vie, si simple soit-elle, elle n’est évidemment pas suffisante. Il faut aussi une source d’énergie et des éléments essentiels (le carbone C, l’hydrogène H, l’azote N, l’oxygène O, le phosphore P et le soufre S) regroupés sous l’acronyme CHNOPS.

Des données initiales mal interprétées
En comparant des spectres réalisés par l’instrument Stis d’Hubble dans l’ultraviolet en 1998 et 2010, avec des observations plus récentes réalisées en 2018 avec l’instrument COS pour mesurer la quantité d’oxygène atomique dans l’atmosphère de Ganymede, les astronomes se sont rendus compte d’une mauvaise interprétations des données initiales. Alors que l’on supposait à partir des observations de 1998, la présence d’oxygène atomique dans l’atmosphère de Ganymède, les astronomes sont arrivés à la conclusion que, finalement, il n’y en avait pas tant que cela, contrairement à l’oxygène moléculaire bien plus présent dans l’atmosphère de Ganymède.

Pour expliquer cette découverte, l’équipe de Lorenz Loth a remarqué que la température de surface de Ganymède varie fortement tout au long de la journée et, vers midi, près de l’équateur, elle peut devenir suffisamment chaude pour que la surface glacée libère de petites quantités de molécules d’eau. En effet, les différences perçues entre les images UV, acquises à différentes époques (de 1998, 2010 et 2018) sont directement corrélées à l’endroit où l’eau serait attendue dans l’atmosphère lunaire. « Au départ, seul l’O2 avait été observé, a expliqué Lorenz Roth. Cela se produit lorsque des particules chargées érodent la surface de la glace. La vapeur d’eau que nous avons maintenant mesurée provient de la sublimation de la glace causée par la fuite thermique de vapeur de H2O des régions glacées chaudes. »

Les Lunes de Jupiter abriteraient des habitats en profondeur
Cette découverte renforce l’attrait de la mission Juice de l’Agence spatiale européenne qui a notamment pour mission d’observer Ganymède. Lancée en 2022, Juice atteindra Jupiter en 2029. Elle travaillera pendant au moins trois ans pour observer Jupiter et mener des études approfondies de trois de ses plus grandes lunes glacées (Europa, Ganymède et Callisto) dont on sait aujourd’hui qu’elles abritent des océans internes. « Juice sera d’une importance capitale pour déterminer le potentiel d’habitabilité des planètes présentant potentiellement des océans, au-delà de la nôtre », a souligné Günther Hasinger, directeur des programmes scientifiques de l’ESA. Si le calendrier se déroule comme prévu, la mission devrait s’achever en juin 2033.

Les résultats de l’équipe de Lorenz Roth peuvent donc « fournir aux équipes des instruments de Juice des informations précises qui peuvent être utilisées pour affiner les plans d’observation afin d’optimiser l’utilisation de Juice ».

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/systeme-solaire-hubble-decouvre-premiere-fois-vapeur-eau-ganymede-92697/

Un astronome amateur découvre une nouvelle lune de Jupiter

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

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

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

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

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

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

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

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

L’atmosphère de Jupiter s’est formée à l’ombre du Soleil

La composition de l’atmosphère de Jupiter a longtemps intrigué les astronomes. Il y a quelque temps, elle les a même poussés à imaginer une profonde migration de la planète la plus grosse de notre Système solaire. Mais des chercheurs proposent aujourd’hui une explication plus simple. Une ombre gigantesque a pu être jetée sur l’orbite de Jupiter au moment de sa formation.

Les planètes du Système solaire se sont formées à partir du disque de gaz et de poussières qui tournait alors autour de notre Soleil nouveau-né. Les astronomes supposent que la composition de notre étoile est le reflet de celle de ce disque protoplanétaire. Ainsi, la composition de l’atmosphère de Jupiter — dans laquelle entrent principalement de l’hydrogène et de l’hélium — devrait-elle ressembler, en proportion de gaz, à celle de notre Soleil. Pourtant, ce n’est pas le cas. L’azote, l’argon, le krypton et le xénon sont environ trois fois plus présents, par rapport à l’hydrogène, sur Jupiter que dans le Soleil.

Des chercheurs de l’université de Californie à Santa Cruz (États-Unis) et de l’Observatoire astronomique national du Japon ont peut-être une explication. Jupiter pourrait s’être formée « dans une ombre ». Une région dans laquelle la température aurait été plus froide que celle qui règne du côté de Pluton. Et qui aurait permis à la plus grosse planète de notre Système solaire de construire l’atmosphère que nous lui connaissons aujourd’hui.

Pour comprendre leur raisonnement, il faut préciser qu’à des températures inférieures à -243 °C, les éléments en question — l’azote, l’argon, le krypton et le xénon — apparaissent à l’état solide. Or, pour une planète en formation, il est plus facile d’accréter des solides que des gaz. Ainsi, si Jupiter se trouvait dans un environnement aussi froid — aujourd’hui, elle évolue à quelque -213 °C, une température à laquelle les éléments cités sont bien sous une forme gazeuse –, la planète a pu s’enrichir en ces éléments assez aisément.

Une mission vers Saturne pour le confirmer
Des astronomes avaient déjà suggéré que Jupiter avait pu se former plus loin du Soleil, au-delà même de l’orbite de Neptune et de Pluton, puis migrer vers son orbite actuelle. L’idée était séduisante. Une telle migration après la formation de Jupiter restait toutefois difficile à imaginer.

Aujourd’hui, donc, les chercheurs avancent une autre possibilité. Un amas de poussières situé entre celle qui deviendrait la plus grosse planète de notre Système solaire et le Soleil aurait projeté une ombre et fait baisser la température sur l’orbite de Jupiter. L’idée pourrait être vérifiée en étudiant de plus près l’atmosphère de Saturne. Les astronomes estiment en effet que l’ombre dans laquelle s’est formée Jupiter ne devait pas atteindre la planète aux anneaux. Ainsi son atmosphère ne devrait-elle pas être enrichie en azote, en argon, en krypton et en xénon.

Malheureusement, la mission Cassini qui a rendu récemment visite à Saturne n’a renvoyé que des mesures incertaines. Des mesures qui ne permettent pas de conclure. C’est pourquoi les astronomes espèrent pour bientôt, une mission semblable à la mission Galileo, qui plongerait littéralement dans l’atmosphère de Saturne pour en éclairer la composition.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/jupiter-atmosphere-jupiter-formee-ombre-soleil-92411/