Du ciel et de la terre

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Nous connaissons déjà le cryovolcanisme des objets internes du système solaire orbitant autour des géantes gazeuses. (Voir par exemple, les douches glacées d’Encelade, la dernière note sur ce sujet date du 20 mai 2007). Ce volcanisme froid, qui rejette de l’eau hors de la surface des satellites de Jupiter, de Saturne et même d’Uranus, est dû, en grande partie aux forces de marées gravitationnelles qu’exercent les planètes sur leurs satellites.

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Un nouvel article, paru dans l’Astrophysical Journal, signé de Jason Cook et Steven J. Desch (Arizona State University), Ted L. Roush (NASA, Ames Research Center), Chad Trujillo et Tom Geballe (Gemini Observatory), vient de grandement repousser la notion de cryovolcanisme jusqu’à la Ceinture de Kuiper, dont l’avant garde est constituée par le couple Pluton-Charon.

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Jason Cook, et son équipe, ont étudié les spectres de Charon reçus par le système d’optique adaptative ALTAIR couplé à l’instrument proche infrarouge NIRI, installés au foyer du télescope de 8 m, Gemini Nord, à Hawaï. Ils ont démontré la présence d’hydrate d’ammoniaque et de cristaux d’eau sur la surface de Charon.

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Je passe les diverses considérations scientifiques envisageant les différentes possibilités chimiques, pour arriver directement aux conclusions fort étonnantes développées par les scientifiques.

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La seule explication possible expliquant la présence de cristaux d’eau accompagnés d’ammoniaque, tient dans le cryovolcanisme. Mais celui-ci ne semble pas du aux forces de gravité. Les masses de Pluton-Charon sont par exemple d’un rapport de 8/1 contre, par exemple, celui de la Terre à la Lune de 81/1, et bien plus élevé encore lorsqu’il s’agit du rapport entre Saturne et Encelade.

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Au vu des résultats, il existe de l’eau liquide, entretenue probablement par la chaleur dûe à la décomposition des éléments radioactifs du coeur de Charon, sous la croûte glacée. L’ammoniaque jouant le rôle d’antigel, l’eau liquide remonte par des fissures, où elle se redépose sous forme de « neige » à la surface. Le processus peut durer, nul ne le sait, quelques heures ou quelques jours, mais il est suffisant pour recouvrir Charon d’une couche de glace de 1 mm par tranche de 100 000 ans.

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Lorsque la sonde New Horizons arrivera sur place en 2015, les scientifiques, auront déjà une idée plus précise de ce qu’elle pourra découvrir. Il n’est pas impossible que Charon présente comme Encelade, des traces de griffes sur sa surface !

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Cette étude ouvre aussi de nouvelles voies sur l’étude des autres KBO ( les objets de la ceinture de Kuiper). Des traces d’hydrate d’ammoniaque ont déjà été soupçonnées sur leurs surfaces. D’autres études seront nécessaires bien sûr, mais il est bien possible que ces grands objets tels Eris, Quaoar ou Orcus, soient aussi actifs dans le volcanisme froid et possèdent des quantités d’eau liquide bien plus importantes que ce que l’on n’a jamais osé imaginer jusqu’à présent.

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Plan large : 1 024 x 1 024 pixels

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Plan original : 4 000 x 4 000 pixels

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Sur cette vue, l’artiste a représenté la production de glace au travers de fissures sur la surface de Charon au premier plan.

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Source : Gemini site.

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La région de Tharsis sur Mars est connue pour la présence de gigantesques volcans boucliers. Mais elle est aussi ponctuée d’une multitude de petits volcans, comme celui-ci photographié par la caméra haute résolution HiRISE, installée sur la sonde Mars Reconnaissance Orbiter.

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MRO se trouvait le 06 juin 2007 par 17,8° de latitude nord et 246,5° de longitude est. Les objets d’une taille de 83 cm sont entièrement résolus.

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Les flots de lave se sont écoulés loin dans toutes les directions. Au vu de ce cliché, on peut deviner que la bouche volcanique était remplie d’un lac de lave en fusion. Ce dernier a été vidangé par le canal se dirigeant vers le nord du volcan.

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Plan originel : 2049 x 5226 pixels (1,9MB)

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Source : HiRISE

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ATV, vue d’artiste. Source ESA, D. Ducros

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Le nom de Jules Verne est un des fils conducteurs de ce blog. Ses romans ont inspiré mon enfance, comme plusieurs générations d’enfants avant moi, curieux de découvrir le monde. Du Rayon Vert, à De la Terre à la Lune, du Voyage au Centre de la Terre aux Vingt mille lieues sous les mers, que de rêves sont nés de sa plume !

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L’Agence Spatiale Européenne (ESA) lui a rendu hommage en baptisant son premier ATV : Jules Verne.

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L’ATV (véhicule automatisé de transfert en français), d’un poids de 20 tonnes et de la taille d’un autobus à impériale londonien, est le plus grand vaisseau spatial jamais construit par l’Europe. Sans pilote humain, il est destiné à assumer les missions de ravitaillement de la Station Spatiale Internationale (ISS) et une fois arrimé, a éventuellement relever son orbite lorsque le besoin s’en fera sentir.

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Jules Verne a terminé ses tests de qualification au centre de l’ESTEC à Noordwijk aux Pays Bas. Depuis 10 semaines les déménageurs de l’espace se sont affairés à conditionner le vaisseau et l ‘ensemble des outils qui sont indispensables à son montage définitif et à sa maintenance, avant son grand départ.

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ATV en cours d’ embarquement. Source : ESA, A. Le Floc’h

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Plan large : 1024 x 680 pixels

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Plan original : 4 288 x 2 848 pixels

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Ce sont près de 400 tonnes d’équipement qui sont embarquées a bord du cargo français Toucan. Le Toucan, qui sert habituellement au transport des pièces de fuselage de la fusée Ariane, quittera le port de Rotterdam, mardi 17 juillet. Il lui faudra 11 jours pour traverser l’Océan Atlantique avant d’arriver au port de Kourou, Pariacabo, en Guyane où il sera acheminé au centre spatial par camions.

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Une fois sur place, Jules Verne sera reconditionné dans sa forme définitive et subira une nouvelle série de tests. Compte tenu du calendrier des vols de la fusée Ariane, des fenêtres de tir, et des besoins de l’ISS, Jules Verne s’envolera de Kourou, à bord d’une fusée Ariane V spécialement modifiée, vers la mi-janvier 2008.

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ATV arrimé à l’ISS au-dessus des Pays Bas

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Vue d’artiste. Source : ESA, D.Ducros

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Plan large : 1 024 x 759 pixels

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Plan original : 2 500 x 1 853 pixels

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Source : ESA site ATV

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La naissance d’un nouveau télescope est un évènement suffisamment rare pour qu’il soit salué comme il se doit. Le 14 juillet 2007, le GTC (Grand Telescope Canaries) a reçu sa première lumière en provenance des étoiles.

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Plan large : 1 159 x 640 pixels

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Il s’agit d’une image technique. La cible était Tycho 1205081 située près de l’étoile polaire. Pour les spécialistes, la résolution est de 0,6 seconde d’arc, ce qui est de bon augure pour l’avenir.

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Plan large : 768 x 1 024 pixels

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La construction du GTC a débuté il y a 7 ans, à 2 500 m d’altitude sur un pic volcanique des Canaries sur l’ile de La Palma. Plus de 1 000 travailleurs ont participé à l’entreprise qui se termine en apothéose, puisque depuis hier, avec son miroir de 10,40 m le GTC est devenu officiellement le plus grand télescope du monde, devançant le Keck de 10 m à Hawaï.

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Plan large : 800 x 600 pixels

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Il faut maintenant envisager une année complète de tests, avant que le GTC ne soit pleinement opérationnel.

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Sources :

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IAC

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GTC IAC

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Les supernovae de type Ia sont considérées comme des jalons universels par les astronomes. Elles présentent toujours les mêmes caractéristiques , quelles que soient leurs distances par rapport à nous. Les scientifiques, ont donc réalisé des programmes d’observations de ce type de supernova, pour mieux comprendre les distances, l’expansion et la genèse de l’univers.

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Un article signé par F. Patat et L. Pasquini (ESO), P. Chandra et R. Chevalier (University of Virginia, USA), S. Justham, Ph. Podsiadlowski , et C. Wolf (University of Oxford, UK), A. Gal-Yam et J.D. Simon (California Institute of Technology, Pasadena, USA), I.A. Crawford (Birkbeck College London, UK), P.A. Mazzali, W. Hillebrandt, et N. Elias-Rosa (Max-Planck-Institute for Astrophysics, Garching, Allemagne), A.W.A. Pauldrach (Ludwig-Maximilians University, Munich, Allemagne), K. Nomoto (University of Tokyo, Japon), S. Benetti, E. Cappellaro, A. Renzini , F. Sabbadin, et M. Turatto (INAF-Osservatorio Astronomico, Padoue, Italie), D.C. Leonard (San Diego State University, USA), et A. Pastorello (Queen’s University Belfast, UK). P.A. Mazzali en association avec INAF/Trieste, Italie, vient d’être publié par le journal Science le 12 juillet 2007.

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Il s’agit d’une étude très précise, d’une supernova de ce type, SN 2006X, survenue l’année dernière à 70 millions d’années lumière de nous dans la splendide galaxie M 100 (catalogue Meissier), (crédit image ESO).

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Plan large : 1 024 x 650 pixels

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Plan très large : 1 680 x 1 050 pixels

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Les observations ont été réalisées par le spectrographe lumière ultraviolette et visible UVES, monté sur le VLT de l’ESO, au Chili, en quatre étapes pendant quatre mois. Une cinquième a été réalisée au Keck à Hawaï. Les données ont été complétées par les enregistrements provenant du VLA (radiotelescope de la NRAO) et par les données recueillies par le télescope spatial Hubble.

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Jamais une supernova de type Ia n’a été observée avec autant de détails, pendant quatre mois à partir de l’explosion, commente Ferdinando Patat, le responsable principal de l’équipe. Notre base de données est vraiment unique.

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Le résultat le plus extraordinaire du point de vue scientifique, est la reconnaissance dans les bulles de gaz surchauffées par le souffle de la supernova, de matériaux provenants du compagnon de l’étoile morte éjecté à 50 km/s, 50 années auparavant.

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Cette vue d’artiste, publiée par l’ESO, nous permet de comprendre l’historique de SN 2006X.

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Plan large : 1 093 x 800 pixels

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A gauche, est représenté le couple stellaire avant l’explosion. Il est formé d’une naine blanche, (le reliquat d’une étoile de type solaire après sa métamorphose en géante rouge), 100 fois plus petite que notre soleil et d’une géante rouge, elle, 100 fois plus grande que notre soleil.

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La gravité de la naine blanche attire les enveloppes extérieures du gaz de son compagnon. Une partie s’agglomère autour de la naine blanche en formant un disque d’accrétion, le reste est expulsé dans l’espace interstellaire.

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Sur l’image de droite, lorsque la naine blanche, à force de cannibaliser la matière de son compagnon, atteint une masse critique, ses réactions thermonucléaires reprennent et entrainent son explosion dans une supernova. Le matériel est éjecté à une vitesse atteignant un dixième de celle de la lumière ! Pendant les 20 premiers jours de l’éclat maximal de la supernova, le matériel expulsé avance d’une distance correspondant à 450 fois la distance de la Terre au Soleil !

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L’énorme quantité de lumière émise par la supernova traverse le matériel éjecté auparavant, ce qui le rend alors détectable par les scientifiques. Ce matériel est issu des soubresauts de la géante rouge en fin de vie ou par les explosions récurentes à la surface de la naine blanche, lorsqu’elle absorbe le gaz de la géante rouge.

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Ferdinando Patat, se demande si les résultats obtenus pour SN 2006X sont réexploitables et transcriptibles comme une régle générale s’appliquant à toutes les supernovae de type Ia. SN 2006X, n’ayant montré aucune particularité, dans toutes les longueurs d’ondes par rapport aux observations classiques des supernovae Ia, le scientifique tend à répondre par oui, en sachant qu’il faut bien sur attendre des observations similaires sur les supernovae de type Ia avant d’en retirer des conclusions définitives et d’obtenir des réponses aux nouvelles questions que chaque nouvelle découverte met en avant.

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Source : ESO

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Cette nuit , en raison d’un feu d’artifice local tiré en l’honneur du 14 juillet, pas de note longue, mais juste l’occasion de contempler ce cliché pris le 02 juin 2007 par la sonde Cassini d’une distance de 2,2 millions de kilomètres de Saturne. La sonde regarde du côté non illuminé des anneaux.

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L’anneau B est parcouru de longues stries qui s’étendent chacune sur presque 4 000 km. Ces « spokes » (traces de doigts), qui semblent apparaître en fonction de la position des anneaux par rapport au soleil, sont encore loin d’avoir révélés tous leurs mystères à la communauté scientifique.

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La mission principale du satellite Akari, lancé en février 2006, (voir note du 11 mai 2006), s’achève. Depuis un an, Akara a établi plus de 90 % de la carte de la voûte céleste sur six longueurs d’ondes de rayonnement infrarouge et analysé plus de 3 500 cibles détaillées.

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Voici donc la carte du ciel vue en infrarouge par Akari (crédit JAXA) :

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Plan large : 1 024 x 595 pixels

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Plan très large : 2 640 x 1 534 pixels

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La grande barre lumineuse est bien sur notre galaxie vue par la tranche. Son centre correspond à la lumière infrarouge du centre galactique constitué de vieilles étoiles. L’infrarouge permet de mettre particulièrement en valeur les nuages de poussières surchauffés par le rayonnement des jeunes étoiles.

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Les scientifiques de la JAXA (agence spatiale japonaise) ont surajouté en bleu les limites de chaque constellation et indiqué par des inscriptions les régions où la génération de jeunes étoiles est particulièrement active.

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La sensibilité d’Akari permet de nettement améliorer la résolution de la carte précédente élaborée par le satellite IRAS au début des années 1980. Bien que cela ne soit guère visible sur ce cliché, Akari a découvert beaucoup de galaxies très lumineuses en infrarouge, qui sont secouées par des « starbust » , des flamboiements dus à la création simultanée d’un nombre extraordinaire de jeunes étoiles.

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C’est d’ailleurs un des buts scientifiques d’Akari, permettre une meilleure connaissance des processus de formation d’étoiles tout au long de l’histoire de l’univers. Le dépouillement des données recueillies par le satellite, vont pouvoir occuper les savants pendant de nombreuses années….

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Tout en continuant son balayage du ciel, destiné à affiner les résultats déjà obtenus, Akari s’attache maintenant à détailler des cibles précises. Les réserves d’hélium liquide, destiné à refroidir le télescope, sont estimées être suffisantes jusqu’en septembre 2007. Au-delà de cette date, Akari aura terminé sa mission, mais pourra encore, tant qu’il survivra, observer le ciel dans le proche infrarouge.

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Akari est le résultat d’une coopération internationale, comprenant, entre autres, la JAXA, agence spatiale japonaise, et l’ESA, agence spatiale européenne.

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Source : ESA Space Science

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Jupiter chaud en transit devant son étoile

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Vue d’artiste ; crédit ESA, C. Carreau

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Plan large : 1024 x 1014 pixels

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Plan très large : 1514 x 1499 pixels

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HD 189733b refait la une de l’actualité astronomique. Cette exoplanète, légèrement plus grande que Jupiter, tourne autour de son étoile, située à 63 années lumière de nous dans la constellation du Petit Renard, en 2,2 jours.

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Nous avons fait sa connaissance sur ce blog dans la note du 21 février 2007. Le télescope spatial infrarouge Spitzer n’y avait trouvé alors aucune trace d’eau, ni de méthane.

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Puis, toujours grâce à Spitzer, pour la première fois dans l’histoire de l’astronomie, une carte sommaire d’une exoplanète avait pu être établie. (voir note du 10 mai 2007)

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Maintenant, un nouveau cap symbolique vient d’être dépassé.

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Aujourd’hui vient de paraître dans le journal Nature, un article signé Giovanna Tinetti chercheuse de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et de l’ Institut d’Astrophysique de Paris. Les autres auteurs de l’article sont : Alfred Vidal-Madjar, Jean-Phillippe Beaulieu, David Sing et Nicole Allard de l’Institut d’Astrophysique de Paris ; Mao-Chang Liang du Caltech et de l’Academia Sinica, Taiwan; Yuk Yung du Caltech; Robert J. Barber et Jonathan Tennyson de l’University College London (RU) ; Ignasi Ribas de l’Institut de Ciències de l’Espai, Espagne; Gilda E. Ballester de l’University of Arizona, Tucson; et Franck Selsis de l’Ecole Normale Supérieure, France.

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Spitzer a été de nouveau mis à contribution le 31 octobre 2006 pour 4,5 heures d’observations de HD 189733b. L’étude détaillée du spectre infrarouge émis par l’exoplanète permet aux astronomes d’annoncer officiellement une nouvelle, prédite depuis déjà bien longtemps par la communauté scientifique.

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Pour la première fois au monde, la présence d’eau a été mise en évidence autour d’une planète extérieure à notre système solaire !

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Bien sur HD 189733b est du type Jupiter chaud. C’est l’exoplanète connue comme tournant la plus proche de son étoile. Les conditions de température sur sa surface balayée par des vents violents sont au minimum de 700° Celsius. Autrement dit, cette géante gazeuse, n’est pas du tout propice à la présence d’une quelconque forme de vie. Il s’agit seulement de vapeur d’eau présente dans l’atmosphère de HD 189733b.

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Mais le pas est franchi. Si de l’eau est présente dans l’atmosphère d’une exoplanète gazeuse dans de telles conditions, il est donc probable qu’elle le soit aussi dans celles de types rocheux, voir même à leurs surfaces. D’autant que l’eau est une molécule très courante dans l’univers. La détection d’eau autour de planètes rocheuses, va donc être la prochaine étape symbolique à franchir. Détection plus difficile car leurs tailles sont bien plus faibles, ainsi que leurs atmosphères.

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L’évolution de la connaissance des exoplanètes s’accélère continuellement. A mon avis, avec la nouvelle génération de satellites déjà en service ou en cours de préparation, une telle nouvelle pourra être annoncée, dans la décade à venir.

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Sources :

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ESA Space Science

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Spitzer site NASA

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Dans la note du 8 juillet 2006, nous avons pu découvrir les restes d’une supernova, RCW 103, vus par le satellite d’observation dans les rayons X de l’ESA, XMM Newton.

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Les voici revisités cette fois, par un autre satellite rayons X, Chandra de la NASA.

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Plan large : 720 x 709 pixels

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Sur ce cliché, les couleurs rouge, vert et bleu, correspondent aux fréquences, basses, moyennes et hautes des rayons X.

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Les données de Chandra confirment les précédentes obtenues par XMM Newton.

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RCW 103 se situe à 10 000 années lumières de nous dans la constellation de la Règle. Le point bleu au centre des débris de gaz et de poussières, correspond à l’étoile à neutrons, le coeur très dense de l’étoile défunte. Celle-ci tourne seulement en 6,67 heures sur elle-même, alors que les étoiles à neutrons le font habituellement beaucoup plus rapidement.

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Un tel ralentissement tout à fait inhabituel, peut s’expliquer par la présence d’un compagnon caché. Celui-ci, trop petit pour être visible, peut voir une part de sa matière absorbée par l’étoile à neutrons. Ce qui expliquerait, les éclats périodiques en rayons X observés par les télescopes et le ralentissement de l’étoile à neutrons conséquence de l’interaction de leurs deux champs magnétiques.

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Source : Chandra site

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Reprenant les données enregistrées par le spectromètre Omega installé sur la sonde Mars Express de l’ESA, des scientifiques viennent de publier dans le journal Nature, un article examinant l’aspect que pouvait présenter Mars dans le passé.

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De nos jours Mars nous apparaît comme une planète froide et séche. La faible densité de l’atmosphère martienne empêche l’eau de garder longtemps sa forme liquide. Mais les restes visibles de grands fleuves et de possibles mers ou grands lacs, ont incité certains chercheurs à penser qu’il n’en était pas de même dans un passé remontant à 3,7 milliards d’années.

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La position plus éloignée au Soleil, et un ensoleillement plus faible alors, d’environ 25%, nécessitaient une atmosphère beaucoup plus dense que sur Terre pour réchauffer Mars. Le gaz typique pour créer cet effet de serre, est le gaz carbonique.

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Sur le cliché ci-dessous, reproduisant les données enregistrées par le spectromètre Omega de Mars Express sur la surface martienne (voir note du 22 avril 2006), sont projetées, cerclées de rouge, les zones argileuses de phyllosilicates.

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Plan large : 1024 x 341 pixels

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Plan très large : 1820 x 606 pixels

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Pour les chercheurs, ces argiles se sont créés lors d’infiltrations d’eau dans le matériau acide déposé par les éruptions volcaniques. Je passe le détail des réactions chimiques, mais les scientifiques en déduisent que le gaz carbonique, n’était pas en quantité suffisamment importante sur Mars pour y créer une atmosphère dense.

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L’autre gaz possible pour obtenir des conditions de températures chaudes sur Mars est le méthane. Les scientifiques ont calculé que la masse de méthane présente au départ aurait du être plus importante que celle fournie sur Terre par toute la biomasse !

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Il semble donc qu’extérieurement Mars a pratiquement toujours présenté une surface froide et séche. Ce qui n’exclut pas des épisodes passagers où l’eau a pu couler en abondance. Ils seraient dus à des chutes épisodiques importantes d’astéroïdes ou de comètes. La chaleur provoquée par les chocs se répandant dans l’atmosphère surchargée de poussières en suspension, permettant de faire fondre la glace sur et sous la surface. Ainsi ont pu naître des cycles de pluies pouvant durer quelques milliers d’années, temps suffisamment longs pour dessiner les traces des fleuves encore visibles sur la surface de la planète rouge.

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Les futurs rovers qui se poseront sur Mars ( Mars Science Laboratory en 2009 de la NASA et ExoMars en 2013 de l’ESA ) vont nous permettre de mieux connaître la petite enfance de Mars. Ils seront équipés des instruments nécessaires pour des études poussées des minéraux martiens. Il sera alors possible de déterminer si les argiles ont bien été constitués par des dépots d’eau liquide, ou par des infiltrations d’eau dans le sol martien.

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Les principaux auteurs de cette étude sont : David Catling, planétologue de l’université de Bristol (RU) et Vincent Chevrier, université de Fayetteville (Arkansas, USA)

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Source : NewScientistSpace

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note dédiée à Chris, qui se reconnaîtra.

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