Du ciel et de la terre

.

La revue Icarus publie pour son numéro de février pas moins de 14 articles sur les lunes de Saturne.

Les études ont été coordonnées par Rosaly Lopes, scientifique membre de l’équipe chargée de la sonde Cassini et du JPL-NASA. Assemblées, elles apportent une point de vue écologique, dans le sens où les lunes sont observées comme un système interagissant les unes avec les autres, commente Bonnie Buratti autre membre de l’équipe Cassini.

.

Quelques lunes de Saturne ; Crédit image : NASA, JPL, Space Science Institute

.

Plan large : 1 024 x 767 pixels

.

Plan original : 7 017 x 5 258 pixels (2,58 Mo)

.

Considérées séparément; les lunes de Saturne présentent de grandes disparités, cratérisées, lisses, ressemblant à des éponges ou visiblement capturées des confins du système solaire. Pourtant beaucoup d’entre elles, comme Hypérion, Japet, Phoebe, Iapetus, Prométhée ou même l’anneau F, sont marquées par la présence d’un matériel très sombre sur leur surface. Même si le processus n’est pas encore clairement établi, il semble bien qu’il y ait échange de matière d’une lune à l’autre.

.

Roger Clark (US Geological Survey, Denver) qui signe une étude particulière sur Dioné, va plus loin : la matière sombre forme une couche de poussières très fines qui ne sont pas natives de Dioné. Les spectres infrarouges enregistrés par Cassini ne correspondent à aucun des matériaux analysés ailleurs dans le système solaire. Pour l’instant seulement la présence d’eau et d’ammoniac a pu y être identifiée avec certitude. Pour lui cette poussière serait d’origine cométaire.

.

D’autre part, toutes les lunes ne sont pas des corps inertes. Nous connaissons déjà les « douches glacées » d’Encelade, qui ensemencent l’anneau E de Saturne. La sonde Cassini, indique Frantz Postberg de l’Institut Max Planck à Heidelberg en Allemagne, a démontré entre l’anneau E, et proche de la surface d’Encelade, l’existence de silicates et de composés organiques. Ce qui implique que le noyau rocheux et l’eau liquide sont en interaction dynamique. (voir note du 12 mars 2007).

Clark, quand à lui, confirme une activité similaire sur Dioné.

.

Enfin, il apparaît que même les petites lunes apportent leur contribution de matière aux anneaux de Saturne. Par exemple, la sonde Cassini possède un instrument mesurant la magnétosphère de Saturne. Il a mis en évidence deux trous béants larges de plusieurs milliers de kilomètres dans le flux constant des électrons au niveau de deux petites lunes. Méthone d’un diamètre de 3 km, découverte en 2004 et Anthe, découverte elle en 2007 et large de 2 km, situées entre Mimas et Encelade. Pour Elias Roussos, Institut Max Planck, Katlenburg-Lindau, Allemagne, les deux lunes sont vraisemblablement entourées d’anneaux, complètement invisibles aux yeux de Cassini. Des études sont en cours pour tenter de préciser l’aspect de ces deux lunes bien trop petites pour pouvoir être détaillées par la sonde.

.

Elias Roussos estime que les anneaux invisibles sont probablement issus du bombardement par des météorites de Méthone et Anthe.Ce même processus de bombardement météorique est suspecté exister ailleurs dans le système solaire par exemple pour l’anneau de Jupiter proche des orbites de Almathéa, Thébé, Métis et Adrastée. Des anneaux similaires ont récemment été détectés par Cassini autour des lunes de Saturne : Janus, Epiméthée et Pallène. Mais alors pourquoi les anneaux autour de Méthone et Anthe sont invisibles alors qu’ils le sont pour Janus, Epiméthée et Pallène ? Cela signifie que les poussières qui les composent ont des caractéristiques et des tailles différentes, la raison en reste un mystère.

.

Note personnelle

.

Le monde saturnien est complexe. Les astronomes, grâce à Cassini, après les premières découvertes époustouflantes, commencent maintenant à en avoir une vision plus globale.Le travail de recherche peut s’organiser pour tenter d’en comprendre, comme il est cité en début d’article, son « écologie ».

.

Je ne peux m’empêcher de me projeter dans l’avenir en espérant voir naître les projets en cours de sondes spatiales en direction de Jupiter. Le travail des scientifiques de Cassini me semble un bel exemple dans l’ébauche des études à mener pour le monde jupitérien. La notion d’écologie, au sens large du terme, même s’il ne s’agit pas là d’organismes vivants, quitte la sphère terrestre pour s’intéresser aux autres planètes du système solaire.

.

Et je rêve aux surprises que découvriront les générations futures…

.

Sources :

.

Cassini-Huygens, NASA

.

Cassini-Huygens, ESA

.

.

Eclipse de Lune à Syracuse ; crédit image : Philippe Morel, SAF

.

Plan large : 886 x 805 pixels

.

Dans la nuit du 20 au 21 février, plus exactement au petit matin du 21 février, si le ciel est dégagé et si, bien sur, vous êtes réveillés, ne manquez pas de regarder la Lune. Vous allez pouvoir assister à une éclipse de Lune, la dernière visible de France métropolitaine avant 2015 !

.

Eclipse totale de Lune 2008 ; source illustration : SAF

.

Plan large : 1 063 x 664 pixels

.

La Lune va orbiter dans la zone d’ombre de la Terre par rapport au Soleil. Sur l’illustration ci-dessus, il faut rajouter une heure à l’heure GMT. La totalité sera donc à son maximum à 04h 25, heure locale. La lune ne va pas passer exactement au centre de la zone de pénombre de la Terre qui couvre à cet endroit un diamètre de 9 120 km. La distance Terre-Soleil sera de 147 925 000 km et celle de la Terre à la Lune de 380 800 km.

.

Lors d’une éclipse de Lune notre satellite s’orne de magnifiques couleurs : rouge cuivré, quelques fois orange vif, voire même de bleu turquoise.

.

Eclipse de Lune 2007 en Allemagne ; crédit image : Eva Seidenfaden

.

Plan large : 1 276 x 854 pixels

.

Ces couleurs sont le reflet, sur la surface lunaire, des rayons solaires traversant notre atmosphère. Certains observateurs ont noté une teinte bleu turquoise sur le pourtour de l’ombre. Cette couleur extraordinaire, visible sur le cliché ci-dessus, est due à la lumière du soleil traversant la couche d’ozone de la Terre.

.

Il est difficile de prévoir pour chaque éclipse de Lune la luminosité et la gamme de couleurs, mais, quoiqu’il en soit, c’est un spectacle tout à fait extraordinaire et un don de la Nature. Alors entre quatre et cinq heures du matin, jeudi 21 février, regardez la Lune !

.

.

Plan large : 1 024 x 520 pixels

.

Plan original : 1 340 x 680 pixels

.

Sources :

.

Société Astronomique de France (SAF)

.

Science&Nasa

.

.

Michael Meyer de l’Université d’Arizona, (voir note du 18 janvier 2008), responsable d’une équipe de 13 astronomes, dont John Carpenter du JPL-Caltech, a présenté, lors de la réunion de Boston, une étude sur la probabilité de présence de planètes rocheuses autour d’autres étoiles que notre Soleil. Le résultat a été publié dans l’édition du premier février 2008 des Astrophysical Journal Letters.

.

Les scientifiques ont utilisé le télescope spatial infrarouge Spitzer pour analyser l’entourage de six groupes d’étoiles assez analogues au Soleil, mais vues dans des moments beaucoup plus précoces de leur évolution, pour pouvoir établir des comparaisons.

.

Crédit illustration : NASA, JPL-Caltech, R. Hurt (SSC-Caltech)

.

Plan large : 1 024 x 819 pixels

.

Plan original : 3 000 x 2 400 pixels (3,73 Mo)

.

Bien sur Spitzer ne peut discerner directement des exoplanètes. Par contre sa vision infrarouge le rend très sensible à la présence de poussières. La gamme de rayonnement infrarouge permet de mesurer la chaleur des poussières : plus les fréquences sont faibles plus les poussières sont chaudes et inversement plus les fréquences sont longues plus elles sont froides. Les poussières, quand à elles, ont tendance à se réchauffer plus elles sont proches de leurs étoiles.Les planètes se forment à partir de la concentration et de la collision de poussières chaudes.

.

Meyer constate que 10 à 20% des étoiles des quatre groupes les plus jeunes montrent la présence de poussières chaudes autour d’elles dans un rayon équivalent à celui de Jupiter au Soleil. Leur présence chute brutalement dès que l’étoile est déjà âgée d’environ 300 millions d’années. Pour Meyer, cette observation correspond à ce que prédit la théorie. Notre Terre par exemple, se serait formée à partir de la collision de deux corps rocheux qui a eu lieu entre 10 et cinquante millions d’années après la naissance du Soleil.

.

Après avoir cité des travaux récents similaires, suggérant que les nouvelles planètes ne peuvent plus se former autour d’une jeune étoile passé ce cap de 300 millions d’années, Meyer estime qu’il est difficile d’interpréter exactement les enregistrements obtenus par Spitzer. Les résultats indiquent qu’environ une étoile sur cinq, semblable au Soleil, est susceptible de voir se créer autour d’elle une planète rocheuse de type terrestre dans une durée comprise entre 3 et 30 millions d’années de l’existence de l’étoile.

.

Un autre scénario, plus optimiste, prenant en compte l’existence de disques de poussières chaudes autour d étoiles plus petites, mais qui mettent plus de temps à se réchauffer et ont une durée de vie plus longue, permet lui d’annoncer la probabilité de création d’une planète rocheuse de type terrestre autour de 62%.

.

Et Meyer de conclure : la vérité doit s’en doute se trouver entre les deux.

.

La précision des observations sera plus facile avec la prochaine génération de télescopes spatiaux et terrestres. Toujours est-il que les étoiles comme le Soleil, ou plus petites, sont de loin les plus nombreuses parmi les 200 milliards d’étoiles de notre Voie Lactée. Ce qui sous-entend, même dans le scénario le plus pessimiste, l’existence de beaucoup, beaucoup de planètes rocheuses !

.

Sources :

.

Spitzer Space Telescope, NASA

.

The University of Arizona

.

.

Candor Chasma, carte locale ; crédit : FU Berlin, MOLA

.

Plan large : 1 240 x 1 040 pixels

.

L’équipe de Gerhard Neukum et la Freie Universität Berlin nous invite à un nouveau voyage sur Mars.

.

Nous nous rendons au nord de Valles Marineris, la grande faille longue de 3 000 km. Candor Chasma est un graben, un fossé d’effondrement. Les clichés ont été pris le 6 juillet 2006 par la caméra haute résolution installée sur la sonde Mars Express de l’ESA. La résolution est de 20 mètres par pixel. Candor Chasma se trouve a environ 6° latitute sud et 290° longitude est.

.

Candor Chasma ; Crédit image : ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

.

Plan large : 1 024 x 589 pixels

.

Plan original : 2 610 x 1 500 pixels

.

Candor Chasma en fausses couleurs ; Crédit image : ESA, DLR, FU Berlin (G Neukum)

.

Plan large : 1 024 x 589 pixels

.

Plan original : 2 610 x 1 500 pixels

.

Voici le même cliché, en fausses couleurs. Il nous permet d’apprécier le dénivellé du graben, supérieur à 8 500 mètres.

.

Candor Chasma, perspective 1 ; Crédit image : ESA, DLR, FU Berlin (G. Neukum)

.

Plan large : 1 024 x 819 pixels

.

Plan original : 2 500 x 2 000 pixels

.

Sur cette première perspective, nous pouvons contempler la partie supérieure du fossé, très accidentée, probable vestige de l’ancien plateau basaltique surplombant le fond beaucoup plus lisse.

.

Candor Chasma , perspective 2 ; Crédit image : ESA, DLR, FU Berlin (G Neukum)

.

Plan large : 1 024 x 819 pixels

.

Plan original : 2 500 x 2 000 pixels

.

Sur cette deuxième perspective, sont très visibles les dépots en couches recouvrant le fond du graben.

.

Bonne promenade !

.

Source : ESA Space Science

.

Une fois n’est pas coutume, voici le copier coller d’un article paru ce soir sur le site de l’Institut d’Astrophysique de Paris. Il y est question de la découverte d’un système solaire à l’échelle 1/2 par rapport à notre système solaire. Je l’ai trouvé passionnant. Comme il est écrit en français, je n’ai pas mon habituel travail de traduction à faire et j’en suis bien content. Je vous laisse lire.

.

.

Plan large : 800 x 800 pixels

.

Une nouvelle pierre vient d’être ajoutée à l’édifice de la connaissance des systèmes planétaires extérieurs au nôtre, qui permet de progresser sur la voie de l’identification de systèmes d’exoplanètes identiques au système solaire. En effet, depuis la découverte des Jupiters chauds en 1995, on sait que tous les systèmes planétaires ne sont pas identiques au nôtre : on trouve en effet des planètes géantes gazeuses très proches de leur étoile, inconnues dans le système solaire. La question est donc venue naturellement de savoir si notre système solaire était particulier. L’enjeu de cette question est de savoir si le développement de la vie est une étape commune à un grand nombre de systèmes planétaires ou si, au contraire, les particularités de notre système solaire font que cette apparition de la vie est peut-être plus rare qu’on ne pourrait penser a priori au vu du nombre d’étoiles accompagnées de planètes.

Parmi les 271 exoplanètes connues aujourd’hui, seul 25 systèmes planétaires multiples ont été trouvés. Il est bien sûr plus difficile de trouver plusieurs planètes autour d’une étoile qu’une seule, et l’on peut penser que le nombre de systèmes planétaires connus ira en croissant rapidement. Parmi ces 25 systèmes, seuls quelques-uns ressemblent vaguement à notre système solaire. Or les théories de formation des systèmes planétaires prédisent que la masse des planètes géantes devrait décroître quand la distance à leur étoile croît, ce qui n’est pas observé dans la plupart des systèmes planétaires connus, sauf le système solaire.

La découverte qui vient d’être annoncée par les équipes utilisant la technique de microlentille gravitationnelle est donc très intéressante : ils ont trouvé deux planètes analogues à Jupiter et Saturne autour d’une étoile deux fois moins massive que le Soleil. Leur rapport de distance à l’étoile, leur rapport de masse et leur température sont similaires aux valeurs observées pour Jupiter et Saturne.

L’effet de microlentille gravitationnelle consiste à attendre un alignement presque parfait entre deux étoiles sur une ligne de visée. La théorie de la relativité générale prédit alors que la lumière de l’objet le plus éloigné, que l’on appelle la source, sera amplifiée. Comme l’objet le plus proche, baptisé lentille, se déplace par rapport à la source, cette amplification varie et l’on observe une variation de la lumière reçue de la source, que l’on nomme courbe de lumière. La lentille est le plus souvent une étoile de faible masse, donc très peu lumineuse. Cela provient du fait que ces étoiles sont les plus nombreuses dans notre Galaxie, et le phénomène d’alignement étant très rare (une chance sur un million), seul les étoiles les plus nombreuses peuvent le faire apparaître. La source est situé dans un champ stellaire dense, généralement proche du Centre Galactique, pour maximiser les chances d’apparition d’un tel phénomène en observant de façon répétée un champ donné.

C’est cet effet qui a été observé par le télescope OGLE, situé à l’Observatoire de Las Campanas au Chili, fin mars 2006. OGLE est une collaboration entre astronomes polonais et américains, qui utilise cette technique avec succès depuis 15 ans, et détecte environ 600 évènements de microlentilles par an. Mais un seul télescope ne peut pas couvrir complètement une courbe de lumière, et OGLE alerte donc des réseaux de télescopes répartis de façon uniforme dans l’hémisphère sud, au Chili, en Nouvelle-Zélande, en Australie, en Israël, en Afrique et aux Etats-Unis. Plusieurs collaborations effectuent ce travail de suivi : microFUN rassemble des astronomes américains, coréens, israéliens, ainsi que des astronomes amateurs ; PLANET est un groupe d’une trentaine de chercheurs de toutes nationalités, dont plusieurs français ; RoboNet est une équipe anglo-saxonne utilisant des télescopes en Australie, aux Canaries et à Hawaii ; enfin MOA regroupe des astronomes anglais, japonais et néo-zélandais autour de télescopes situés en Nouvelle-Zélande. Ces collaborations travaillent de concert, aucune n’étant en mesure d’assurer un suivi complet sans l’aide des autres. Ce qui fut le cas pour cet événement, même si la majeure partie des observations provient de microFUN.

Suivons donc le film des observations de cet événement : OGLE alerte le 26 mars 2006 qu’un nouvel événement de microlentille a été identifié dans la constellation du Scorpion, le 109è de l’année 2006, d’où son nom OGLE-2006-BLG-109 (BLG signifie Bulge en anglais, car cette observation a été faite en direction du Bulbe central de notre Galaxie). Deux jours plus tard, OGLE rapporte des observations anormales, c’est-à-dire que la courbe de lumière ne suit pas le tracé standard, ce qui peut trahir l’existence d’une planète autour de l’étoile-lentille ; les groupes de suivi se mettent au travail pour ne rien rater de cet évènement prometteur. Le 5 avril, une nouvelle déviation plus intense se produit, après un léger écart la veille couvert par MOA. Cette fois, c’est un télescope amateur néo-zélandais qui fournit les observations cruciales. Dès le lendemain, Scott Gaudi, de l’Université d’Ohio, fournit la première interprétation de ces observations indiquant qu’une planète de la taille de Saturne est en orbite autour de l’étoile-lentille ; il prédit alors une nouvelle déviation pour le 8 avril. Qui est en effet observée, à nouveaux par les amateurs néo-zélandais, aux Etats-Unis, par OGLE et par un télescope en Tasmanie travaillant pour le compte de PLANET. Mais entre-temps, une autre déviation a été vue principalement par les israéliens et par OGLE, qui n’était pas prévue par le premier modèle. C’est l’interprétation de cette déviation qui conduira à la découverte de la deuxième planète.

La courbe de lumière (voir la figure 1) est si riche en rebondissements que la modélisation finale ne laisse guère de doutes sur la nature de l’événement. De plus, deux effets secondaires ont pu être mesurés, qui permettent une bonne détermination de la masse des planètes. Il s’agit de la résolution de la taille de l’étoile-source (effet de taille finie) due à la grande amplification de cet évènement, de l’ordre de 200 fois (l’amplification maximale est d’autant plus grande que l’alignement est meilleur : lorsque la distance projetée entre source et lentille est plus petite que le rayon de la source, celle-ci est résolue) et de l’effet de parallaxe annuelle : si la durée de l’évènement est suffisamment grande (ici environ 100 jours), la Terre se déplaçant autour du Soleil, la ligne de visée change et la courbe de lumière présente une légère assymétrie. Il est très rare de pouvoir observer simultanément ces deux effets, sans lesquels les mesures de masse sont beaucoup plus imprécises. Il est à noter que la première planète découverte, baptisée OGLE-2006-BLG-109Lc (L pour lentille), est la moins massive et la plus éloignée de son étoile. Cela provient du fait que la sensibilité aux planètes de la technique de microlentille est maximale à une distance appelée rayon d’Einstein, et qu’une seconde planète comme OGLE-2006-BLG-109Lb dans le cas présent, même plus massive, sera plus difficile à détecter si sa distance est significativement plus petite (ou plus grande) que le rayon d’Einstein.

Gaudi et al., Science 2008

Le modèle final donne donc une étoile-lentille située à environ 5000 années-lumière du Soleil, dont la masse est la moitié de celle du Soleil, et qui est accompagnée de deux planètes, l’une à 2,3 unités astronomiques (1 UA est la distance de la Terre au Soleil), de masse 0,7 fois celle de Jupiter, et qui effectue une révolution complète tous les 5 ans, et l’autre à 4,6 UA, de masse 0,3 fois Jupiter et de période 14 ans. Si l’on compare au système solaire, où Jupiter est à 5 UA et tourne en 12 ans, et Saturne est à 10 UA et décrit une orbite en 29 ans, avec une masse de 0,3 fois Jupiter, on voit que l’on est en présence d’une « maquette » du système solaire à l’échelle ½. De plus, les températures d’équilibre de ces planètes sont de l’ordre de -200°C, aussi similaires à celle de Saturne. Parmi les systèmes planétaires déjà connus, seul celui de l’étoile 47 UMa lui ressemble, avec deux planètes de masse 3 et 1 Jupiter, situées à 2 et 8 UA de leur étoile. Mais cette étoile se trouve à 46 années-lumière du Soleil, 100 fois plus près. C’est l’un des avantages de la technique de microlentille gravitationnelle de pouvoir détecter des planètes autour d’étoiles lointaines, inaccessibles par d’autres techniques d’observation, et de prouver ainsi qu’il existe des planètes dans toute notre Galaxie. Si de plus le système planétaire découvert ressemble au nôtre, la conclusion que le système solaire n’a rien de particulier est tentante.

Plan large : 800 x 800 pixels

.

Crédit texte : Pascal Fouqué, Observatoire de Toulouse

Crédit Photographique : KASI, CNBU, ARCSEC, Cheongho Han

.

.

Je dédie ce coeur à tous les amoureux du Ciel et de la Terre

.

Crédit image : NASA, JPL, Malin Space Science Systems

.

Plan large : 843 x 1 104 pixels

.

Ce cliché a été pris par la Context Caméra (CTX), montée sur la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), le 23 décembre 2007 par 8,3° latitude nord et 101,9° longitude ouest.

.

Ce coeur, d’environ 1 km de diamètre est situé, entre deux coulées de lave, au sud-est du volcan géant Ascraeus Mons, sur le dôme de Tharsis.

.

Source : Malin Space Science Systems

.

.

Vue d’artiste de la surface de Titan ; crédit image : Steven Hobbs

.

Plan large : 1 024 x 768 pixels

.

Nous avons souvent eu , sur ce blog, l’occasion de découvrir les lacs d’hydrocarbures et les dunes de Titan. Un article paru dans l’édition du 29 janvier des Geophysical Research Letters reprend les travaux sur ce sujet menés par une équipe d’astronomes dirigée par Ralph Lorenz, un des responsables du radar de Cassini (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory).

.

Titan, par – 179° Celsius, connaît des conditions physiques fort différentes de celles de la Terre. Son atmosphère et sa surface ne sont pas gouvernées par le cycle de l’eau mais par celui d’hydrocarbures liquides comme le méthane et l’éthane. Ses dunes sont vraisemblablement composées de « tholins », des molécules organiques complexes ( le mot tholin a été inventé par Carl Sagan en 1979).

.

Le radar de Cassini a cartographié pour l’instant 20% de la surface de Titan. Il a repéré, principalement au niveau du pôle nord des dizaines de très grands lacs de méthane, dont la surface très sombre laisse à penser qu’ils sont profonds d’au moins 10 mètres voir beaucoup plus. L’un d’entre eux occuperait la surface de la Mer Caspienne sur Terre.

.

Les scientifiques estiment que Titan (5157 km de diamètre) possède plus de réserves d’hydrocarbures que notre Terre. De même, les dunes contiennent plus de « charbon », où son équivalent en pétrochimie, que tous les gisements terrestres.

.

Pour Lorenz, comprendre l’évolution du cycle du méthane (et donc du carbone) sur Titan est aussi important que de comprendre l’évolution de la vie dans tout l’Univers. Le méthane est le responsable du puissant effet de serre de l’atmosphère dense de Titan. Pourtant, il ne peut y subsister que quelques millions d’années car il se décompose et s’échappe dans l’espace. Les astronomes pensent que le méthane provient de l’intérieur du plus gros satellite de Saturne par des phénomènes de cryovolcanisme. Si c’est le cas, la quantité de méthane et la température de Titan ont pu beaucoup fluctuer dans le passé.

.

Pour l’instant le prochain survol de Titan par Cassini aura lieu le 22 février 2008. Au programme du radar, entre autres, l’étude détaillée de la zone d’atterrissage de Huygens (voir dernière note sur ce sujet du 02 juin 2007)

.

Source principale : ESA Space Science. Il y est possible de visionner une animation réalisée, en fausses couleurs, à partir des enregistrements radar de Cassini des lacs de Titan. « Cliquez ici »

.

.

Un article à paraître dans l’Astrophysical Journal présente les travaux d’une équipe d’astronomes menée par Larry Bradley de l’Université Johns Hopkins à Baltimore.Accompagné entre autres de Garth Illingworth et de Rychard Bouwens (Université de Californie, Santa-Cruz), il a fallu aux chercheurs pas moins de deux télescopes spaciaux et d’un miracle de la nature pour scruter une toute petite partie de l’Univers primordial.

.

Crédit image : NASA, ESA, Johns Hopkins University, University of California Santa-Cruz

.

Plan large : 1 024 x 819 pixels

.

Plan original : 3 000 x 2 400 pixels

.

La scène se situe dans la direction de la constellation de la Vierge. Ci-dessus, le cliché à gauche, en couleurs composites, a été pris par la caméra avancée ACS du télescope spatial Hubble. Nous contemplons un énorme amas de galaxies, situé à 2,2 milliards d’années lumière de nous, appelé Abell 16896. Sa masse est tellement grande qu’elle déforme et agrandit la lumière en provenance de derrière elle. C’est le phénomène de lentille gravitationnelle ou anneau d’Einstein (voir note du 23 mai 2006).

.

L’encadré de l’image est focalisé sur l’une des portions de l’anneau d’Einstein. Bien que l’intensité lumineuse, grâce à la lentille gravitationnelle soit augmentée d’environ dix fois, dans la lumière visible, Hubble ne voit rien de notable (haut droit). Par contre dans l’infrarouge, Hubble nous montre une tâche blanc-grisâtre. Il s’agit de la lumière provenant d’une galaxie si éloignée qu’elle est décalée dans le spectre vers l’infrarouge (centre droit). Elle a été dénommée A16896-zD1

.

Les astronomes ont alors eu recours au regard du télescope spatial infrarouge Spitzer pour préciser les données reçues par Hubble (bas droit).

.

Sur une largeur d’espace correspondant à environ 2 000 années lumière, brillent l’équivalent d’un milliard d’étoiles comme notre Soleil, soit une petite fraction de notre Voie Lactée. Les astronomes ont calculé que cette galaxie était âgée d’environ 12,8 milliards d’années. L’univers n’était lui « vieux » que de 700 millions d’années. Il s’agit là d’une des plus anciennes galaxies jamais vue et avec une précision encore inégalée.

.

Evolution galactique, vue d’artiste ; crédit image : NASA, ESA, A Feild (STScI)

.

Plan large : 1 024 x 675 pixels

.

Plan original : 3 000 x 1 977 pixels

.

Pour mémoire, environ 400 000 ans après le Big Bang, débute l’âge des ténèbres, où la matière créée à partir du « bouillon » primordial se refroidit. Les nuages d’hydrogène se répandent dans l’Univers pour former un épais brouillard. L’obscurité va perdurer pendant le premier milliard d’année de l’existence de l’Univers. Pendant cette période, les nuages d’hydrogène froid se condensent pour allumer les premières générations d’étoiles.

.

Flambée d’étoiles dans une jeune galaxie, vue d’artiste ; crédit image : NASA, ESA, G. Bacon (STScI)

.

Plan large : 1 024 x 819 pixels

.

Plan original : 3 000 x 2 400 pixels

.

Sur l’illustration ci-dessus, l’artiste nous montre à quoi peut ressembler A16896-zD1. Elle n’a pas de forme régulière. La constitution des galaxies spirales et elliptiques que nous connaissons n’arrivera que par fusion des très nombreuses galaxies primordiales du jeune Univers comme A16896-zD1. Elle connait une énorme fièvre d’éclosion d’étoiles qui se créent par grappes. Les plus massives éclatent en supernovae qui irradient et soufflent les nuages d’hydrogène avoisinants (en rouge). Sur le fond, l’artiste a figuré une multitude de galaxies en pleine évolution comme A16896-zD1.

.

Pour les chercheurs, A16896-zD1 va devenir l’étalon permettant d’apprécier la mise au point des prochaines générations de télescopes. En particulier pour le remplaçant prévu de Hubble, le James Webb Space Telescope qui devrait s’envoler vers l’espace en 2013. Ils espèrent, avec un miroir primaire sept fois plus grand que celui de Hubble, qu’il permettra de discerner sa structure détaillée et de découvrir des galaxies encore plus anciennes. De même, A16896-zD1 va être une cible de choix pour ALMA (Atacama Large Millimiter Array) qui sera en 2012 le plus puissant radio-télescope au monde. La combinaison du travail de ces deux machines à la pointe de la technique va repousser encore plus loin notre regard sur le jeune Univers.

.

Pour l’instant, la prochaine campagne d’observation de A16896-zD1 aura lieu en infrarouge sur le Keck de 10 mètres à Hawaï.

.

Source : Hubblesite, NASA

.

.

Rho Ophiuchi (Rho Oph) est un gigantesque nuage sombre d’hydrogène moléculaire situé à 407 années lumière de nous à la limite des constellations du Serpentaire et du Scorpion. Plus proche que la nébuleuse d’Orion, par exemple, il est une cible privilégiée des astronomes, cherchant à étudier des jeunes étoiles et leur environnement, les disques proto-planétaires.

.

Ils ont recensé dans la partie centrale du nuage, plus de 300 jeunes étoiles dont l’âge moyen avoisine les 300 000 ans, une bagatelle par rapport aux plus vieilles étoiles de l’Univers réputées avoir atteint le vénérable âge de 12 milliards d’années.

.

Dans la lumière visible, la densité des poussières et du gaz rend inobservables les bébés étoiles cachées dans leur nurserie. Mais voici la partie centrale de Rho Oph, (Lynds 1688), tel qu’a pu la capturer le télescope spatial Spitzer dans l’infrarouge.

.

Crédit image : NASA, JPL-Caltech, Harvard-Smithsonian CfA

.

Plan large : 1 024 x 819 pixels

.

Plan original : 3 000 x 2 400 pixels (2,6 MB)

.

L’image est bien sur en fausses couleurs. Les plus jeunes des étoiles apparaissent en rouge, entourées de leurs disques protoplanétaires. En évoluant, elles font place nette autour d’elles et sont visibles en bleu. Les draperies entourant la nurserie arborent leurs couleurs en fonction de la température, de la composition et de la taille des poussières échauffées par de brillantes étoiles situées principalement à droite du cliché.

.

Les nouvelles étoiles se forment à partir de l’effondrement des nuages d’hydrogène froid. C’est donc dans la partie inférieure gauche et au centre de l’image que nous pouvons le mieux les observer en pleine gestation bien à l’abri de leurs sombres cocons .

.

Source : Spitzer Space Telescope (NASA)

.

.

Une équipe d’astronomes japonais a publié le 20 janvier 2008 dans les Astrophysical Journal Letters, le résultat de ses travaux.

.

Elle a utilisé l’instrument CIAO, un chronographe avec optique adaptative, monté sur le télescope Subaru installé à Hawaï, pour observer l’étoile FN Tau, située dans une région de création d’étoiles, à 460 années lumière de nous, dans la constellation du Taureau.

.

.

Plan large : 1 000 x 1 001 pixels

.

Voici l’image obtenue par le Subaru en infrarouge. La lumière de l’étoile est obstruée par le disque noir du chronographe. Les tâches sombres symétriques correspondent à l’obturation par le miroir secondaire.

.

Il s’agit-là d’une prouesse technique de bon augure pour la suite des observations prévues pour le Subaru. Une jeune étoile est habituellement entourée d’un disque de poussières et de gaz. Disque appelé aussi proto-planètaire car c’est dans son intimité que se forment les planètes de son futur système solaire.

.

Il est difficile de pouvoir observer directement la structure de ces disques. L’exploit ici tient dans la nature même de l’étoile. FN Tau est très jeune, âgée tout au plus de 100 000 ans, et menue puisque sa masse ne représente qu’un dixième de celle de notre Soleil.

.

Disque protoplanétaire autour de FN Tau, vue d’artiste

.

Plan large : 1 024 x 1 024 pixels

.

Plan original : 1 500 x 1 500 pixels

.

Les astronomes ont pu voir le disque presque de face. Son rayon est de 260 UA ( l’unité astronomique est la distance moyenne Terre-Soleil soit 150 millions de km). Du fait de la faible gravité de l’étoile centrale, le disque est plus épais sur ses bords qu’à l’accoutumée. La dispersion de la lumière étant plus efficace que pour un disque plat, il apparaît plus brillant que prévu. Sa masse est estimée à 6% de celle de son étoile.

.

C’est donc le disque le plus « léger » jamais observé. Il ne porte aucune trace de structure interne. Les astronomes se sont demandé quel type de planètes pouvaient se former dans un tel disque. Jusqu’à présent, parmi les 270 exoplanètes découvertes, toutes sont massives, du type jupitérien. La plus petite est estimée avoir 5 masses terrestres.

.

Il leur semble que ce disque proto-planétaire présente beaucoup de chances de voir naître en son sein des planètes semblables en masse à celle de notre Terre. La théorie prévoit aussi que peuvent se former des planètes plus petites que notre Terre dans un rayon de 30 UA.

.

Les astronomes travaillant sur Subaru ont un projet ambitieux : être les premiers à pouvoir observer directement la lumière d’une exoplanète, toutes les précédentes ayant été découvertes de manière indirecte.

.

Crédit images et source : Subaru Telescope, NAOJ

.