Du ciel et de la terre

Où, pour la première fois, un quasar est découvert dans le rôle de lentille gravitationnelle

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Nous avons eu déjà plusieurs fois l’occasion ici de découvrir le phénomène de lentille gravitationnelle et les fabuleux renseignements qu’il nous apporte de l’Univers lointain.

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Pour mémoire, selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, si une grande masse comme une grosse galaxie ou mieux un amas de galaxies est placée dans la ligne de mire d’une galaxie lointaine, la partie de la lumière provenant de la galaxie lointaine est divisée et amplifiée pour un observateur se trouvant sur Terre.

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La première utilisation concrète de l’effet de lentille gravitationnelle a été réalisée en 1979 quand a été découvert l’image d’un quasar agrandie et amplifiée par une galaxie de premier plan.

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Les quasars sont des objets extraordinairement lumineux de l’univers lointain et semblent correspondre à la présence d’un trou noir central supermassif et hyperactif situé dans un noyau galactique.

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Un quasar est mille fois plus brillant qu’une galaxie comprenant des milliards d’étoiles ce qui rend difficile l’étude de sa galaxie hôte. “C’est un peu comme regarder dans les phares d’un véhicule pour y discerner la couleur de ses jantes”, commente Frédéric Courbin de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), principal auteur d’un article paru dans Astronomy & Astrophysics le 16 juillet 2010.

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Déjà l’utilisation d’une lentille gravitationnelle pour mesurer la masse d’une galaxie lointaine indépendamment de son éclat avait été proposée dès 1936 par le physicien Fritz Zwicky. Mais depuis 1979 cette technique n’avait pu être mise en oeuvre pour calculer la masse de la galaxie hôte d’un quasar.

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Voilà chose faite avec les travaux de l’équipe de Courbin. Pour ce faire, les astronomes (de l’EPFL, du Caltech et de l’Institut de recherches astronomiques à Heidelberg en Allemagne) ont consulté la liste des quasars connus dans le catalogue SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Le meilleur candidat quasar SDSS JOO13+1523 a été observé par l’observatoire Keck de 10 mètres installé à Hawaï. Bonne surprise, le quasar fait bien office de lentille gravitationnelle. Il est situé à 1,6 milliards d’années lumière de nous et fait office de loupe à une galaxie bien plus lointaine puisqu’elle se trouve à 7,5 milliards d’années lumière de nous. Ces deux chiffres sont vertigineux ! Pour la première fois c’est un quasar qui sert de lentille gravitationnelle à une galaxie lointaine et non l’inverse !

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Quasar faisant office de lentille gravitationnelle ; crédit image : Caltech, EPFL, WMKO et autres

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Plan large : 1 199 x 1 199 pixels

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Quasar faisant office de lentille gravitationnelle annoté ; crédit image : Caltech, EPFL, WMKO et autres

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Plan large : 379 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 200 x 3 240 pixels

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Sur cette image obtenue par le télescope Keck, le quasar du premier plan apparait en bleu, la galaxie lointaine en rouge de chaque côté du quasar.

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“Nous avons été ravi de voir que notre idée fonctionne réellement” commente Georges Meylan, professeur de physique et chef de file de l’équipe de l’EPFL

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Les quasars sont encore mystérieux sur bien de leurs aspects dans les théories de l’astronomie moderne. “Les quasars sont des sondes précieuses pour la compréhension de la formation et l’évolution des galaxies”, explique le professeur d’astronomie S. George Djorgovski, chef de file de l’équipe du Caltech. Il conclut : “la future découverte de systèmes identiques nous aidera à mieux comprendre les relations entre quasars et leurs galaxies hôtes ainsi que leur co-évolution”.

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Sources :

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Site Caltech (California Institute of Technology)

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Site W. M. Keck Observatory

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Titan : Ontario Lacus

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En cette période caniculaire, les astronomes travaillant sur la sonde Cassini nous invitent à passer l’été sur les bords du lac Ontario. Encore qu’il faut supporter le manque d’oxygène, le faible ensoleillement, les - 180° ambiant, et un lac où l’eau a été remplacée par un mélange de méthane, éthane, propane. Pas de souci de marée noire (vous êtes là pour cela !) puisque cet Ontario ne se trouve pas sur Terre mais sur Titan, le plus gros satellite de Saturne !

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Dépaysement garanti, encore que, sur bien des aspects, le lac Ontario (Ontario Lacus) ressemble fort à nos lacs terrestres.

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Ontario Lacus, vue radar ; crédit image : NASA, JPL-Caltech

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Plan large : 926 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 276 x 1 411 pixels

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Des photos du lac sont aussi visibles dans la note du 29 janvier 2009.

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Les saisons changent lentement sur Titan, une année dure 29 ans. L’hémisphère sud de Saturne où se situe Ontario Lacus était en 2004, à l’arrivée de Cassini, en plein été. Maintenant, il s’achemine vers l’automne, le solstice d’hiver aura lieu en 2017. Titan est le seul monde du système solaire en dehors de la Terre a posséder en permanence des concentrations liquides sur sa surface. Depuis quatre ans, les vues radar effectuées par Cassini montrent un recul des rives du lac d’environ 10 kilomètres ce qui implique une baisse du niveau du lac d’environ un mètre par an. Ontario Lacus occupe une superficie de 15 000 km² soit un peu moins que son homonyme terrestre.

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Cette baisse de niveau serait due à une évaporation saisonnière du méthane dans l’atmosphère de Titan ainsi qu’à une infiltration des liquides dans le sol poreux.

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Comme sur Terre aussi, est visible sur la rive ouest du lac un delta bien découpé amenant le liquide des hauteurs environnantes. Les montagnes au nord du lac ont une altitude d’environ un kilomètre. Tout à fait étonnant, la rive nord-ouest montre une plage lisse marquée par des lignes parallèles au rivage actuel. Elles peuvent s’être formées par l’action de petites vagues poussées par des vents du sud-ouest.

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Les scientifiques travaillant sur Cassini sont enthousiastes des résultats engrangés par leur sonde. De nombreuses publications de résultats ont déjà été publiées, et bien d’autres sont à venir, car la longévité de Cassini, permet de suivre sur une “longue période” l’évolution, comme par exemple celle des lacs sur Titan, des mondes saturniens. Renseignements précieux qui permettent aux planétologues d’envisager “in vivo” les processus à l’œuvre sur des mondes étrangers à la Terre.

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Et pourtant, si différents et si éloignés soient-ils, les lacs de Titan nous démontrent une certaine similitude avec leurs homologues terrestres. Pour mémoire, pour bien des scientifiques, Titan a été considéré comme un résumé en plus froid, de ce qu’à pu connaitre notre planète en des temps éloignés avant que la vie n’y fasse son apparition.

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Source principale : site Cassini Equinox Mission

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Des Pléiades et des nouvelles de WISE

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Petites nouvelles du télescope spatial infrarouge WISE de la NASA. Ce samedi 17 juillet 2010, après une campagne de six mois, WISE vient de terminer l’enregistrement complet de l’ensemble de l’espace qui nous entoure. 1 300 000 vues ont été réalisées.

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Les premières données couvrant 80% du ciel seront livrées à la communauté scientifique à partir de mai 2011.

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Concernant les objets “proches”, WISE a observé plus de 100 000 astéroïdes connus ou inconnus, la plupart appartenant à la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter et découvert 90 nouveaux objets géocroiseurs de la Terre ainsi qu’une douzaine de comètes bien plus éloignées dans l’espace.

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Grâce à sa vision infrarouge, WISE devrait répertorier beaucoup de “naines brunes”, étoiles faiblement lumineuses et apporter beaucoup de renseignements sur les galaxies lointaines ultra-lumineuses dans l’infrarouge.

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Les trois prochains mois, WISE arpentera de nouveau environ la moitié du ciel. Son activité s’arrêtera lorsque son stock d’hydrogène nécessaire pour refroidir le télescope sera épuisé.

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Pléiades en infrarouge par WISE ; crédit image : NASA, JPL-Caltech, UCLA

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Plan large : 782 x 1 024 pixels

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Plan très large : 3 061 x 4 007 pixels

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Pour fêter le bon fonctionnement de WISE, les astronomes travaillant sur le télescope spatial, nous offre cette vue des Pléiades. Image composite elle couvre l’équivalent de 35 pleines lunes. La vue infrarouge met en évidence les nuages de poussière que traversent les “Sept Sœurs” et d’autres étoiles plus petites et plus froides de l’amas.

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Source : site NASA, WISE

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Impact cométaire sur Neptune

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Neptune vu par Voyager 2 en 1989 ; crédit image : NASA

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Plan large : 774 x 774 pixels

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La collision de Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter il y 16 ans, a permis aux astronomes du monde entier d’emmagasiner une somme de connaissances sur les conséquences du choc d’une comète sur une planète géante gazeuse. Ces “boules de neige poudreuse” laissent dans l’atmosphère des géantes des traces comme eau, monoxyde de carbone, dioxyde de carbone, acide cyanhydrique ou sulfure de carbone dont le rayonnement peut-être détecté depuis la Terre.

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Ainsi en février 2010 des chercheurs du Max Planck Institut ont annoncé que Saturne avait connu un impact avec une comète il y a environ 230 ans.

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Aujourd’hui un groupe de chercheurs regroupant entre autres des membres du LESIA (Observatoire de Paris) et du Max Planck Institut publient une étude consacrée à Neptune, la planète la plus lointaine de notre système solaire, dans Astronomy & Astrophysics.

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Pour se faire ils ont utilisé les données enregistrées par l’instrument PACS, un spectromètre infrarouge, installé sur le télescope spatial Herschel de l’Agence Spatiale Européenne (ESA).

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Ils ont découvert l’existence de quantités de monoxyde de carbone bien supérieures dans les hautes couches de l’atmosphère de Neptune (sa stratosphère) que dans les couches sous-jacentes (sa troposphère). Pour les chercheurs la quantité de monoxyde de carbone devrait être identique dans les deux couches atmosphériques de Neptune, ou diminuer avec la hauteur. L’apport de monoxyde de carbone serait donc résultant d’une source extérieure. Nonobstant l’apport de monoxyde de carbone possible en provenance d’une source inconnue autour de Neptune, les chercheurs estiment qu’il est principalement du à l’impact d’une comète.

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Le monoxyde de carbone piégé dans la glace de la comète est libéré lors de l’impact dans les hautes couches atmosphériques et s’y répand progressivement. Les chercheurs peuvent alors calculer approximativement l’ancienneté de l’impact. Pour celui de Neptune, il remonterait à 200 ans environs !

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Source : Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung

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Quelles soient géantes ou non, les étoiles naissent de la même manière

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Ce soir nous regardons vers la constellation du Centaure, à environ 10 000 années lumière de nous.

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IRAS 13481-6124 ; crédit image : ESO, Spitzer, NASA, JPL, S. Kraus

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Plan large : 768 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 200 x 1 600 pixels

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IRAS 13481-6124 est une toute jeune étoile massive, elle apparait en haut à gauche sur le cliché ci-dessus. Elle possède 20 masses solaires pour cinq fois son rayon et est 30 000 fois plus lumineuse que notre étoile !

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IRAS 13481-6124 fait l’objet cette semaine de la parution dans Nature d’un article la concernant dont l’auteur principal est Stefan Kraus (University of Michigan).

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Les astronomes, grâce a des documents d’archives du télescope spatial Spitzer de la NASA, et du radio-télescope APEX, ont découvert la présence d’un jet de matière provenant de l’étoile. Or “ces jets sont communément observés autour des étoiles jeunes de faible masse et indiquent généralement la présence d’un disque autour d’elles” commente Stefan Kraus.

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Disque autour d’une jeune étoile géante, vue d’artiste ; crédit image : ESO, L. Calçada, M. Kommesser

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Plan large : 768 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 200 x 1 600 pixels

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Ces disques circumstellaires sont indispensables dans le processus de formation des étoiles de faible masse comme notre Soleil. Mais quand est-il de la formation des étoiles géantes, dont la masse est supérieure à 10 fois celle du Soleil ? Pour certains théoriciens leur luminosité est telle qu’elle empêche l’étoile de croître, les étoiles géantes se formant alors à partir de la fusion de plusieurs étoiles.

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Pour découvrir et analyser le disque probable autour de IRAS 13481-6124, les astronomes de l’ESO ont employé le système d’interférométrie du VLT, en combinant les images de trois télescopes auxiliaires de 1,8 mètres du VLT, ce qui revient à créer un télescope virtuel au miroir de 85 mètres et à visualiser une tête de vis sur la station spatiale internationale ! Leurs observations ont été combinées à celles du New Technology Telescope au miroir de 3,58 mètres de l’ESO installé à La Silla au Chili.

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Disque autour de IRAS 13481-6124 ; crédit image : ESO, S. Kraus

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Plan large : 768 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 200 x 1 600 pixels

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Et Kraus d’annoncer : “c’est la première fois que nous pouvions voir l’image d’un disque interne autour d’une jeune étoile massive. Nos observations montrent que le processus de formation des étoiles est indépendant de leur masse”.

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Les astronomes concluent que le système n’est âgé que de 60 000 ans ! L’étoile a atteint sa masse finale. Le disque qui l’entoure s’étend jusqu’à 130 unités astronomiques et à une masse similaire à celle de l’étoile. Sujet intéressant de recherche à venir, la partie la plus interne du disque est complétement dépourvue de poussières.

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En raison de l’intense luminosité de l’étoile, le disque qui l’entoure ne va pas tarder à s’évaporer. Et Kraus de conclure : “on peut dire que le bébé est sur le point d’éclore !”

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Voir : article référant de la recherche

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Source : ESO

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Quatorze juillet

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Plan large : 752 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 743 x 2 373 pixels

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Une fois n’est pas coutume. Pour fêter ce quatorze juillet, un cliché, tout frais, pris cette nuit. Non d’un de ces extraordinaires télescopes sur Terre ou dans l’espace. Simplement de mon appareil photo-numérique : des photons d’étoiles, de fusées, d’explosions d’espérance et de fraternité à partager entre nous, pour nous réchauffer le cœur, illuminer notre regard, attiser nos rêves.

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Je vous souhaite de douces fêtes du quatorze juillet !

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Mercure : cratère Debussy

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Mercure, cratère Debussy ; crédit image : NASA, JHUAPL, Carnegie

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Plan large : 1 048 x 1 040 pixels

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Ce cliché a été pris par la sonde Messenger lors de son deuxième survol de Mercure le 6 octobre 2008. En mars 2010 ce cratère d’impact a officiellement reçu par l’Union Astronomique Internationale le nom de Debussy en hommage au compositeur français Claude Debussy (1862-1918).

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Mais bien auparavant, cette structure claire avait déjà été repérée depuis la Terre, en particulier en vue radar, tellement elle dénotait sur la surface de la planète la plus proche du Soleil. Elle était alors appelée : “caractéristique A”.

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Le cratère en lui-même possède un diamètre de 85 kilomètres, les éjectas brillants qui l’entourent s’étendent sur des centaines de kilomètres sur la surface de Mercure.

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Note dédiée à Ariaga :

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Source : site Messenger

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La longue route de Rosetta, épisode XIII ter : rencontre avec 21 Lutetia

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Voici les premiers clichés envoyés par la sonde Rosetta lors de sa rencontre avec l’astéroïde 21 Lutetia (21 Lutèce). (Voir note précédente)

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21 Lutèce 10/07/2010, 36 000 km ; crédit image : ESA, OSIRIS Team et autres

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En haut au centre à gauche, nous reconnaissons Saturne

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21 Lutèce 10/07/2010 Terminator ; crédit image : ESA, OSIRIS Team et autres

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Plan large : 1 024 x 1 016 pixels

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Plan très large : 2 393 x 2 374 pixels

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Spectaculaire vue prise à la limite du terminator, la frontière entre le jour et la nuit

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21 Lutèce, Rosetta, zoom ; crédit image : ESA, OSIRIS Team et autres

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Plan large : 1 024 x 1 024 pixels

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Plan très large : 4 096 x 4 096 pixels

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21 Lutèce, Rosetta, deux détails ; crédit image : ESA, OSIRIS Team et autres

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Plan large : 793 x 1 058 pixels

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21 Lutèce Rosetta, détail, crédit image ESA, OSIRIS Team et autres

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Source : ESA, Rosetta blog

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La longue route de Rosetta, épisode XIII bis: rencontre avec 21 Lutetia

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En attendant la publication, peut-être vers 23h, des clichés pris lors du survol au plus près de l’astéroïde 21 Lutèce (21 Lutetia) par la sonde Rosetta (voir note précédente), voici deux nouveaux clichés pris par le système d’imagerie OSIRIS de Rosetta lors de son approche de l’astéroïde. La deuxième vue a été réalisée à 80 000 kilomètres de distance de 21 Lutèce.

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21 Lutèce 09/07/2010 approche ; crédit image : ESA, OSIRIS Team et autres

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Plan large : 614 x 1 024 pixels

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Plan très large : 2 400 x 4 000 pixels

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21 Lutèce 10/07/2010 80 000 kilomètres ; crédit image : ESA, OSIRIS Team et autres

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Plan large : 1 166 x 1 092 pixels

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Source : ESA, Rosetta blog

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La longue route de Rosetta, épisode XIII : rencontre avec 21 Lutetia

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Je viens de suivre sur le site de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) la rencontre entre la sonde Rosetta et l’astéroïde 21 Lutetia (21 Lutèce), au diamètre d’une centaine de kilomètres . Le survol à 18h10 s’est déroulé tout à fait comme prévu, les données télémétriques envoyées par la sonde sont bonnes. Il nous reste à attendre vers 20h la publication des premières images enregistrées par le système d’imagerie OSIRIS de la sonde.

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En attendant les images voici une vue prise par OSIRIS de 21 Lutèce hier 9 juillet à une distance de 2 000 000 kilomètres.

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21 Lutèce 09/07/2010 ; crédit image : ESA, OSIRIS Team et autres

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La rencontre s’est déroulée à 454 millions de kilomètres de la Terre. La sonde file à 54 000 km/h et se trouvait au plus près à 3 162 kilomètres de l’astéroïde.

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Pour mémoire Rosetta a quitté la Terre en 2004. Après avoir survolé Mars puis la Terre, elle a rencontré l’astéroïde Stein en 2008. Après cette rencontre avec 21 Lutèce, Rosetta va poursuivre sa longue route l’amenant en 2014 vers la comète 67/P Churyumov-Gerasimenko.

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Source : site Rosetta, ESA

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