Du ciel et de la terre

Messenger survol 1 de Mercure du 14 janvier 2008 épisode 14

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Pas moins de 11 articles consacrés à Mercure sont au sommaire de la prochaine édition de la revue Science du 04 juillet 2008. Ils concrétisent les résultats des analyses effectués lors du premier survol de la sonde Messenger le 14 janvier 2008. Deux jours d’utilisation pour les instruments consacrés à l’imagerie, une demie heure à dix minutes pour les autres, vu la qualité des renseignements engrangés, ce premier survol a été un succès complet et laisse présumer des récoltes à venir lors des futurs survols puis lors de la satellisation totale en 2011 de la sonde autour de Mercure.

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Certains articles sont très pointus sur la magnétosphère, l’exosphère et la queue de sodium laissée par la planète le long de son orbite. Pour simplifier deux grandes thèses sont principalement mises en valeur par les scientifiques.

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Plan large : 1 012 x 1 030 pixels

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Lorsqu’il il y plus de trente ans la sonde Mariner 10 montra l’existence de grandes plaines lisses sur Mercure, l’analogie avec les « mers » de notre Lune fut évidente. Mais il était impossible de décider si ces plaines étaient dues à la remontée de magma lors des grands impacts avec accompagnement d’un volcanisme actif ou non. Grande nouvelle : les chercheurs, à partir des données recueillies par les différents instruments, ont trouvé des traces d’évents volcaniques en marge du bassin Caloris.

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Celui-ci, datant du premier milliard d’années de l’existence de Mercure, démontre une histoire géologique très complexe.

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Mariner 10 avait aussi annoncé l’existence d’un champs magnétique sur Mercure (1% de celui de la Terre). Les données enregistrées par Messenger prouve que celui-ci est bien bipolaire. Ce type de champs est un effet de dynamo provenant des mouvements du cœur fluide et chaud d’une planète. Pour beaucoup de chercheurs l’existence d’un tel champs est étonnante car vu la taille de Mercure son noyau aurait du refroidir depuis longtemps. Il semble bien que le champs magnétique de Mercure ne soit pas un reliquat d’un champs magnétique très ancien, mais la conséquence de son noyau actif (et d’un volcanisme encore possible).

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Les futures investigations de Messenger autour de Mercure vont avoir de quoi tenir en haleine la communauté scientifique et alimenter bien des débats.

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Note de l’auteur de l’article : les mesures de Messenger viennent confirmer celles réalisées à distance depuis la Terre annonçant l’existence d’un noyau liquide ou au moins partiellement fondu dans le cœur de Mercure. (voir note du 04 mai 2007)

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Source principale : The Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory

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SN 1006

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SN 1006 dans le visible; crédit image: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI-AURA)

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Plan large : 819 x 1 024 pixels

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Plan très large : 2 400 x 3 000 pixels

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Quel est ce délicat ruban de gaz flottant étrangement dans notre galaxie? La trainée marquant le passage d’un OVNI ? Un jet de matière expulsé d’un trou noir ? Cette image, réalisée par le télescope spatial Hubble de la NASA, est en réalité un très mince vestige de l’explosion d’une étoile.

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Il y a plus de 1 000 ans, vers le premier mai 1006, les observateurs d’Afrique Occidentale, d’Europe et du Proche Orient ont pu découvrir dans le ciel une lumière très brillante , même en plein jour pendant deux semaines, qui s’est estompée peu à peu pendant les deux années et demie suivantes.

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Il a fallu attendre les années 1960 pour qu’un radiotélescope localise un anneau de matière correspondant à l’emplacement prévu de la supernova, et ce n’est qu’en 1976 qu’une très infime partie des restes de la supernova a pu être détectée dans la lumière visible.

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L’étoile morte, qui est maintenant une naine blanche, se situe à environ 6 850 années lumière de nous dans la Constellation du Loup.

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SN 1006, image composite; crédit image: NASA, ESA, Z. Levay (STScI)

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Plan large : 1 104 x 1 104 pixels

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Pour donner une idée de l’ampleur des rémanents de la supernova, l’image ci-dessus nous la montre étudiée sous toutes les longueurs d’ondes. L’ensemble de la supernova s’étend maintenant sur 60 années lumière, l’onde de choc se déplaçant à une vitesse de l’ordre de 9,6 millions de km/h! Le jaune correspond à la partie discernable dans le visible par les télescopes très puissants; l’encadré précise la zone photographiée par Hubble.

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Sur le cliché de Hubble nous pouvons assister à la propagation de l’onde de choc dans l’espace. Elle heurte les nuages de gaz interstellaires. L’hydrogène surchauffé émet alors des radiations dans le visible. La plupart des points blancs sont des étoiles de notre Voie Lactée. En arrière plan sont visibles de nombreuses galaxies éloignées.

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Source : Hubblesite

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Cassini est mort, vive Cassini !

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Ce 30 juin 2008 la mission Cassini de la NASA est officiellement close. En effet, partie de Cap Canaveral en Floride le 15 octobre 1997, Cassini s’est mise en orbite autour de Saturne il y a tout juste quatre ans, le 30 juin 2004. Le premier budget de fonctionnement avait été prévu pour 4 années d’opérations.

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Les douze instruments de la sonde ainsi que ses trois générateurs étant encore en excellent état, la NASA au printemps dernier a décidé d’allouer un budget supplémentaire de deux ans. Le nouveau nom de la mission est maintenant Cassini Mission Equinox car en août 2009 la lumière du Soleil passera directement dans le plan des anneaux. Le programme de travail de Cassini est déjà surchargé dont bien sur de nouvelles observations rapprochées des lunes Titan et Encelade.

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Les scientifiques de la NASA pensent et rêvent l’avenir : une partie du travail de Cassini sera réservée à la préparation de la venue de futures sondes. L’extraordinaire somme des découvertes réalisées par la sonde a soulevé un nombre tout aussi important de nouvelles questions aux scientifiques. Pour y répondre, il va être nécessaire d’envoyer de nouveaux engins spatiaux qui devront embarquer des instruments et des programmes scientifiques spécifiques. Les cibles principales seront Saturne, Titan et Encelade. La demande est très forte par la communauté scientifique, encore faut-il que la NASA trouve les budgets adéquats. Cassini n’aura pas de successeur avant de nombreuses années.

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Nord de Saturne; crédit image: NASA, JPL, Space Science Institute

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Plan large : 1 008 x 659 pixels

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Mais pour l’instant, Cassini se porte comme un charme, alors profitons de ce cliché pris le 23 mai 2008 d’une distance de 1,3 millions de kilomètres de Saturne, avec une résolution de 71 km/pixel. Les couleurs allant de l’or au bleu et au gris correspondent à ce que pourrait voir un œil humain placé dans des conditions similaires. La sonde formait un angle de 27° par rapport au plan des anneaux et regarde les hautes latitudes nordiques de Saturne.

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Sources :

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Cassini-Huygens, site NASA

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CICLOPS

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Phœnix, Antarctique

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Phœnix continue, avec un peu d’avance sur le planning prévu, son travail sur Mars.

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Tranchées Blanche Neige 1,2 et 3; crédit image : NASA, JPL-Caltech, University of Arizona, Texas A&M University

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Voici les tranchées « Blanche Neige » 1,2, et trois. La plus petite a été réalisée le 26 juin 2008 ; elle est large d’environ 5 cm.

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Echantillon « rose-rouge », vue microscopique; crédit image NASA, JPL-Caltech, University of Arizona, Texas A&M University

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De cette même tranchée le bras manipulateur a présenté un échantillon, prélevé le 20 juin 2008 et dénommé rose-rouge, à la caméra microscopique de la sonde.

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Une partie de « rose-rouge » a été présentée au laboratoire d’analyse chimique en milieu humide. L’instrument MECA est le premier de ce type a travailler sur une autre planète que la nôtre. Sur les quatre cellules pouvant recevoir des échantillons, la première expérience a été totalement réussie.

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Sam Kounaves (Tufts University) vient d’annoncer les premiers résultats : le terrain sur lequel repose Phœnix ressemble aux sols des vallées sèches supérieures de l’Antarctique. Il est très basique (PH entre 8 et 9) et comprend de nombreux sels (preuve d’une interaction avec l’eau) dont magnésium, sodium, potassium et chlorures. Les résultats sont encore loin d’être tous obtenus, mais le sol comprend aussi beaucoup d’éléments nutritifs, les produits chimiques nécessaires à la vie telle que nous la connaissons. Et Kounaves de conclure : il est étonnant de constater que Mars n’est pas un monde étranger, mais que dans de nombreux aspects, dont la minéralogie, il est très semblable à la Terre.

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L’autre instrument d’analyse de la sonde, TEGA, a fini de cuire son premier échantillon à 1 000° C. Le nez de TEGA effectue un travail complexe qui nécessite plusieurs semaines d’analyses. Pour William Boynton, (University of Arizona), les données obtenues de TEGA sont extraordinaires. Au stade d’analyse actuel, il affirme que l’échantillon a clairement été en interaction avec de l’eau dans le passé. Reste à savoir si cette interaction s’est passée localement où si les poussières reniflées par TEGA ont été apportées-là, par exemple par le vent martien.

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Par ailleurs l’ensemble des matériaux blancs repérés par les caméras de Phœnix ont tous changés d’aspect, ce qui confirme l’hypothèse qu’ils étaient bien constitués de glace d’eau.

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Les trente premiers sols d’activités pour Phœnix se sont terminés avec succès. La continuation des programmes d’observations en cours et de nouvelles taches l’attendent, en particulier l’approfondissement de la tranchée Blanche-Neige, jusqu’à l’attendue couche de sous-jacente.

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Sources :

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Phœnix Mars Lander, site NASA

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Phœnix Mars Mission, site University of Arizona

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Vortex dans le grand nord saturnien

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Vortex dans le grand nord saturnien; crédit image : NASA, JPL, Space Science Institute

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Plan large: 1 012 x 1 012 pixels

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Après avoir découvert l’ « Allée des tempêtes » de l’hémisphère sud de Saturne, (voir note du 25 juin 2008), voici un autre cliché pris en infrarouge par Cassini, le 23 mai 2008. La sonde se trouvait à 1,2 millions de km de Saturne, la résolution est de 7 km par pixel. Situé vers 70° de latitude nord, le champs couvert par la caméra est équivalent au diamètre de Mars. De nombreux vortex entrelacent leur bras. La danse des nuages dans le grand nord saturnien est pour le moins entraînante!

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Source : CICLOPS

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Mars : Borealis le plus grand bassin d’impact du système solaire

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Lorsque dans les années 1970, les satellites d’observations envoyèrent les premières images de Mars vers la Terre, les scientifiques furent fort étonnés de constater la grande différence morphologique entre hémisphères nord et sud de la planète rouge. Le sud aux reliefs très tourmentés s’oppose aux grandes plaines du nord.

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Cette dichotomie demande une explication. Si, en 1984, il fut proposé par Steven Squyres (Université de Cornell, actuellement responsable scientifique des projets de futurs robots martiens) et Don Wilhelms (US Geological Survey) un scénario d’impact pour décrire le phénomène, la théorie fut rejetée par l’ensemble de la communauté scientifique, la forme plutôt ovale de l’étendue des grandes plaines ne correspondant pas à l’idée des cercles qui constituent les bassins d’impact. Faute de mieux, les chercheurs acceptèrent une autre hypothèse, la formation de l’hémisphère nord martien serait due à la fusion de sous-couches du manteau martien.

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Une série d’articles parus cette semaine dans Nature vient remettre au gout du jour la première hypothèse. Le plus important est signé par Jeffrey Andrews-Hanna et Maria Zuber du MIT (Massachusetts Institute of Technology) et Bruce Banerdt du NASA-Jet Propulsion Laboratory.

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Les chercheurs ont étudié les données d’altimétrie et de gravité de la surface martienne enregistrées par la regrettée sonde spatiale Mars Global Surveyor et par l’actuelle et moderne Mars Reconnaissance Orbiter. Pour eux la formation aplanie de l’hémisphère nord serait bien due à un immense bassin d’impact correspondant au territoire actuel du bassin Boréalis. Il couvre près de 40% de la surface martienne et a une forme elliptique de 8 500 km de diamètre pour 10 600 km de long, soit l’équivalent sur Terre de l’Europe réunie à l’Asie et à l’Australie. Il serait donc quatre fois plus large que les plus grands bassins d’impact connus comme les bassins Hellas aussi sur Mars et Aitken près du pôle sud de notre Lune.

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Bien sur il ne peut y avoir de preuve directe de l’ancienne collision cataclysmique. Mais, depuis 1984 , la connaissance scientifique a fortement évoluée. Il est possible à partir des données actuelles de remonter le temps grâce aux simulations numériques et l’interprétation des enregistrements bruts comme altimétrie et gravité s’est beaucoup affinée. Les chercheurs ont calculé que l’impact avait eu lieu, il y a 3,9 milliards d’années avec un corps d’environ 2 000 km de diamètre soit plus large que Pluton ! L’angle d’incidence de la collision était de 45 °, ce qui explique l’allure elliptique du bassin. Depuis 1984, d’autres cratères d’impacts de forme elliptique ont été reconnus comme tels dans le système solaire.

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Les grands cratères d’impacts possèdent des formes d’anneaux imbriqués (voir note du 24 juin 2008), les chercheurs annoncent voir l’ébauche d’un deuxième anneau aux abords du bassin Borealis.

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Mars altimétrie et gravimétrie, crédit : Andrews-Hanna, Nature

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Sur la carte du haut, la ligne continue trace la limite du bassin d’impact annoncé par les chercheurs. Les lettres correspondent à des points de repère importants : U pour Utopia Planitia, TH pour les grands volcans de Tharsis, AT pour Arabia Terra, H et A pour les bassins Hellas et Argyre.

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L’annonce des résultats est favorablement accueillie par la communauté scientifique. Andrews-Hanna rappelle que lors de ses premières conférences scientifiques sur le sujet, il s’attendait à une levée de bouclier de la part de ses collègues, il n’en a rien été. Maria Zuber se souvient d’avoir été, comme Andrews-Hanna, partisane de la théorie de fonte partielle du manteau martien dans l’hémisphère nord, jusqu’à ce qu’elle s’attache à sa nouvelle étude. Dans ce cas, l’évolution des esprits des scientifiques s’est faite tout naturellement. Les savants ont maintenant communément admis que les débuts du système solaire furent extrêmement chaotiques. Par exemple notre système Terre-Lune est né d’une collision avec un corps de la taille de Mars et il est fort probable que les planètes actuelles se trouvaient alors dans des positions d’éloignement différentes par rapport au Soleil.

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Et Andrews-Hanna de conclure : les conditions d’existence d’une planète dans ses premiers âges étaient très périlleuses. Mais sans ces impacts, nous ne connaîtrions pas le système solaire tel qu’il se présente aujourd’hui !

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Source principale : MIT

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L’allée des tempêtes

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Saturne, allée des tempêtes; crédit image: NASA, JPL, Space Science Institute

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Plan large : 1 016 x 1 016 pixels

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Nous avons eu souvent l’occasion de contempler ici des clichés de tempêtes sur Saturne mais jusqu’à présent elles étaient isolées. J’ai trouvé cette vue enregistrée en infrarouge le 19 mai 2008 par la sonde Cassini tout à fait exceptionnelle. Elle a été prise d’une distance de 863 000 km avec une résolution de 48 km/pixels.

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Dans cette bande de la haute atmosphère saturnienne, les scientifiques de la sonde Cassini ont eu l’occasion depuis 2004 d’y observer beaucoup de vortex. A tel point qu’ils ont surnommé cette région : l’allée des tempêtes. Cet enregistrement en est un exemple parfait !

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Source : CICLOPS

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Mercure, survol 1 du 14 janvier 2008 par Messenger, épisode 13

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Cette nuit, continuons notre contemplation des photos de Mercure prises par la sonde Messenger lors de son survol du 14 janvier 2008.

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Mercure: cratères Dürer et Mickiewicz

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Plan large : 1 018 x 1 430 pixels

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Le premier cliché a été enregistré 56 minutes avant le passage au plus près d’une altitude de 18 300 km. Le cratère Dürer (en hommage à Albrecht Dürer, peintre et graveur allemand) est large de 190 km. Sa structure en anneau est très visible. Il en est de même pour le plus petit cratère Mickiewicz (du nom du poète polonais Adam Mickiewicz) dont l’anneau est très protubérant au centre du cratère. Les structures en anneaux sont caractéristiques des cratères d’impacts. Leur nombre et leur morphologie varie en fonction de l’importance de l’impact et de la consistance des matériaux.

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Mercure: terminateur hémisphère nord

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Plan large : 1 018 x 1 024 pixels

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La deuxième photo m’impressionne beaucoup par sa mise en valeur des reliefs. Elle a été réalisée 91 minutes après le passage au plus près, d’une altitude de 30 700 km avec une résolution de 0,8 km/pixel. Elle couvre un champs de 800 km de large sur l’hémisphère nord de Mercure.

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Tout à gauche, la frontière entre lumière et obscurité est le terminateur, la ligne de partage entre le jour et la nuit. Les terrains situés juste en avant son donc baignés par la lumière du petit matin mercurien. Pour notre Lune, par exemple, la région du terminateur est la cible d’observation préférée des astronomes car les rayons du Soleil très rasants permettent de mettre en valeur par les ombres portées les différences d’altitude des terrains.

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Crédit images : NASA, JHUAPL, Carnegie Institution

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Source : site Messenger

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Où un flash lumineux enténèbre la théorie scientifique

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Lorsqu’une étoile massive meurt dans une explosion cataclysmique, le flash lumineux de la supernova est visible de bien des galaxies à la ronde. C’est ainsi qu’un astronome amateur, Ron Arbour, a repéré un tel événement en février 2008 dans une galaxie distante de 17 millions d’année-lumière de nous à la limite des constellations de Céphée et du Cygne : NGC 6946.

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La supernova a été répertoriée sous le nom : SN 2008S. Le premier réflexe d’un astronome est de rechercher quelle est l’étoile qui a déclenché la supernova. Tâche prise en charge par José Prieto et son équipe de l’université de l’Ohio à Colombus. Ils ont consulté les archives des enregistrements effectués dans la visible par le Large Binocular Telescope Observatory (LBT) de la région supposée de l’explosion. A leur grande surprise ils n’ont trouvé aucune source possible pour la supernova.

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Prieto a alors eu l’idée de visionner les données prises par le télescope spatial infrarouge Spitzer trois ans auparavant de la même région. Spitzer est particulièrement capable de mettre en évidence les nuages de poussières échauffés dans l’espace. A l’endroit supposé de l’explosion existait bien avant le cataclysme un nuage de poussières chaudes. Ces poussières expliquent pourquoi l’étoile originale n’était pas détectable dans le visible, elles absorbent les rayonnements lumineux visible et ultraviolet avant de les ré-émettre dans la gamme infrarouge. Les calculs réalisés ont alors apporté un grand étonnement à l’équipe de Prieto : ils démontrent que l’étoile qui a développé le flash lumineux ne possède environ que dix masses solaires. Rappelons que les scientifiques estiment qu’une étoile ne peut déclencher une supernova qu’à partir d’une masse critique de 30 masses solaires.

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Dans une supernova classique, de type II, l’étoile en fin de vie a consommé tout son hydrogène. Faute de combustible, ses réactions thermonucléaires fusionnent les atomes de plus en plus lourds jusqu’au fer du cœur de l’étoile. A ce stade, le noyau de l’étoile s’effondre sur lui-même à la vitesse de 70 000 km/s créant l’explosion finale pour ne laisser subsister qu’un corps hyper-dense où la matière ne peut subsister que sous forme de neutron : une étoile à neutrons. Pour Prieto, les premières observations optiques laissaient à penser que SN 2008S pouvait être une variante des supernovas de type II, les supernovas IIN qui présentent de grandes quantités d’hydrogène liées à d’importantes masses de poussières expulsées probablement par l’étoile en fin de vie.

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Une autre explication possible du phénomène concerne des étoiles d’un type beaucoup plus rare dont Eta Carinae est l’exemple le plus proche dans notre Voie Lactée (voir note du 24 avril 2006 sur le sujet). Ces géantes bleues sont dites variables car leur éclat lumineux varie avec le temps. En fin de vie, elles éjectent d’importantes masses dans l’espace; le flash lumineux correspondant peut-être confondu avec celui d’une supernova.

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Toujours est-il, constate Prieto, que les supernovas de type IIN ou les explosions des variables bleues ont toujours été associées à des étoiles massives. Dans le cas de SN 2008S, c’est la première fois qu’elles sont apparentées à une étoile de dix masses solaires. Et la tâche s’annonce ardue pour pouvoir en expliquer le processus !

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L’étude de Prieto est acceptée pour parution dans l’édition du premier juillet de The Astrophysical Journal Letters. Les autres co-auteurs de l’article sont Matthew Kistler, Todd Thomson, Hasan Yuksel, Chris Kochanek, Krzysztof Stanek, John Beacom et Paul Martini, tous de la Ohio State University, Anna Pasquali du Max-Planck Institut (Allemagne) et Jill Bechtold de l’University of Arizona.

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Depuis l’annonce des résultats de l’équipe de Prieto, une flash lumineux similaire a été repéré dans l’environnement de la galaxie NGC 300 (voir note du 17 novembre 2007 décrivant cette galaxie). Dans le visible aucune trace de l’étoile génitrice de l’événement mais dans l’infrarouge une étoile enveloppée d’une couche de poussière et aussi d’une dizaine de masses solaires a été découverte.

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NGC 6946 en infrarouge; crédit image: NASA, JPL-Caltech, University of Arizona, University of Cambridge, SINGS Team

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Plan large : 687 x 1 024 pixels

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Plan très large : 954 x 1423 pixels

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La croix blanche marque l’emplacement de l’étoile suspectée être à l’origine de SN 2008S

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Source : Spitzer Space Telescope site NASA

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Alpha du Centaure vu par Cassini

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Cette nuit, pour le plaisir, admirons l’étoile la plus proche de nous vue de la sonde Cassini juste au dessus du plan des anneaux de Saturne. Ce cliché à été réalisé le 17 mai 2008.

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Alpha du Centaure vu par Cassini; crédit image : NASA, JPL, Space Science Institute

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Plan large : 1 017 x 477 pixels

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Alpha du Centaure est à l’œil nu, la troisième étoile la plus brillante du ciel. Au télescope, elle apparaît comme un système de trois étoiles Alpha Centauri A et B qui orbitent l’une autour de l’autre en 80 ans et Proxima Centauri, une naine rouge, l’étoile la plus proche du Soleil, à une distance de 4,22 année-lumière. Proxima Centauri (non visible sur ce cliché car trop petite) est éloignée du couple Alpha Centauri A et B de 13 000 unités astronomiques (distance moyenne Terre-Soleil). Elle leur est liée gravitationnellement car elle se déplace de même manière dans l’espace. Mais pour l’instant, le calcul de son orbite autour du couple reste très incertain, estimé entre 500 000 et 2 millions d’années.

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Sources :

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CICLOPS

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Wikipédia

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