Comment Titan a échappé à sa destruction par Saturne

Jusqu'à présent, toutes les simulations numériques conduisaient à la formation de plusieurs lunes de Saturne de la taille de Titan, qui étaient toutes rapidement avalées par la géante ou survivaient, laissant donc au moins deux satellites de grandes tailles. Pour la première fois, un scénario permet à Titan d'apparaître dans les simulations tout en échappant, seul, à la destruction.

Construire la cosmogonie du Système solaire ne nécessite pas seulement de rendre compte de la formation des planètes mais aussi de leurs lunes et des anneaux qu'elles pourraient posséder. L'origine de la Lune de la Terre, tout autant que celles de Saturne et de ses anneaux, interroge. On aimerait bien comprendre notamment comment cette géante gazeuse a acquis son satellite Titan.

Rappelons que c'est la plus grande lune de Saturne et la deuxième plus grande lune de notre Système solaire après Ganymède, la lune de Jupiter, qui est plus grande de seulement 2 %. Avec un rayon d'environ 2.575 kilomètres, Titan est non seulement d'environ 50 % plus grand que notre Lune mais aussi plus grand que la planète Mercure.

Pour expliquer sa naissance, les planétologues font généralement intervenir une formation en quelque sorte in situ de Titan dans un disque d'accrétion contenant poussières et surtout gaz autour de la jeune Saturne, de façon analogue à la genèse des planètes dans le disque protosolaire autour du jeune Soleil. Cette sous-nébuleuse saturnienne, comme les chercheurs l'appellent, serait même à l'origine des autres lunes de Saturne telle Encelande et Japet. Pour la petite histoire, si Titan fut découvert par Christian Huygens, Téthys, Dioné, Rhéa et Japet le furent par Jean-Dominique Cassini qui les nomma Sidera Lodoicea (« les étoiles de Louis ») en l'honneur du roi Louis XIV.

Mais ce scénario avait un problème. Les simulations numériques sur ordinateurs conduites jusqu'à présent pour reproduire la formation de Titan, soit échouaient à produire un corps céleste de si grande taille, soit en produisaient plusieurs qui survivaient, en claire contradiction avec les observations. En fait, pour être plus précis, de grandes lunes se formaient bien de taille comparable à Titan mais elles finissaient toutes par être englouties rapidement par la géante gazeuse.

La physique du disque d'accrétion mieux modélisée

Mais, aujourd'hui, deux astrophysiciens japonais, Yuri Fujii, professeur à l'Université de Nagoya, et Masahiro Ogihara, professeur à l'Observatoire national d'astronomie du Japon (NAOJ), annoncent avoir trouvé une solution à cette énigme qui fait l'objet d'un article publié dans Astronomy and Astrophysics Letters et disponible également sur arXiv.

Le disque d'accrétion de la sous-nébuleuse se comporte comme un gaz, avec une température et une pression mais aussi du rayonnement et des sources d'opacité pour ce rayonnement, qui influe sur la distribution des températures dans le disque. Les astrophysiciens ont mieux pris en compte les sources d'opacité pour le transfert radiatif sous la forme de poussières glacées et silicatées. Au final, les simulations étaient mieux à même de rendre compte des effets du gaz sur les lunes en formation dans les calculs qui tenaient évidemment compte aussi des forces d'attraction gravitationnelles présentes entre tous les corps.

Les chercheurs ont alors découvert qu'il existait une sorte de zone de sécurité, une région en forme d'anneau autour de Saturne, dans laquelle une planète de la taille de Titan pouvait se former, migrer vers l'extérieur sous l'effet de la pression d'un gaz plus chaud que dans les précédentes simulations, mais rester dans cette zone alors que les autres, plus proches de Saturne, finissait par être avalées.

Pour la première fois, une simulation numérique conduisait automatiquement à l'existence d'une seule lune géante comme Titan autour de Saturne. Mais les astrophysiciens sont prudents. Il n'est pas encore possible d'en conclure que c'est bien de cette façon que le satellite s'est formé.

Pour le savoir, il faudrait sans doute observer un grand nombre d'exolunes autour d'exosaturnes et découvrir qu'à chaque fois ou presque, il n'existe pour chaque exosaturne qu'une exotitan. Nous n'en sommes pas encore là dans un avenir proche.

ExoMars : l'Europe ne partira pas sur Mars en 2020 mais en 2022

Publié le 12/03/2020 à 12h56, modifié à 14h27

L'ESA, l'Agence spatiale européenne, et Roscosmos viennent d'annoncer le report de la mission ExoMars alias Rosalind Franklin. Le rover partira finalement entre août et octobre 2022, prochaine fenêtre de lancement favorable, au lieu de cet été avec son « ami » américain Perseverance (mission Mars 2020).

Des problèmes avec le parachute et aussi l'électronique à bord ont contraint les responsables à repousser son départ pour Mars. S'ajoute à cela, la crise provoquée par le coronavirus, a expliqué le directeur de l'agence spatiale russe, Dmitry Rogozin. « Nous avons pris une décision difficile mais bien pesée de reporter le lancement à 2022. Elle est principalement motivée par la nécessité de maximiser la robustesse de tous les systèmes d'ExoMars ainsi que par des circonstances de force majeure liées à l'exacerbation de la situation épidémiologique en Europe qui a laissé nos experts sans aucune possibilité de voyager dans les industries partenaires. »

 

 

 

« Nous voulons nous assurer à 100 % de la réussite de la mission, a déclaré Jan Wörner, directeur de l'ESA, lors de la conférence de presse donnée avec son homologue russe. Nous ne pouvons nous permettre aucune marge d'erreur. Plus de vérifications assureront un voyage en toute sécurité et les meilleurs résultats scientifiques sur Mars ».

Chargée de mener l'enquête sur de potentielles traces de vie anciennes ou présentes dans le sol de Mars, la mission ExoMars a déjà été reportée en 2018.

Vue d'artiste du rover Rosalind Franklin (ExoMars 2020) de l'Agence spatiale européenne. Le lancement de ce rover martien, à bord d'un lanceur russe Proton, est prévu en juillet 2020. © ESA 

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/breves/exomars-exomars-europe-ne-partira-pas-mars-2020-mais-2022-2142/?fbclid=IwAR0TW242mliae2CucJGff_A6DErpS6Ap18cD0kOHRge4HU-9zlW__syQu30#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Record du blazar le plus lointain observé !

Les blazars tiennent leur nom de l'anglais to blaze qui signifie flamboyer. Car ils émettent dans l'Univers, des quantités étonnantes de rayonnements. Et celui que des astronomes viennent de mettre au jour à ceci de très particulier qu'il est le plus lointain jamais observé. Sa lumière a mis 12,8 milliards d'années à nous parvenir.

Les blazars, des trous noirs géants accélérateurs de rayons cosmiques  C’est une grande première ! Des scientifiques ont réussi à remonter jusqu’à la lointaine source d’émission d’un neutrino de haute énergie, cette particule fantôme qui traverse en général la matière sans interagir avec elle. D’où vient donc ce neutrino ? Comment a-t-il été détecté ? Réponse dans cette vidéo. 

PSO J030947.49+271757.31. Un nom pas facile à porter ! Pourtant, c'est bien celui qui vient d'être attribué à un blazar tout particulier. Selon des chercheurs de l'Institut national d'astrophysique italien de Milan, c'est le blazar le plus lointain jamais observé. Il affiche un redshift record de 6,1. Lorsque sa lumière a commencé à voyager dans notre Univers, ce dernier n'avait pas plus d'un milliard d'années. De quoi le placer à 12,8 milliards d'années-lumière de notre Terre.

Rappelons que les astronomes qualifient de blazar, une source radio éclatante quasi stellaire associée à un colossal trou noir supermassif qui émet des jets relativistes en direction de notre Système solaire. Les blazars sont parmi les objets les plus violents de notre Univers. Le trou noir qui alimente PSO J0309+27 serait d'une masse égale à un milliard de fois celle de notre Soleil. Et dans le domaine des rayons X seulement, il dégagerait une énergie équivalente à plus d'un billion de fois -- soit mille milliards de fois -- celle de notre étoile sur la totalité des longueurs d'onde !

De nombreux autres blazars à découvrir

« Lorsque nous observons un blazar, nous pouvons imaginer qu'il existe une centaine de sources similaires qui, parce qu'elles sont orientées différemment, apparaissent hors de portée de nos observations », explique Silvia Belladitta, chercheur, dans un communiqué de l'Institut national d’astrophysique italien.

Ainsi, la découverte de PSO J0309+27 renseigne les astronomes sur l'origine des trous noirs supermassifs. Il est en effet la preuve qu'il en existait déjà un grand nombre dans le premier milliard d’années de notre Univers. « Cela impose des contraintes strictes à nos modèles théoriques », commente encore Silvia Belladitta. Avec son équipe, elle assure par ailleurs que d'autres blazars lointains seront découverts grâce aux nouvelles générations d'instruments hypersensibles à venir.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-record-blazar-plus-lointain-observe-79958/?fbclid=IwAR2c3EFW4Nnu_uJdDc9bzZ0d_lsXr5J_TaIKYcW7E4Gf5XuJR-nguITUru4#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Une étoile qui pulse d’un seul côté observée pour la première fois !

Il y a plus de 40 ans, la théorie avait prédit leur existence au cœur de systèmes binaires. Aujourd'hui, des astronomes sont enfin parvenus à observer l'une de ces étranges étoiles qui ne pulsent que d'un seul côté.

Les astronomes l'appellent HD74423. Sa masse est d'environ 1,7 fois celle de notre Soleil. Elle se situe dans la Voie lactée, à quelque 1.500 années-lumière de notre Terre. Et ce qui a d'abord attiré l'attention des chercheurs, c'est une particularité dans sa composition chimique. « En principe, les étoiles de ce type sont riches en métaux. Celle-ci ne l'est pas », raconte le chercheur Simon Murphy dans un communiqué de l’université de Sydney (Australie). Mais sa véritable particularité, c'est que cette étoile ne pulse que d'un seul côté !

Notons que, des étoiles variables, il y en a un peu partout dans notre Univers. Des étoiles, jeunes ou non, dont la luminosité change au fil du temps, selon des cycles plus ou moins longs. De manière plus ou moins marquée. Et les étoiles pulsantes constituent un sous-ensemble de ces variables. Elles doivent la variation de leur luminosité à des variations de volume. Les Céphéides en sont un bel exemple.

Pourtant, même si la théorie avait prédit dès les années 1940 l'existence d'étoiles qui ne pulseraient que d'un seul côté, aucune n'avait encore pu être observée. HD74423 est donc la première prise sur le fait. La première d'une longue série à venir, supposent déjà les chercheurs.

Une simulation du système binaire comportant HD74423. Celle-ci met en évidence la variabilité de la luminosité de l’étoile sur son orbite en raison de sa déformation due à la gravité exercée par sa compagne. © Gabriel Perez Diaz, Institut d’astrophysique des Canaries

Beaucoup d’autres étoiles semblables à découvrir

Selon les astronomes, le phénomène est dû au fait que HD74423 partage son espace avec une compagne naine rouge. La période orbitale du système est de moins de deux jours. Et l'étoile la plus imposante du couple apparaît déformée en une sorte de larme sous l'effet de l'attraction gravitationnelle provoquée par l'autre. « La précision des données du satellite Tess nous a permis d'observer à la fois des variations de luminosité dues à cette distorsion gravitationnelle et aux pulsations de l'étoile », indique Gerald Handler, chercheur au Centre astronomique Nicolaus Copernicus (Pologne) dans le communiqué de l'université de Sydney.

Lorsque HD74423 tourne autour de sa compagne naine rouge, elle présente alternativement aux astronomes tantôt son côté le plus proche de la deuxième étoile du système, tantôt le côté le plus éloigné. Et ils ont observé que de légères fluctuations de luminosité semblent toujours apparaître lorsque le même hémisphère de l'étoile pointe vers le télescope.

Signalons tout de même que ce sont des astronomes amateurs qui ont d'abord signalé aux chercheurs le comportement étrange de HD74423. Ils l'ont découvert alors qu'ils inspectaient minutieusement la masse colossale des données fournies par Tess, ce satellite dédié à la recherche des exoplanètes. Et comme à part ça, le système binaire se révèle tout à fait classique, les astronomes pensent qu'il pourrait cacher beaucoup d'autres étoiles de ce type dans les données.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/etoile-etoile-pulse-seul-cote-observee-premiere-fois-79962/?fbclid=IwAR3eUm2DlKdCaAIJZczkX_KsGWWIEloMjQzaTt4rVPtivpX5WkdWgCwIxkI#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

11 kilomètres ! C’est le rayon d’une étoile à neutrons

11 kilomètres, c'est à peu près le rayon d'une ville de taille moyenne. Mais c'est aussi, à en croire des chercheurs allemands, celui d'une étoile à neutrons standard. Une conclusion qu'ils tirent de modèles théoriques et d'observations d'une collision entre deux d'entre elles.

Deux étoiles à neutrons fusionnent en un trou noir  Dans cette animation (ce n'est pas une observation), la Nasa montre ce que l'on pense être la collision de deux étoiles à neutrons qui formaient un couple, l'une tournant autour de l'autre. Résultant de l'effondrement d'une grosse étoile, ces astres sont extrêmement denses. Quand les deux corps se rapprochent trop, les forces de marée commencent à les déchirer. Les zones rouges montrent les régions de plus faible densité. La fusion donne un corps si dense qu'il devient un trou noir. Ce scénario a été validé en octobre 2017 par l'analyse d'ondes gravitationnelles repérées par Ligo et Virgo en août 2017 issues de la source baptisée GW170817. © Nasa 

1,4 fois la masse de notre Soleil dans une boule de seulement 11 kilomètres de rayon, l'équivalent d'une ville moyenne. C'est presque inimaginable. Pourtant des chercheurs du Max Planck Institute for Gravitational Physics (Allemagne) l'affirment aujourd'hui : le rayon d'une étoile à neutrons standard est compris entre 10,4 et 11,9 kilomètres ! Une information capitale pour ceux qui cherchent à comprendre comment la matière se comporte à des densités extrêmes.

Le saviez-vous ?

Une étoile à neutrons, c’est un objet incroyablement compact et ce qu'il reste de l’explosion en supernova d’une étoile massive. Mais d’étoile, elle n’a plus que le nom. Elle n’est le siège d’aucune réaction nucléaire. Et elle est composée d’une matière extrêmement dense et riche en neutrons.

Ce résultat, d'une précision remarquable -- deux fois supérieure à celle des précédentes mesures et c'est ça, la réelle nouveauté ici --, les scientifiques l'ont obtenu en étudiant la fusion de deux étoiles à neutrons qui a été observée en août 2017. L'événement s'est produit dans la galaxie NGC 4993. C'est un signal d'ondes gravitationnelles nommé GW170817 et détecté par les collaborations Ligo et Virgo qui l'a trahi. « Les collisions d’étoiles à neutrons sont des mines d'informations », commente Collin Capano, auteur principal de l'étude, dans un communiqué du Max Planck Institute.

« C'est un peu ahurissant ! Cette collision entre deux objets de la taille d'une ville s'est produite il y a 120 millions d'années. À cette époque, les dinosaures régnaient encore sur notre Terre. Cela s'est produit dans une galaxie à un milliard de milliards de kilomètres. Et cela nous donne un aperçu de ce qu'est la physique subatomique des conditions extrêmes. »

MPI GravPhys@mpi_grav

.@maxplanckpress has published a news item on the precise neutron star radius determination, too: https://www.mpg.de/14575466/how-big-is-a-neutron-star?c=2249 …. https://twitter.com/mpi_grav/status/1237045482037358592 …

Neutron star with eleven kilometres radius

Researchers determine the size of neutron stars more precisely than ever before.

mpg.de

MPI GravPhys@mpi_grav

How big is a neutron star?(*)

International team led by @mpi_grav researchers uses novel approach (#gravitationalwave + multi-messenger #astronomy, + nuclear physics) to obtain best measurement of neutron star size to date: https://www.aei.mpg.de/2440766/how-big-is-a-neutron-star …

(*) 10.4 - 11.9 km radius

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11:15 - 10 mars 2020

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Les collisions d’étoiles à neutrons, des mines d’informations

À partir des modèles qui décrivent le mieux les observations faites sur GW170817, dans le champ des ondes gravitationnelles, mais aussi du spectre électromagnétique, les chercheurs ont abouti à la mesure la plus précise à ce jour du rayon d'une étoile à neutrons standard. Une mesure qui devra encore se confronter à l'étude d'autres événements du même type avant de pouvoir être réellement validée.

Ce que les travaux des chercheurs permettront en revanche assurément à l'avenir, c'est de distinguer, à partir des seules ondes gravitationnelles enregistrées par des instruments de type Ligo ou Virgo, les événements de fusion d'étoiles à neutrons des événements de fusion de trous noirs.

Concernant les événements mixtes, ceux qui impliquent un trou noir et une étoile à neutrons, les chercheurs du Max Planck Institute avancent que, dans la plupart des cas, l'étoile à neutrons se verra complètement engloutie par le trou noir. Ce n'est que dans le cas de trous noirs très petits ou en rotation rapide que l'étoile à neutrons pourrait se voir d'abord disloquée. Et ce n'est que dans ce cas précis qu'il serait possible aux astronomes d'observer, en provenance de ce type d'événement, autre chose que des ondes gravitationnelles.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/etoile-11-kilometres-cest-rayon-etoile-neutrons-79974/?fbclid=IwAR39RXcJUkg0lB0N0jBdYxy9JKc21nP7sd8IiE5VH2f4Wlm1iA9kDCkHFtw#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura