L'origine violente de la Lune

Les astronautes d'Apollo ont renvoyé 842 livres (374 KG) de roches lunaires sur Terre. Ces précieux échantillons ont beaucoup révélé le passé de la Lune.

Par Robin M. Canup  | Publication: vendredi 1 novembre 2019

SUJETS CONNEXES: LUNE

L'hypothèse de l'impact géant pose la Lune formée après une collision entre la Terre primitive et un impacteur de la taille d'une planète, comme le montre le concept de cet artiste. 

NASA / JPL-Caltech

L a lune a toujours fait signe. Bien avant que nos ancêtres ne réalisent que les «étoiles errantes» étaient en fait des planètes partageant le système solaire avec la Terre, ils ont reconnu que la Lune était une sorte de frère de notre planète. Et sûrement l'une des premières grandes questions à se poser était: comment la Lune est-elle devenue?

Il y a cinquante ans, les humains ont accompli l'un de nos plus grands exploits d'exploration lorsque nous avons posé le pied sur la Lune. Le programme Apollo a été reconnu comme un triomphe politique et technologique, mais moins apprécié est la manne scientifique apportée par les précieux échantillons lunaires que les astronautes d'Apollo sont retournés sur Terre. Ces reliques se sont finalement révélées essentielles pour répondre à la question séculaire de la formation de la Lune.

Harrison Schmitt recueille des échantillons lunaires de la surface de la Lune lors d'Apollo 17 à l'aide d'un scoop spécialisé. Notez à quel point le costume de Schmitt est sale, grâce à la nature cohérente du régolithe lunaire.

NASA

Les roches d'Apollo révèlent le passé de la Lune

Notre planète a largement effacé le record de son passé ancien, grâce à une refonte continue de sa surface grâce à l'activité géologique. Mais la Lune est essentiellement dormante, donc sa surface fortement cratérisée conserve un record d'événements du système solaire remontant à des milliards d'années. Ainsi, la Lune ouvre également une fenêtre sur l'histoire primordiale de notre planète.

L'un des principaux objectifs du programme Apollo était de distinguer les théories de l'époque de la formation de la Lune: capture, co-formation et fission. La théorie de la capture postulait que la Lune se serait formée indépendamment de la Terre, pour ensuite être capturée plus tard par notre planète lors d'un survol fortuit. La théorie de la co-formation, cependant, envisageait la croissance de la Lune aux côtés de la Terre, la paire accumulant de la masse à partir de la même source de matière. Le troisième modèle, la fission, proposait que la Terre antique tournait si rapidement qu'elle devenait instable, développant une section médiane gonflée et perdant du matériel de son équateur qui deviendrait finalement la Lune.

Le cache d'Apollo d'échantillons et de données lunaires a permis aux chercheurs de découvrir de nouveaux indices et contraintes pour ces trois modèles. Par exemple, la mesure de l'âge des plus anciens échantillons d'Apollo a montré que la Lune devait s'être formée il y a environ 4,5 milliards d'années, seulement 60 millions d'années après la condensation des premiers grains de notre système solaire. Cela signifie que la Lune est apparue au cours de la même époque ancienne qui a vu la naissance des planètes.

Selon l'hypothèse d'impact géant, un grand impacteur de taille Mars appelé Theia a percuté la Terre, créant un disque de débris en orbite qui a finalement coagulé dans la Lune, comme le montre ce graphique simplifié.

Astronomie : Roen Kelly, d'après Lucy Reading-Ikkanda / Quanta Magazine

À partir de mesures à distance de la masse et du rayon de la Lune, les chercheurs savent également que sa densité est anormalement basse, ce qui indique qu'il manque de fer. Alors qu'environ 30 pour cent de la masse de la Terre est piégée dans son noyau riche en fer, le noyau de la Lune ne représente que quelques pour cent de sa masse totale. Malgré cette différence substantielle de fer, des échantillons d'Apollo ont révélé plus tard que les roches du manteau de la Lune et de la Terre avaient des concentrations d'oxygène remarquablement similaires.

Et parce que ces roches lunaires et terrestres diffèrent considérablement des météorites provenant de Mars ou de la ceinture d'astéroïdes, cela montre que la lune et le manteau terrestre partagent une connexion passée. De plus, par rapport à la Terre, les roches lunaires sont plus appauvries en éléments dits volatils - ceux qui se vaporisent facilement lors du chauffage - ce qui laisse penser que la Lune s'est formée à des températures élevées.

Enfin, les chercheurs savent que les interactions des marées ont forcé la Lune à tourner en spirale vers l'extérieur au fil du temps, ce qui à son tour a fait tourner la Terre plus lentement. Cela implique que la Lune s'est formée beaucoup plus près de la Terre qu'elle ne l'est actuellement. Des mesures précises de la position de la Lune à l'aide de réflecteurs de surface placés pendant le programme Apollo ont ensuite confirmé cela, vérifiant que l'orbite de la Lune se dilate d'environ 1,5 pouces (3,8 centimètres) chaque année.

Hypothèse d'impact géant

Comme il n'est pas rare en science, les données d'Apollo, qui étaient à l'origine destinées à tester les théories existantes, en ont plutôt inspiré une nouvelle. Au milieu des années 1970, les chercheurs ont proposé l'hypothèse de l'impact géant. Le scénario roman prévoyait qu'à la fin de sa formation, la Terre est entrée en collision avec un autre corps de la taille d'une planète. Cela a produit beaucoup de débris dans l'orbite de la Terre, qui à leur tour ont fusionné dans la Lune. La planète impactante sera plus tard nommée Theia, en l'honneur de la déesse grecque qui était la mère de la Lune.

La nouvelle théorie de l'impact semblait concilier plusieurs sources de données. Si le matériau qui a formé la Lune provenait des couches externes de la Terre et de Theia, plutôt que de leurs noyaux, une Lune pauvre en fer comme nous l'observons en résulterait naturellement. Un impact géant qui a frappé la Terre de manière oblique pourrait également expliquer la rotation initiale rapide de la Terre. Enfin, l'énorme énergie libérée lors d'un tel impact vaporiserait une partie substantielle de l'éjecta, expliquant le manque de matières volatiles de la Lune.

La communauté scientifique était initialement sceptique quant à ce nouveau modèle. L'hypothèse d'impact a été critiquée comme étant une solution artificielle et ad hoc qui pourrait représenter un événement extrêmement improbable. Mais en même temps, le travail sur les modèles concurrents s'est avéré de plus en plus insatisfaisant.

La dissipation d'énergie nécessaire pour capturer la Lune intacte lors d'un survol rapproché semblait invraisemblable, voire impossible. Les modèles de co-formation de la Lune aux côtés de la Terre ont eu du mal à expliquer pourquoi la Lune aurait une proportion de fer très différente. De plus, le moment angulaire actuel du système Terre-Lune est trop faible pour être expliqué par une Terre instable en rotation qui a jeté suffisamment de matière pour former la Lune. Bien que les chercheurs aient effectué peu de travaux quantitatifs sur le modèle d'impact géant au début, il est finalement apparu comme la théorie la plus prometteuse lors d'une conférence au milieu des années 1980 sur l'origine lunaire, en grande partie en raison des faiblesses des théories concurrentes.

Les échantillons lunaires collectés pendant les missions Apollo, comme ceux vus ici, aident à révéler l'origine mystérieuse de la Lune. Les petits cubes mesurent 1 cm sur un côté et sont inclus pour l'échelle.

NASA / David Kring

Mais un impact géant pourrait-il vraiment produire la Lune? La réponse à cette question n'était pas évidente à l'époque. De la physique de base, les scientifiques savaient que les éjectas lancés depuis une planète sphérique devraient soit s'échapper entièrement dans l'espace, soit retomber à la surface de la planète. Le matériau éjecté ne doit pas simplement entrer dans une orbite stable autour de la planète. Cependant, un impact suffisamment important - un par un corps à peu près de la taille de la cible elle-même - déforme la forme de la planète touchée, modifiant ses interactions gravitationnelles avec l'éjecta. 

De plus, les chercheurs savaient que le matériau partiellement vaporisé peut obtenir sa propre accélération à l'aide de gaz qui s'échappent, ce qui modifie la trajectoire du matériau. Cependant, l'évaluation des effets de ce scénario a nécessité une nouvelle génération de simulations informatiques à une échelle jamais modélisée auparavant. Avec la technologie alors disponible, de telles simulations étaient extrêmement difficiles, mais les chercheurs ont finalement montré que les impacts géants pouvaient produire des matériaux en orbite qui pourraient s'assembler dans la Lune.

Grâce à de vastes améliorations informatiques, les chercheurs avaient identifié au début des années 2000 ce qui allait devenir la théorie de l'impact «canonique»: une collision à basse vitesse à un angle d'environ 45 degrés par Theia, qui avait une masse similaire à celle de Mars . Un tel impact produirait un disque de matériel appauvri en fer suffisamment massif pour former la Lune, tout en conduisant simultanément à une journée de cinq heures pour la Terre. Puis, pendant des milliards d'années, les interactions intertidales ont transféré un élan angulaire à la Lune, qui a progressivement poussé la Lune vers l'extérieur et ralenti la rotation de la Terre. Cela correspond bien à la journée actuelle de 24 heures sur Terre, ainsi qu'à la distance orbitale actuelle de la Lune.

Questions persistantes

Si la Lune était comme d'autres corps astronomiques, pour lesquels nous n'avons généralement que des observations à distance, à ce stade, nous aurions probablement déclaré que l'histoire d'origine de la Lune était résolue. Dans ce cas, cependant, nous avons des échantillons physiques de la Lune et de la Terre que nous pouvons comparer. Expliquer la relation chimique de ces échantillons s'est avéré être le plus grand défi de l'hypothèse d'impact géant, inspirant une rafale de travaux au cours de la dernière décennie pour étudier comment la Lune est devenue exactement.

L'énigme est la suivante: dans la plupart des impacts géants en forme de disque comme ceux décrits ci-dessus, il s'agit principalement de matériel provenant des parties extérieures de Theia qui sont projetées sur l'orbite de la Terre. Mais nous ne pouvons pas savoir avec certitude quelle était la composition de Theia lorsqu'elle a eu un impact sur la Terre. Si Theia, comme Mars ou les astéroïdes de la ceinture principale, était faite de matériaux différents de la Terre, alors les éjectas provenant de Theia devraient avoir une composition différente de celle de notre planète.

Au lieu de cela, les données dérivées des échantillons lunaires d'Apollo montrent de plus en plus que la Lune et la Terre sont presque chimiquement indiscernables, non seulement pour l'oxygène, mais aussi pour de nombreux autres éléments. Ils ont des isotopes ou variations similaires des mêmes éléments. Pour résoudre cette crise isotopique, il faut expliquer comment la collision de deux planètes formées indépendamment, chacune avec sa propre histoire et sa propre composition, aurait pu produire deux de ces progénitures indiscernables.  

Une explication possible est que Theia avait une composition semblable à la Terre, peut-être en raison de la formation des deux corps à partir de matériaux partagés à une distance similaire du Soleil. En fait, il existe des preuves que les impacteurs qui ont livré les 40 pour cent finaux de la masse de la Terre avaient tous la même composition, ce qui indique qu'ils se sont formés à partir des mêmes éléments. Cependant, de nouvelles analyses d'échantillons lunaires mettent en évidence une ressemblance entre la Terre et la Lune qui ne correspond pas exactement, et elle implique l'élément tungstène.

Le tungstène est particulièrement utile pour comprendre l'origine d'une planète pour deux raisons: il a tendance à être incorporé au noyau métallique d'une planète au fur et à mesure de sa formation, et un isotope, ou saveur, du tungstène est produit par la désintégration radioactive de l'élément hafnium, qui était répandu seulement pendant les premiers 60 millions d'années de l'histoire du système solaire. Contrairement au tungstène, l'hafnium n'est généralement pas incorporé au cœur d'une planète et reste à la place dans son manteau. En supposant que le noyau d'une planète se soit formé au cours des 60 premiers millions d'années - comme cela était probablement vrai pour Theia et la Terre - l'abondance de hafnium et, donc, l'isotope particulier de tungstène qu'il produit dans son manteau, est extrêmement sensible au moment de son noyau. formation. En d'autres termes, même si Theia avait été semblable à la Terre dans des éléments comme l'oxygène en raison de sa formation près de la Terre, une coïncidence supplémentaire dans le moment de leur formation serait nécessaire pour produire la correspondance tungstène Terre-Lune observée. Les estimations actuelles suggèrent qu'une telle coïncidence aurait été hautement improbable.

Un scénario alternatif prévoit que l'impact géant a produit un disque formant la Lune qui était chimiquement distinct de la Terre au début. Ensuite, des parties vaporisées de la Terre se sont mélangées avec de la vapeur dans le disque, égalisant leurs compositions. Dans ce modèle d'équilibration, le mélange de matière a essentiellement effacé la signature chimique de Theia dans le disque formant la Lune.

L'équilibration est un processus attrayant car il pourrait expliquer pourquoi la Terre et la Lune présentent des similitudes entre de nombreux éléments, y compris le tungstène. Cependant, un tel mélange a dû se produire rapidement, car il n'a probablement fallu que quelques centaines d'années à la Lune pour se former à partir du disque. Il n'est pas certain qu'un mélange aussi efficace ait eu lieu sur une période aussi courte.

Variations sur une théorie

En 2012, les chercheurs ont fait une découverte importante. Ils ont montré que certaines interactions gravitationnelles avec le Soleil auraient pu permettre à la Terre de ralentir sa rotation d'un facteur deux ou plus en siphonnant le moment angulaire du spin de la Terre dans son orbite autour du Soleil. Si cela est possible, cela signifie que le taux de rotation de la Terre juste après la formation de la Lune aurait pu être encore plus rapide que prévu - tournant environ une fois toutes les deux heures au lieu de toutes les cinq heures. Cela indiquerait un impact encore plus puissant avec Theia.

Les chercheurs ont proposé une variété d'impacts à forte impulsion angulaire qui pourraient produire des Terres en rotation rapide, y compris certains qui conduisent à un disque et à une planète avec des mélanges presque égaux de matériaux de Theia et de la Terre ancienne. Le ralentissement exact nécessaire pour expliquer un impact plus important et plus énergétique nécessiterait cependant une gamme étroite de paramètres qui sont encore assez incertains. Cela rend la probabilité globale du scénario peu claire. 

Cela fait presque 50 ans que les humains ont mis le pied sur la Lune pour la dernière fois. Mais grâce au programme Artemis de la NASA, les humains pourraient retourner à la surface lunaire en 2024, révélant peut-être de nouveaux indices sur la formation de la Lune.

NASA

Mais que se passerait-il si la Lune était le produit de multiples impacts, plutôt que d'un seul? Les modèles alternatifs récents considèrent la Lune formée via des dizaines d'impacts plus petits avec la Terre, plutôt qu'un seul impact géant. Dans ce scénario, un impact relativement faible crée un «moonlet» dont l'orbite tourne en spirale vers l'extérieur. Un impact ultérieur produit un autre moonlet, et sa migration vers l'extérieur pourrait le faire fusionner avec le premier. Une Lune de grande taille construite par de nombreux impacteurs plus petits avec une gamme de compositions est plus susceptible de se retrouver avec une composition semblable à la Terre qu'une Lune produite par un seul impact. Cependant, le problème avec cette théorie est que les moonlets formés par différents impacts ne fusionnent pas nécessairement. Au lieu de cela, il est plus probable que ces moonlets soient éjectés de l'orbite ou finissent par entrer en collision avec la Terre.

Une dernière question est de savoir si les simulations d'impact lunaire ont pris en compte tous les aspects importants d'une collision lunaire. Des études antérieures ont généralement trouvé des résultats similaires même lorsque différentes conditions et approches de calcul sont adoptées. Cependant, de nouvelles recherches suggèrent que si le manteau terrestre était fondu au moment de l'impact géant - en raison de la chaleur d'un impact antérieur récent - alors beaucoup plus de matériel terrestre pourrait être éjecté dans l'espace, conduisant à un disque plus semblable à la Terre, même pour un scénario d'impact géant. 

Où allons-nous à partir d'ici?

Ainsi, nous trouvons des modèles d'origine lunaire à un carrefour en quelque sorte. D'une part, de nombreux aspects autrefois incertains de l'hypothèse d'impact géant ont été validés. Les modèles actuels de formation des planètes prédisent que les impacts géants étaient monnaie courante dans le système solaire interne à mesure que la Terre grandissait. Des milliers de simulations de plus en plus sophistiquées ont établi que de nombreux (sinon la plupart) scénarios d'impact géants produiraient des disques et des lunes. Le manque de fer de la Lune, difficile à expliquer dans les modèles concurrents comme la capture intacte, résulte naturellement d'un impact important. En effet, le matériau qui s'est fusionné dans la Lune provient des manteaux extérieurs des corps en collision plutôt que de leurs noyaux riches en fer.  

Cependant, expliquer d'autres caractéristiques pose toujours un défi difficile. Plus précisément, il est difficile de tenir compte de la liste sans cesse croissante des similitudes élémentaires entre la Terre et la Lune, révélée par des échantillons lunaires. On pourrait s'attendre à ce que la collision de deux planètes ait laissé une trace de leurs différences de composition, et pourtant - au moins sur la base des données actuelles - de telles différences ne sont pas évidentes.

Les chercheurs ont proposé de nombreuses nouvelles explications créatives sur la façon dont un impact (ou des impacts) aurait pu produire une Lune si chimiquement similaire à la Terre. Cependant, les nouvelles idées imposent des contraintes supplémentaires. Ainsi, la théorie de l'impact est toujours aux prises avec la question à laquelle elle était confrontée il y a près d'un demi-siècle: un tel événement aurait-il été probable, ou faut-il que la Lune soit le produit d'un événement très inhabituel? 

Les progrès dépendent des évolutions sur plusieurs fronts. Les chercheurs devront utiliser des modèles de nouvelle génération pour relier les différents scénarios d'origine afin de prédire les propriétés de la Lune, qui seront ensuite testées en les comparant aux observations.

Heureusement, les États-Unis et d'autres pays spatiaux planifient des missions lunaires à venir qui visent à fournir de nouvelles contraintes cruciales. Par exemple, de nouveaux échantillons lunaires peuvent révéler plus complètement la composition de la Lune en profondeur. Des mesures améliorées de l'activité sismique lunaire et du flux de chaleur pourraient mieux limiter la composition interne de la Lune et son état thermique initial.

En fin de compte, nous continuerons à chercher la réponse à la façon dont notre Lune a vu le jour, non seulement pour que nous puissions comprendre l'histoire de notre monde d'origine, mais plus généralement, afin que nous puissions apprendre ce que notre prochain voisin cosmique peut nous enseigner sur la formation et évolution des planètes intérieures - à la fois dans notre système solaire et au-delà.

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/2019/11/the-moons-violent-origin?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR158aLhZh1mxEyFZ80F-7RdfWAiFsjt-kYE0bgbbEPXdRWDv1l3_oWrUhY

À la poursuite de la Planète Neuf

Une flopée d'objets étrangement en orbite semble suggérer qu'un monde massif et encore invisible est en train de se cacher dans les confins extérieurs de notre système solaire.

Par Jake Parks  | Publication: vendredi 3 janvier 2020

Le monde hypothétique appelé Planet Nine devrait être une planète super-Terre ou sous-Neptune avec une orbite qui pourrait potentiellement l'éloigner des dizaines de fois du Soleil de la planète naine Pluton. 

NASA / JPL-Caltech / R. Blessé (IPAC)

Il y a un peu plus d'un an, un trio d'astronomes a établi un record pour l'objet le plus éloigné jamais découvert dans le système solaire. Parce que le petit monde a été trouvé plus de trois fois plus éloigné du Soleil que Pluton, l'équipe l'a surnommé à juste titre FarOut.

Mais la distance incroyable de FarOut d'environ 123 unités astronomiques - où 1 unité astronomique (AU) est égale à la distance moyenne entre le Soleil et la Terre - n'est pas la seule chose qui rend ce monde fascinant. Ces dernières années, le même groupe de chercheurs a découvert une poignée d'autres corps extrêmement éloignés. Et, à leur grande surprise, ils ont déterminé qu'un grand nombre de ces objets s'approchaient le plus près du Soleil, ou atteignaient le périhélie, à peu près au même point dans l'espace. 

Les chercheurs pensent que cette liste croissante d'objets en cluster - dont FarOut est soupçonné de faire partie - est la meilleure preuve à ce jour de l'existence d'un monde insaisissable qui se cache dans les franges extérieures de notre système solaire. Un monde appelé Planet Nine. 

Trouver des objets éloignés

Scott Sheppard et son équipe ont beaucoup fait l'actualité ces derniers temps pour leur liste toujours croissante de découvertes lointaines. En effet, Sheppard, astronome à la Carnegie Institution for Science, et ses collègues astronomes Chad Trujillo de la Northern Arizona University et David Tholen de l'Université de Hawai'i, effectuent à ce jour l'étude la plus complète des objets du système solaire au-delà de Pluton. Selon Sheppard, depuis le début de l'enquête de l'équipe en 2012, elle a permis de récupérer environ 80% de tous les objets du système solaire découverts au-delà de 60 UA.

Mais Sheppard et son équipe n'ont pas encore fini. Au cours des prochaines années, ils s'attendent à ce que leur enquête détecte de nombreux objets trans-neptuniens (TNO) plus éloignés et plus faibles, qui sont des corps rocheux gelés situés devant Neptune dans une région appelée la ceinture de Kuiper. «À ce jour, nous avons couvert environ 25% du ciel», a déclaré Sheppard. 

Et bien que FarOut, dont la largeur est estimée à environ 500 kilomètres, soit presque à la limite d'observation de ses télescopes, plus l'objet est grand, plus il est facile à repérer. Donc, selon Sheppard, ils devraient être capables de détecter quelques objets légèrement plus gros situés encore plus loin. 

Grâce à leur enquête, Sheppard et son équipe travaillent à augmenter le nombre d'objets distants connus comme FarOut. Ils espèrent que cela leur donnera une meilleure idée de ce qui aligne les orbites de bon nombre de ces corps éloignés, les aidant peut-être enfin à retrouver la planète Nine. 

Pour effectuer leur étude des objets les plus éloignés du système solaire, Sheppard et ses collègues s'appuient sur le télescope Subaru. 

Robert Linsdell / Flickr

Cependant, Sheppard souligne que FarOut ne sert pas encore de preuve pour Planet Nine. Parce que FarOut est tellement, eh bien, très loin, il est très difficile de déterminer son orbite. Il est donc difficile de dire si la nouvelle découverte est en fait un membre du groupe unique de TNO qui fait allusion à l'existence de Planet Nine, ou si c'est juste un objet banal dans un environnement relativement ennuyeux, quoique distant, orbite. 

Bien que Sheppard et son équipe soient déjà assez confiants quant à la vitesse de FarOut (et donc à sa distance), afin de confirmer la trajectoire orbitale de FarOut, ils doivent d'abord collecter plus d'images de celui-ci se déplaçant dans le ciel. "Vous avez besoin d'un arc d'un an dessus pour réellement faire descendre l'orbite", explique Sheppard. Et parce qu'ils n'ont pas encore un an de données pour FarOut, dit-il, "nous avons besoin d'une autre observation en novembre [2019] pour obtenir une orbite fiable." Au moment d'écrire ces lignes, Sheppard attend avec impatience la nouvelle Données de novembre.

Mais FarOut n'est pas le seul monde qui pourrait aider à ouvrir la voie à la planète neuf. En octobre 2018, les chercheurs ont annoncé la confirmation d'une autre découverte lointaine appelée 2015 TG387, qu'ils surnommaient, dans l'esprit d'Halloween, The Goblin. Bien que la roche glacée de 200 milles de large (320 km) ait été vue pour la première fois à environ 80 UA, elle a une orbite particulièrement excentrique, ce qui signifie qu'elle oscille exceptionnellement loin du Soleil. «L'orbite du gobelin est très grande. Il a un axe semi-majeur d'environ 1 000 UA », dit Sheppard,« ce qui signifie qu'il faut environ 40 000 ans pour faire le tour du Soleil une fois ».

En raison du temps qu'il faut au Gobelin pour terminer une seule orbite, l'équipe a eu besoin de trois ans d'observations après sa découverte initiale en 2015 pour déterminer son chemin exact à travers le ciel. Mais une fois qu'ils l'ont épinglé, ils ont appris que le TNO excentrique arrive au périhélie à peu près au même point dans l'espace qu'une poignée d'autres objets remarquables. Il s'agit notamment de la découverte antérieure de l'équipe de 2012 VP113 (qu'ils ont surnommé Biden comme un clin d'œil au «VP» dans sa désignation) et Sedna, une planète naine environ la moitié du diamètre de Pluton qui a été découverte en 2003. 

C'est ce pack récemment identifié d'objets regroupés en périhélie, que Sheppard appelle les «TNO extrêmes», qui suggère qu'une planète invisible et massive se cache à la périphérie de notre système solaire. 

La chasse à la Planète Neuf

Avec l'avancement de puissants télescopes d'enquête, ainsi que de logiciels sophistiqués capables de parcourir des quantités massives de données comme jamais auparavant, nous commençons à peine à parcourir les régions éloignées du système solaire à la recherche de planètes naines glacées et similaires. Mais la découverte de cette classe particulière de TNO extrêmes indique que les planètes naines ne sont peut-être pas les rois et les reines de la ceinture de Kuiper. Au lieu de cela, il y a un dossier croissant de preuves qui suggèrent qu'un monde colossal d'environ cinq à 15 fois la masse de notre propre planète se cache bien au-delà, jouant le rôle de marionnettiste à la collection étrangement groupée de corps éloignés. 

Scott Sheppard et Chad Trujillo ont remporté le prix Farinella 2019 pour leur travail d'exploration et de caractérisation d'objets dans le système solaire externe. 

Europlanet / G. Mantovani

En 2016, les astronomes de Caltech Kostantin Batygin et Mike Brown ont publié un article intitulé «Evidence for a Diant Giant Planet in the Solar System». dans l'espace, malgré des trajectoires orbitales différentes. Selon cette étude, la probabilité qu'un tel regroupement soit le résultat du hasard est d'environ 0,007% (ou 1 sur 14 000). De plus, au début de 2019, Batygin et Brown ont également montré qu'il n'y avait qu'une probabilité d'environ 0,2% (ou 1 sur 500) que le regroupement soit le résultat de biais d'observation. 

"Sur la base du regroupement des objets que nous trouvons qui sont très éloignés comme Le Gobelin", dit Sheppard, "une planète super-Terre qui est à quelques centaines d'UA" pourrait les guider vers leur position. Grâce à des simulations de pointe, les chercheurs s'attendent à ce que la Planète Neuf (parfois appelée Planète X) se trouve sur une orbite quelque peu excentrique qui lui prend environ 400 UA du Soleil. Mais, dit Sheppard, "la planète pourrait être à environ 1 500 UA de distance dans les modèles de planète les plus massifs."

Mais si la Planète Neuf existe vraiment, pourquoi tourne-t-elle si loin du Soleil? 

C'est toujours une question très débattue. «Il y a deux théories principales sur la façon dont la planète est sortie là-bas», dit Sheppard. «Le scénario le plus probable que j'appelle le« runt de la famille des planètes géantes ». «Dans ce scénario, la planète Nine s'est formée aux côtés de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, ce qui, selon Sheppard, a probablement commencé leur vie à environ 5 à 15 UA l'un de l'autre. «Il y a probablement plusieurs objets de la taille de la Terre et plus gros qui se sont formés dans cette zone», dit-il. Alors que la planète Nine se formait, «elle atteignit plusieurs masses terrestres, mais elle se rapprocha probablement trop de Jupiter et de Saturne et se jeta vers l'extérieur». Cela finit par pousser la planète Nine encore en formation hors de la zone d'alimentation, ce qui retardé sa croissance avant de pouvoir atteindre la taille d'une véritable planète géante.  

Selon Sheppard, "cela pourrait être un objet capturé d'un autre système stellaire". Parce que les étoiles se forment à partir de nuages ​​massifs de gaz et de poussière qui se condensent, elles naissent en portées, pas isolées. Ainsi, au début de l'histoire du système solaire, le Soleil était entouré de nombreuses autres étoiles proches qui interagissaient toutes par gravitation. Selon Sheppard, cela signifie que d'autres étoiles «jetaient des objets hors de leur système solaire, donc il y avait probablement beaucoup de planètes flottantes éjectées de toutes ces étoiles différentes.» Et si l'une des planètes voyous s'égarait trop près de la Soleil, il y a une chance qu'il ait été saisi par notre propre système solaire, où il est resté depuis.

Pour effectuer leur étude des objets les plus éloignés du système solaire, Sheppard et ses collègues s'appuient sur le télescope Victor Blanco, situé à l'Observatoire interaméricain Cerro Tololo au Chili. 

NOAO / AURA / NSF

Cependant, pour que le Soleil capture une telle planète, «il faudrait que vous la ralentissiez d'une manière ou d'une autre», dit Sheppard. «C'est donc le facteur discutable.» Bien que capturer une planète éjectée ne soit pas la chose la plus facile à faire, Sheppard souligne que cela pourrait arriver. Par exemple, dit-il, il y avait probablement beaucoup plus de gaz et de poussière dans le premier système solaire, ce qui signifie qu'une planète qui s'approche «aurait pu être ralentie et capturée par friction». 

Il y a aussi une troisième possibilité: le système solaire a été secoué dans le passé par une étoile errante. Dans une recherche publiée l'année dernière, les astronomes ont annoncé la découverte d'une exoplanète nommée HD 106906 b, qui selon eux a été exilée sur une grande orbite perturbée grâce à une paire d'étoiles qui passaient trop près de son système. Selon Batygin, il est possible qu'un processus similaire se soit produit lorsque le Soleil était encore près d'autres étoiles de son amas natal. 
 

Prouver l'existence de Planet Nine 

Le problème avec Planet Nine est que pour que nous soyons sûrs à 100% qu'il existe, nous devons le voir de nos propres yeux. Heureusement, Sheppard dit: «notre enquête est conçue non seulement pour trouver la planète, mais pour tripler le [nombre] d'objets très éloignés connus. Ces objets très éloignés sont ceux qui sont sensibles à la planète, et mieux comprendre leurs tendances de regroupement nous aidera à mieux localiser la planète et à montrer qu'elle est réelle. »

En doublant même le nombre connu de TNO extrêmes en orbite bien au-delà de Neptune (qui est actuellement un échantillon d'une douzaine environ), les chercheurs pensent qu'ils peuvent déterminer si Planet Nine est vraiment là ou non. Et, plus important encore, une taille d'échantillon accrue peut les aider à contraindre davantage exactement la planète Nine sur son orbite. Mais pour l'instant, Sheppard dit: «Aucun des objets périhéliens les plus éloignés avec de grands axes semi-majeurs ne contredit évidemment la tendance au regroupement, mais encore une fois, nous ne parlons que d'un peu plus qu'une poignée d'objets."

Konstantin Batygin (à gauche) et Mike Brown (à droite) ont également joué un rôle clé dans la progression de l'hypothèse de Planet Nine. 

Lance Hayashida / caltech

Bien qu'il soit fascinant de se demander si une planète cachée plusieurs fois la masse de la Terre glisse dans le système solaire externe, il existe des théories alternatives qui tentent d'expliquer les orbites groupées des TNO extrêmes sans utiliser la planète Nine. Par exemple, certains chercheurs suggèrent que les effets perturbateurs de l'orbite de Planet Nine pourraient être causés par un disque distant et massif de petits objets glacés - ou peut-être même par un trou noir primordial de la taille d'une baseball de masse similaire qui a été capturé par le système solaire .

Cependant, "l'hypothèse de la planète est la plus simple et la meilleure explication", dit Sheppard. «Un disque massif pourrait être possible, mais nous ne voyons aucun disque massif là-bas, et s'il y en avait un, il serait plus difficile à expliquer que d'avoir une seule planète.» Et quant à la théorie du trou noir, dit Batygin, «Ce qui est important à comprendre ici, c'est que tous les calculs peuvent nous dire que c'est la masse de la planète neuf, pas sa composition. Donc en principe, Planet Nine peut être une planète, une pomme de terre, un trou noir, un hamburger, etc., tant que les paramètres orbitaux sont corrects. »

Ainsi, bien que l'existence et la nature exacte de la planète Nine soient toujours discutées, l'équipe de Sheppard effectue actuellement l'étude la plus large et la plus approfondie du système solaire pour aider à le découvrir avec certitude. «J'aime toujours dire qu'il est plus probable qu'improbable que [Planet Nine] existe là-bas. Je dirais quelque part entre 80 et 90%. » 

"La principale raison pour laquelle je suis si enthousiasmé par ce travail", dit Batygin, "est parce qu'il existe une opportunité à court terme pour la détermination observationnelle d'une manière ou d'une autre."

Mais pour l'instant, Sheppard dit: «C'est excitant de regarder le ciel que personne n'a jamais imaginé aussi profondément que nous. C'est comme Forrest Gump l'a dit: chaque image que nous prenons est comme une boîte de chocolats, vous ne savez jamais ce que vous allez trouver. »

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/2020/01/in-pursuit-of-planet-nine?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0DBzxpYEUpAW8fUtvUqsvnNBbgQyUc-KERHyEVtBwZgevbdbQPoJD6590

Association Astro Météo Franco Suisse 30

LIVE DU 25.01.2020

EPISODE PLUVIO/ORAGEUX SUR LE SUD EST DE LA FRANCE DU 25.01.2020 AU 26.01.2020.
DANS L' HERAULT (34) ET LE GARD (30)

POUR UN SUIVI  EN TEMPS REEL CLIQUEZ SUR LA PHOTO CI DESSOUS

Association Astro Météo Franco Suisse 30. POINT COMPLET DANS NOTRE ARTICLE CI DESSOUS: CONFIRMATION DE LA VIGILANCE JAUNE POUR EPISODE PLUVIO/ORAGEUX SUR L' HÉRAULT (34) ET LE GARD (30) POUR CETTE NUIT ET DEMAIN J' US-QU' EN FIN D' APRES MIDI.

SITUATION CHRONOLOGIQUE DE LA SITUATION:

A 4H00 du matin:

Début des précipitations, forte pluies en fin de nuit vers 4H00 du matin. Apportant des cumul de précipitation de 10 mnm sur le Nord du (34).

A 7H00 du matin:

Les précipitations vont s' intensifié sur le Nord du (34) et touché pour le coup aussi l' Ouest du (30), apportant la des cumul de précipitation de 20 mnm. 

A 9H00 du matin:

L' axe pluvio/orageux vas encore s' intensifié est touché cette fois ci le Nord et l' Est du (34) j' us-qu au littoral Héraultais et aussi les Cévennes Gardoises apportant des cumul de précipitations en moyenne de 25 mnm. 

A 11H00 du matin:

Les précipitations se généralises sur l' Est du (34) et sur le Sud et les Cévennes Gardoises dans le (30). Donnant des cumul de précipitation de 25 mnm en moyenne.   

A 12H00

Les précipitations ce décale sur le (30) du Nord au Sud et concerne maintenant que le Gard (30), ce sont surtout les Cévennes le littoral Gardois qui seront les plus touché, avec un cumul de précipitation en moyenne de 5 mnm et de 10 à  20 mnm dans les Cévennes et le littoral Gardois.  ​

A 15H00

Les précipitations vont largement perdre en intensité avec des cumul de précipitation plus proche de 10 mnm pour le (30).

A 17H00

Les précipitations ce décale sur le (13) et le (84). Retour d' un temps plus calme sur le (34) et le (30).

RÉSUMÉ DE LA SITUATION:

Les précipitations seront de modéré a fort, le risque orageux reste possible sur le (34) et le (30), mais seront d' une intensité assez faible pour demain matin voir demain midi, pour le risque d' inondation reste la aussi possible, mais faible. Le ruissellement urbain reste possible l' ors du passage de l' axe pluvio/orageux.

Les cumul total sur la nuit et la journée de demain sont de 40 mnm à 60 mnm au total entre le (34) et le (30), car l' axe pluvio/orageux vas passé assez rapidement en 12H00 de temps. Donc le risque d' inondation reste faible, mais le risque reste possible.

RESTEZ QUAND MÊME CHEZ VOUS L' ORS DU PASSAGE DE L'AXE PLUVIO/ORAGEUX PART SÉCURITÉ MÊME SI LE RISQUE VIGILANCE ET DE NIVEAU JAUNE (DONC D' UNE INTENSITÉ MODÉRÉ)​.

Nous feront un suivit depuis notre pages Facebook et notre site Association Astro Météo Franco Suisse 30, tout au long de cette épisode pluvio orageux.

Plus informations d ici demain après midi.

AUTEUR DE CETTE ARTICLE VANESA LAGNAU

Association Astro Météo Franco Suisse 30.

INTRODUCTION GÉNÉRAL POUR LE 25.01.2020 AU 26.01.2020 DE LA SITUATION DE CETTE EPISODE PLUVIO/ORAGEUX PRÉVUE POUR CETTE NUIT ET J' USQU ' A DEMAIN EN DÉBUT D' APRES MIDI

POINT MÉTÉO DU 25.01.2020 À 10H30.

Un risque pluvio orageux est prévue pour le département de l'Hérault (34) et le Gard (30).

VIGILANCE JAUNE POUR C' EST DEUX DÉPARTEMENTS POUR FORTE PLUIE ET RISQUE D' ORAGE POUR CETTE NUIT ET DEMAIN MATIN!!!!!!!!!!!

Nous feront un suivit depuis notre pages Facebook et notre site Association Astro Météo Franco Suisse 30, tout au long de cette épisode pluvio orageux.

24/01/2020

La pression de l'air guide le temps qu'il fait. Cette semaine a été marquée par des hautes pressions record sur le nord de l'Hexagone, qui ont apporté un temps sec et ensoleillé en début de semaine. Le record absolu national, après guerre, de pression* élevée a en effet été battu ce lundi 20 janvier avec 1049,7 hPa mesurés à Abbeville, dans la Somme à 11 h 30, battant les 1048,9 hPa de la pointe du Chemoulin le 3 mars 1990.

Pressions observées lundi 20 janvier 2020 à 11h30, heure à laquelle on mesure le record

de 1049,7 hPa à Abbeville - © Météo-France

Dans un contexte dynamique, une puissante dorsale (axe de hautes pressions en altitude) s'est développée sur l'Atlantique jusqu'aux Iles britanniques entre dimanche 19 et lundi 20 janvier. Au sol, les pressions se sont renforcées pour atteindre des niveaux record lundi.

Plusieurs stations ont ainsi battu leur record absolu de pression élevée de la Bretagne à la frontière belge.

A la station de Paris-Montsouris, ouverte en 1973, on a mesuré 1047,8 hPa. De telles pressions n'ont pas été observées depuis 1905, où on avait mesuré 1048,9 hPa le 29 janvier. Le record à la station reste les 1049,1 enregistrés le 17 janvier 1882. Il s'agit donc du troisième épisode de pression élevée depuis l'ouverture de la staion de Montsouris.

Des records battus sur le nord-ouest de l'Europe 

Sous ces hautes pressions centrées sur le sud de a Grande-Bretagne, des records ont également été battus chez nos voisins européens. 

Le maximum de pression a été relevé à  Mumbles Head, aux Pays-de-Galles, où la pression a dépassé les 1050 hPa. On a relevé 1050,5 hPa ce lundi, nouveau record pour le Pays-de-Galles, batant les 1049.2 hPa de Sennybridge le 27 janvier 1992. On n'avait pas mesuré de pressions aussi élevées au Royaume-Uni depuis le 16 janvier 1957 (1050,9 hPa à Benbecula en Ecosse). On reste tout de même loin du record absolu sur le Rpyaume-Uni, détenu par Aberdeen en Ecosse, avec  1053,6 hPa le 31 janvier 1902.

A Londres, on a relevé  1049.6 hPa à l'aéroport d'Heathrow Airport ce 20 janvier. Il s'agit d'un record pour la station, battant les 1047.3 hPa du 07/02/1974, mais également pour tout Londres sur plus de 300 ans de mesures depuis 1692 ! Le précédent record était détenu par les  1049.1 hPa de Kew Gardens le 18/01/1882. 

En Belgique, à la station d'Uccle en Belgique, ouverte depuis 1833, un nouveau record a été établi avec  1048.3 hPa, battant les  1048 hPa du 27 janvier 1932.

Au Luxembourg, record battu également à la station de l'aéroport de Findel, ouverte depusi 1947, avec 1048 hPa.

Anticyclone dynamique ou thermique

Ces hautes pressions sont d'origine dynamique. Un anticyclone dynamique lié à la circulation atmosphérique, obligeant par moment des masses d'air à se comprimer. Les pressions record sous ces anticyclones restent loin des pressions pouvant être enregistrées sous des anticyclones thermiques, comme celui de Sibérie. Ils sont liés au refroidissement progressif des régions continentales en hiver. En l'absence de mouvements d'air, les basses couches se refroidissent et l'air piégé devient de plus en plus dense. Les valeurs de pression peuvent alors atteindre des valeurs extrêmes. Le record mondial de haute pression (altitude inférieure à 750 m) est d'ailleurs détenu par la station d'Agata en Sibérie où on a mesuré 1083,8 hPa le 31 décembre 1968.

La composante thermique a également un peu joué dans nos pressions records de janvier puisque la masse d'air était froide. Cette composante explique notamment que les records nationaux de  pression élevée en France sont battus en hiver. 

* Pression ramenée au niveau de la mer

Actualité par Météo-France