Mars brille plus que Jupiter : comment l'observer ?

Mars se rapproche. Dans quelques jours, elle sera en opposition et la distance entre nos deux planètes ne sera plus que de 62 millions de kilomètres. C'est le moment de l'observer.

Avez-vous remarqué à quel point Mars est devenue brillante ? C'est parce que la distance entre nous et notre voisine se réduit d'heure en heure. C'est le 6 octobre prochain, dans l'après-midi, que nous serons au plus près de la Planète rouge, avec 62 millions de kilomètres seulement entre nos deux mondes.

Une configuration qui, vous l'aurez deviné, est très favorable à son observation. Comme tous les 26 mois, Mars est en effet en opposition, c'est-à-dire alignée avec la Terre et le Soleil. Nous, les Terriens, nous serons donc entre les deux, ce qui signifie que quand l'un part se coucher, l'autre, en face, se lève. L'opposition aura lieu bientôt : le 13 octobre prochain.

Mais, d'ici là, on peut déjà l'admirer quasiment toute la nuit. À l'œil nu, sans aucune difficulté : Mars est maintenant plus étincelante que Jupiter et brille comme un phare au-dessus de l'est quand elle se lève. Impossible de la rater et aussi de la confondre avec une étoile car, contrairement à elles, elle ne tremble pas, ne scintille pas. C'est un point fixe rouge écarlate qui domine le paysage.

À noter que le 3 octobre prochain, la Lune, encore presque pleine (et à l'apogée) la rejoindra pour toute la nuit. Une belle conjonction planétaire au sein des Poissons qui réjouira nombre d'astrophotographes à travers le monde.

Observez Mars

À la faveur de son rapprochement avec la Terre, Mars est donc devenue beaucoup plus brillante qu'il y a trois mois et son éclat surpasse maintenant celui de Jupiter. Cependant, bien que plus proche de nous, Mars ne dévoile pas facilement les détails de sa surface, et l'on peut parfois préférer regarder dans un télescope ou une lunette Jupiter, pourtant située à plus de 600 millions de kilomètres de la Terre.

Jupiter a surtout l'avantage d'être beaucoup plus grande que la Planète rouge, laquelle, rappelons-le, est deux fois plus petite que la Terre. Donc, même si elle est 10 fois plus éloignée de nous que Mars, la géante gazeuse Jupiter a de beaux détails de ses tempêtes à montrer à ses observateurs terrestres.

Pour Mars, c'est différent : on peut distinguer des reliefs, ce que nous ne verrons jamais sur la géante gazeuse. On peut les deviner dans un instrument mais des captures avec une caméra à son foyer donneront des résultats, après traitements, autrement plus spectaculaires. Là, où dans l'oculaire, on peut deviner la présence de la calotte polaire sud -- comme un petit coup de pinceau brillant et nacré posé sur le disque orangé de Mars --, les images qu'obtiennent les astrophotographes dessinent, elles, ses contours, ainsi que ceux des taches sombres caractéristiques de la planète.

Pour vous aider, il existe des apps iOS et Android avec des cartes de Mars qui vous permettront d'identifier les masses charbonneuses que vous apercevez. La Planète rouge n'est en effet pas entièrement rouge et n'a rien de monotone, comme on peut le voir sur les images détaillées que nous envoient les sondes spatiales qui la survole.

VOIR AUSSIVoyage vers Mars : combien de temps faut-il pour y aller ?

En tout cas, n'espérez pas reconnaître les fameux « canaux martiens » qui avaient tant défrayé la chronique à la fin du XIX^e et début du XX^e siècle. On peut s'étonner qu'un tel biais ait connu autant de succès. De là est né le mythe d'une planète habitée par des Martiens dépeints comme hostiles. Des Martiens qui avaient creusé des canaux pour acheminer l'eau stockée aux pôles et l'amener aux basses latitudes, plus chaudes. Certains, comme Percival Lowell, y croyaient dur comme fer.

De la vie sur Mars, il y en a peut-être eu dans un lointain passé, ou encore aujourd'hui, enfouie dans le sous-sol. Pour le savoir justement, les chercheurs comptent sur Perseverance, actuellement en croisière vers sa cible. Arrivée du rover sur le sol de Mars prévue en février 2021. Le rapprochement entre la Terre et Mars est, bien sûr, le bon moment pour relier nos deux planètes.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-mars-brille-plus-jupiter-observer-37104/?utm_content=buffer5a05c&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR2IeVWntY1w7Ng79gYf4wyM48xKU43lN-W9nJo0m-O9imOMrYGcz2qlN28

Magnétar : le VLBA sur la piste de l'énigme des sursauts radio rapides

La méthode de la parallaxe est une méthode géométrique simple permettant d'évaluer la distance des astres. On vient de l'utiliser avec des radiotélescopes pour mesurer pour la première fois directement la distance d'un magnétar. En multipliant ce genre de mesure, on pourrait découvrir que les sursauts radios rapides sont en fait des colères particulières des magnétars.

 [EN VIDÉO] Interview : qu’est-ce qu’une étoile de Planck ?  La relativité générale bute sur le Big Bang et les trous noirs, qui sont des « singularités ». Et si les trous noirs, à force de se contracter, pouvaient rebondir ? Et si notre univers était né de cette manière ? C'est l'hypothèse des « étoiles de Planck », que nous explique Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples. 

Les étoiles à neutrons sont des résidus d'explosion d'étoiles en supernova qui ne peuvent guère contenir que quelques masses solaires mais dont le diamètre est de quelques dizaines de kilomètres seulement. La saga, à leur sujet, a commencé au cours des années 1930 et se poursuit aujourd'hui depuis les années 1990 avec l'étude des magnétars, des étoiles à neutrons avec un champ magnétique prodigieux comme Futura l'expliquait dans le précèdent article ci-dessous. Entre ces deux décennies, les objets théoriques qu'étaient les étoiles à neutrons à leur début sont devenus des sujets d'observations, d'abord avec des radiotélescopes pour la première fois, en 1967, grâce à Jocelyn Bell, puis les rayons X et maintenant, les ondes gravitationnelles à l'occasion de collisions d’étoiles à neutrons donnant des kilonovae.

Au début de leur découverte, les étoiles à neutrons ont très temporairement donné des frissons aux astrophysiciens et astronomes intéressés par le programme Seti car c'est sous forme de pulsars, c'est-à-dire de sources d'émissions périodiques d'ondes radios, qu'ils ont été débusqués par Jocelyn Bell alors en thèse. On pouvait penser qu'il s'agissait de signaux artificiels d'une civilisation extraterrestre mais, comme l'explique Jocelyn Bell dans la vidéo ci-dessous, cette hypothèse a été rapidement réfutée car on ne voyait aucun décalage Doppler.

Dans cette vidéo, extraite du documentaire Du Big Bang au Vivant, Jean-Pierre Luminet parle de la mort des étoiles massives, leur explosion en supernova et la formation de pulsars. © ECP Productions, Jean-Pierre Luminet

Les FRB, l'histoire des pulsars qui se répète ?

Depuis quelques années, d'autres mystérieuses sources radios intriguent les astrophysiciens et là aussi, l'hypothèse E.T a été considérée un temps avant d'être abandonnée. Il s'agit des sursauts radios rapides, les Fast radio bursts ou FRB en anglais. Les sursauts radio rapides ont été découverts pour la première fois en 2007. On sait juste qu'ils sont très énergiques et durent au plus quelques millisecondes et que la plupart viennent de l'extérieur de la Voie lactée.

Les FRB pourraient trahir l'existence des étoiles de Planck mais des chercheurs ont proposé une hypothèse moins exotique, à savoir qu'ils soient la manifestation de magnétars, des étoiles à neutrons possédant des champs magnétiques d'une intensité record dans le cosmos observable, de l'ordre de mille milliards de fois l'intensité du champ magnétique de la Terre.

Pour tenter d'y voir plus clair à ce sujet, et comme ils l'expliquent dans une publication en accès libre sur arXiv, une équipe de radioastronomes a, pour la première fois, réussi à faire une détermination précise de la distance d'un magnétar au Système solaire en faisant une mesure de parallaxe avec les radiotélescopes du Very Long Baseline Array (VLBA). Rappelons qu'il s'agit d'une technique de combinaison par interférométrie des mesures de plusieurs radiotélescopes répartis sur les continents permettant de faire de la synthèse d'ouverture qui, à la fin, compose un instrument virtuel dont la taille peut être équivalente à celle de la Terre. On peut donc faire des observations avec une résolution spectaculaire.

Jocelyn Bell nous raconte sa découverte des pulsars. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Perimeter Institute for Theoretical Physics

L'interférométrie à très longue base (ou VLBI pour Very Long Baseline Interferometry) est l'une des techniques fondamentales de la radioastronomie moderne, qui a d'ailleurs permis le succès de la collaboration Event Horizon Telescope, réussissant à imager pour la première fois un trou noir supermassif au cœur d'un noyau actif de galaxie, M87*. Elle a été proposée en 1962 par Leonid Matveenko, Nikolai Kardashev, et Gennady Sholomitskii, avec le soutien du radioastronome ukrainien et soviétique Iossif Chklovski du célèbre Institut Shternberg.

Dans ce cas précis, le VLBA comprend 10 antennes, de 25 mètres chacune, couvrant le territoire américain depuis Sainte-Croix, dans les Îles Vierges situées dans les Antilles, et le Mauna Kea sur l'île d'Hawaï, dans l'océan Pacifique.

Les mesures de distances, une clé pour l'astrophysique

Les étoiles à neutrons ne sont pas toutes des pulsars et c'est aussi vrai dans le cas des magnétars dont on ne connaît à ce jour que six exemples capables d'émettre des impulsions radios. Le premier du genre a été découvert en 2003 et, dans un catalogue, il est mentionné sous la forme XTE J1810-197. Son activité s'est poursuivie de 2003 à 2008, puis de janvier à novembre 2019 et, tout dernièrement, de mars à avril 2020.

C'est justement XTE J1810-197 qui a été observé à des dates différentes sur la voûte céleste en utilisant la méthode de la parallaxe connue depuis l'antiquité en astronomie planétaire et rendue possible pour la première fois avec des étoiles au début du XIX^e siècle grâce aux observations publiées en 1837 par les astronomes allemands, Friedrich Georg Wilhelm von Struve pour Vega, et en 1838, par  Friedrich Wilhelm Bessel pour 61 Cygni.

Cette méthode est simple à comprendre et repose sur des raisonnements élémentaires en géométrie pour un Homo sapiens du XXI^e siècle ; évidemment, il en était tout autrement au temps des grecs comme Hipparque. Il faut mesurer à 6 mois d'intervalle des positions d'un astre sur la voûte céleste et appliquer la trigonométrie dans les triangles. De la mesure de la variation angulaire apparente de l'astre et de la connaissance du diamètre de l'orbite terrestre, on en déduit sa distance. Dans le cas de XTE J1810-197, elle est d'environ 8.100 années-lumière, ce qui confirme qu'il s'agit bien d'un des plus proches magnétars connus.

Cette donnée est d'importance car elle permet de mieux calculer la puissance des éruptions de rayonnement produites par ce magnétar et donc de contraindre les modèles avancés pour les expliquer. C'est aussi une preuve de principe que l'on peut faire de même avec le VLBA pour d'autres magnétars proches dans la Voie lactée, ce qui veut dire que l'on finira par avoir assez de données collectées pour départager les modèles envisagés, notamment ceux qui font des FRB des éruptions particulières de magnétars.

Ainsi, on sait que le pulsar du Crabe émet parfois des impulsions radio plus fortes qu'à son habitude et que les caractéristiques de ces impulsions laissent penser qu'elles sont analogues à celles, plus puissantes encore, associées aux FRB.

Attention, chefs-d'œuvre : les plus belles photos d'astronomie de 2020 !

Le cru 2020 de ce grand concours d'astrophotographie international est excellent. Découvrez notre sélection dans chaque catégorie.

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 [EN VIDÉO] Galaxie : où se trouve la Terre dans la Voie lactée ?  Le satellite Gaia a cartographié plus d’un milliard d’étoiles. Grâce à ces données, cette vidéo de l'ESA nous transporte jusque dans notre quartier résidentiel au sein de la galaxie, à la découverte de quelque 600.000 étoiles qui nous entourent. Les plus brillantes et connues depuis le sol terrestre, telles Sirius, Betelgeuse, Véga, Aldébaran…, ont leur nom marqué. Le voyage se termine par un plongeon vers le Soleil (Sol), petite étoile à plus de 26.000 années-lumière du centre de la Voie lactée. 

Comme les années précédentes, vous allez adorer les photos couronnées du grand concours d'astrophotographie Insight Investment Astronomy Photographer of the Year dont l'édition 2020 vient d'être dévoilée. Un excellent cru comme vous allez pouvoir vous en rendre compte, qui tapera autant dans l'œil des astronomes amateurs avertis que dans celui de tous les curieux férus d'images de l'univers.

L'univers vu de la Terre, dans tous les cas, et parfois, sans aucun instrument. Du grand spectacle que vous pourrez découvrir à partir du 20 octobre en réel à travers l'exposition au Royal Museums de Greenwich.

Les aurores polaires

Qui n'a jamais rêvé d'admirer des aurores boréales ou australes dans la réalité ? Ce phénomène naturel produit par l'interaction des particules du vent du Soleil, avec la haute atmosphère terrestre enchante l'humanité depuis des temps immémoriaux.

« Une image majestueuse et éthérée comme si elle avait été prise aux confins de l'au-delà. Une vision prometteuse, émouvante et édifiante », a salué le comédien britannique Jon Culshaw, rapporte le site du Royal Museums de Greenwich.

Sur cette photo finaliste présentée dans la même catégorie, on croirait que les aurores se soulèvent du sol, ou l'inverse, qu'elles descendent jusqu'à toucher terre. On aimerait que ce soit vrai (quoique ce ne serait pas sans danger) mais cela n'arrive jamais. Les aurores dansent dans le ciel à très haute altitude.

Cette autre photo dominée par les tons pastels du ciel est un enchantement que l'on croirait tout droit échappé d'un conte ou d'une saga. On devine la ceinture et le poignard d'Orion derrière le rideau rose et vert pâle de l'aurore. Des couleurs qui se reflètent sur la neige.

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Notre Étoile, le Soleil

Les photos sont impressionnantes. Que ce soit celle du vainqueur ou celles des autres finalistes qui nous montrent l'astre solaire avec des détails flamboyants. Les photos de l'éclipse totale du Soleil de l'été 2019 sont aussi à couper le souffle. Comme il a dû être difficile pour le jury de choisir parmi toutes ces prestations, tant le niveau est élevé !

Alexandra Hart, lauréate de la catégorie, nous dévoile la « peau » granuleuse du Soleil. Chacun de ces granules, que l'on pourrait compter ici sans difficulté tant l'image est nette, fait la taille de la France ! Comme le rappelle l'astrophysicienne Emily Drabek-Maunder, qui a commenté ce chef d'œuvre, « c'est un exemple impressionnant que le Soleil calme n'est jamais vraiment calme », faisant allusion au cycle solaire qui, certes, ces dernières années, était dans le creux de la vague (ce qui se traduit par une absence de taches à sa surface) mais en y regardant de plus près, c'est très actif : un océan de bulles de gaz en mouvement, bien vivant. « Bien que le Soleil soit moins actif, la fusion nucléaire sous sa surface soutient toute la vie sur notre petit monde ».

Sebastian Voltmer était au Chili, à l'Observatoire de La Silla, pour admirer et photographier l’éclipse totale du Soleil du 2 juillet 2019. La photo du phénomène est splendide : l'œil ardent du Soleil est assombri par le disque lunaire, nous dévoilant ainsi son immense couronne. Dans la nuit soudaine, des étoiles sont devenues visibles... et Vénus aussi.

Un autre regard sur le Soleil avec Paul Andrew. L'étoile est, cette fois, masquée volontairement par un disque noir installé sur son instrument, de sorte que l'astronome amateur puisse admirer les protubérances qui se déploient sur le limbe. Des forêts de protubérances surprises ici lors de leur soulèvement. Cela a lieu tous les jours depuis plus de quatre milliards et demi d'années.

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Notre satellite naturel, la Lune

La Lune nous accompagne toutes les nuits (ou presque) si bien que l'on n'y prête plus vraiment attention... Ce qui est bien dommage car, pour qui l'a déjà regardée à travers des jumelles (ou un télescope) sait que ce monde tout proche (à seulement 384.000 kilomètres de la Terre en moyenne), d'ombre et de lumière, est fascinant à regarder pour ses plaines, ses montagnes, ses crevasses, etc.

Notre satellite naturel que l'on a tant l'habitude de voir dans ses centaines de nuances de gris semble comme métamorphosé sur cette image d'Alain Paillou, qui remporte le grand prix de la catégorie Lune. Nous regardons ici la région qui entoure le beau cratère rayonnant Tycho. On pourrait croire qu'un artiste la repeinte avec de l'aquarelle ou de la gouache mais, en réalité, les filtres nous dévoilent les différents matériaux qui tapissent sa surface.

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Les galaxies

La nôtre s'appelle la Voie lactée. Depuis la Terre, nous pouvons voir des centaines de milliers de consœurs, géantes ou naines, éparpillées dans le cosmos. Toutes les photos finalistes dans cette catégorie n'ont pas été prises par Hubble mais parfois, on pourrait le penser.

Nicolas Lefaudeux est le grand gagnant dans cette catégorie avec son portrait de la galaxie d’Andromède. Notre voisine apparaît comme irréelle, flottant sur les eaux noires d'un océan. Un effet qui, en milieu terrestre, donne l'illusion de miniaturisation de scènes quotidiennes.

Une autre galaxie, cette fois, dans la constellation du Sculpteur : NGC 253. Les détails sur cette photo sont impressionnants, fruits d'une exposition de quelque 34 heures, à laquelle il faut encore ajouter tout le temps passer pour le traitement. Le résultat est splendide. On peut distinguer la couronne d'étoiles bleues du disque central où sont massées les étoiles les plus âgées. Les bras spiraux sont ourlés de dizaines de nuages aux teintes rose fuchsia, matrices de gaz et de poussières qui sont en train d'accoucher de bébés étoiles...

Ci-dessous, M33, surnommée la galaxie du Triangle. C'est une très belle voisine de la Voie lactée et d'Andromède. Une multitude de nébuleuses fleurissent le long de ses tentacules.

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Paysages célestes

De nombreuses merveilles dans cette catégorie où l'on peut voir le spectacle du ciel au-dessus de paysages terrestres. Voici deux des plus belles photos sélectionnées. La Voie lactée, la rouge Antares au dessus du désert. On se croirait presque sur Mars, nonobstant la timide végétation éparse.

Ci-dessous, la grande et belle constellation d'Orion, la tête en bas, presque posée au sommet de cette montagne. Photo prise dans un milieu sauvage, dans l'hémisphère Sud. Le géant de la mythologie grecque se montre ici à nu, avec les milliers d'étoiles visibles dans cette direction de la Galaxie, qui composent sa chair, ainsi que les délicats nuages de formation d'étoiles ou de supernovae qui saignent encore.

Les corps du Système solaire

Plusieurs comètes sur la même photo ! Mais la plus spectaculaire, que nous étions nombreux à suivre du regard en juillet dernier : la comète Neowise. Superstar de l'année, indéniablement. L'astrophotographe Gerald Rhemann révèle toute la splendeur de cet astre venu des confins du Système solaire. Le noyau cométaire à l'origine de ces queues de plusieurs millions de kilomètres ne mesure que quelques kilomètres. Sur cette photo, on peut admirer le voile bleu de la queue de gaz ionisé agité par le vent solaire.

On a beaucoup parlé de Vénus ces derniers jours avec l'annonce de la découverte de phosphine dans son atmosphère (est-ce lié à une forme de vie dans les nuages de Vénus ?), la voici, notre étincelante voisine, dans un beau portrait de Michel Leost. Venus in furs ?

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Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-attention-chefs-oeuvre-plus-belles-photos-astronomie-2020-65696/?utm_content=bufferc3e5c&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR0_fW0wX_mfQWM1W1pb2ywqYT_Aq3OCA57EjmpTZDVofBWplmqNfdekF78

Pourquoi n’y a-t-il pas de son dans l’espace ?

« Dans l'espace, personne ne vous entendra crier. » C'est l'accroche, aussi célèbre que réaliste, du film Alien. En effet, le son ne peut pas se propager dans le quasi-vide interstellaire.

L'onde sonore et le bruit dans l'espace

L'onde sonore a donc besoin de matière pour se propager, par une succession de compressions et de dilatations du milieu dans lequel elle est produite. Ce milieu pouvant aussi bien être solide que liquide ou gazeux.

Propagation, vitesse du son et densité de matière

Dans l'espace interstellaire, la densité de matière est beaucoup trop faible - de l'ordre d'une particule par centimètre cube contre quelque 10²⁰ particules par centimètre cube du côté de la Terre - pour que le son puisse y prendre appui et se propager. C'est la raison pour laquelle on ne peut entendre aucun son dans l’espace. Blaise Pascal a parlé fort justement du « silence éternel des espaces infinis ».

Il est par ailleurs à noter que, plus un corps est dense, plus il permet au son de se propager vite. Ainsi, dans l'air, la vitesse du son est d'environ 340 mètres par secondes (m/s), dans l'eau, elle monte à quelque 1 500 m/s et dans l'acier, elle atteint les 5 km/s !

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/univers-ny-t-il-pas-son-espace-6566/?utm_content=bufferb9352&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR0v7wpPvgzoE_xgwJtm1RzOWZDjRVToQ1KmEv3GTIyHMS2tKBn1uQVznMs

Trous noirs : une nouvelle preuve de leur existence avec les rayons X

Les trous noirs stellaires accrétant de la matière et émettant en réponse des rayons X sont-ils bien des trous noirs ou sont-ils simplement des étoiles à neutrons ? Une nouvelle méthode montre une spectaculaire différence suggérant fortement la présence d'un horizon des événements, la signature indubitable d'un trou noir.

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 [EN VIDÉO] Stephen Hawking, l'astrophysicien qui a fait aimer la science  Le grand physicien Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018. Véritable légende de la physique, il fut aussi un très talentueux vulgarisateur. Retour sur la vie hors du commun de ce savant qui a su se faire aimer du public et rendre accessible ses travaux de recherche scientifique : trous noirs, théorie des supercordes, rayonnement de Hawking, théorèmes sur les singularités... La science lui dit un immense merci. 

La notion de trou noir a été esquissée une première fois en 1784 par le révérend anglais John Michell dans le cadre de la théorie newtonienne de la gravitation. L'idée était simple et naturelle, surtout du temps où la théorie de la lumière, alors largement dominante, était celle de Newton qui en faisait des particules analogues à celles de la matière. Un corps suffisamment compact pour une masse donnée devait avoir un champ de gravitation assez fort pour empêcher ces particules de lumière de s'échapper de ce corps. On connaissait la vitesse de ces particules de lumière depuis les travaux de l'astronome danois Ole Römer, en 1676.

Le concept a été redécouvert peu après en 1796 par Pierre-Simon de Laplace, mathématicien, philosophe et astronome, grand maître de la mécanique céleste. Le passage suivant, extrait de son livre Exposition du Système du Monde (une version vulgarisée, si l'on peut dire, des théories astronomiques de l'époque), est célèbre : « Un astre lumineux, de la même densité que la Terre, et dont le diamètre serait 250 fois plus grand que le Soleil, ne permettrait, en vertu de son attraction, à aucun de ses rayons de parvenir jusqu'à nous. Il est dès lors possible que les plus grands corps lumineux de l'Univers puissent, par cette cause, être invisibles. ».

Du visible aux ondes radio, l'histoire des théories de la lumière. © Synchrotron Soleil

Mais le début du XIX^e siècle va voir cette intuition visionnaire tomber dans l'ombre. Laplace lui-même n'en parlera plus dans une édition ultérieure de son traité paru après la découverte par Fresnel et Young d'une théorie ondulatoire de la lumière (voir à ce sujet les explications éclairantes dans le livre du prix NobelMax Born). Si la lumière n'est pas composée de sortes de particules matérielles, comment concevoir une action de la gravitation sur elle ?

Toujours est-il que le concept de trou noir va réémerger après la découverte par Einstein de sa théorie de la relativité générale. Mais, il faudra attendre les années 1960 avec les travaux de John Wheeler, Roger Penrose, Stephen Hawking et Yakov Zeldovich en particulier, pour qu'il soit rigoureusement et vigoureusement développé, ainsi que ses signatures observationnelles possibles en astrophysique.

Le cosmologiste et astrophysicien russe Rashid Sunyaev a reçu la médaille Benjamin Franklin de physique 2012 pour ses contributions monumentales à la compréhension de l'Univers primitif et des propriétés des trous noirs. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © The Franklin Institute

Pas de trou noir sans horizon des événements

Aujourd'hui, l'affaire est presque entendue, les trous noirs existeraient bien et ils sont partout, même au centre des galaxies comme semblent le montrer en particulier les observations de M87* avec l'Event Horizon Telescope et celles de Ligo et Virgo qui laissent penser que les fameux modes quasi normaux des trous noirs sont bien là.

Mais attention, le concept de trou noir repose maintenant exclusivement en espace-temps courbe sur la notion d'horizon des événements. Rien à voir avec l'existence d'une singularité de l'espace-temps ou une densité extrême. Il faut qu'un objet soit suffisamment compact pour que se forme une région dont on ne peut s'extraire sans dépasser la vitesse de la lumière.

Démontrer l'existence d'un trou noir, c'est donc démontrer l'existence d'un horizon des événements. Et une nouvelle méthode en ce sens, qui peut déjà se targuer d'un certain succès, vient d'être exposée dans un article publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, en accès libre sur arXiv. Elle est l'œuvre de Srimanta Banerjee et Sudip Bhattacharyya du Tata Institute of Fundamental Research, Inde, de Marat Gilfanov et d'un des mythiques collaborateurs de Zeldovich,  Rashid Sunyaev, de l'Institut Max-Planck d'astrophysique, Allemagne, et de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie russe des sciences, Russie.

Un effet Sunyaev-Zeldovich pour les trous noirs ?

La méthode n'est pas sans connexions avec le fameux effet Sunyaev-Zeldovich découvert en cosmologie. Dans les deux cas, il s'agit d'un effet Compton (direct ou inverse) dans lequel des électrons chauds entrent en collision avec des photons pour leur ajouter ou leur retirer de l'énergie, modifiant la forme du spectre des émissions de lumière liées à un phénomène astrophysique.

On sait que des étoiles à neutrons et des trous noirs peuvent se retrouver dans un système binaire avec une étoile dont ils arrachent la matière pour s'entourer d'un disque d'accrétion. Cette matière s'échauffe au point de former un plasma avec électrons libres et d'émettre des rayons X. Sunyaev a fait partie des pionniers de la théorie de l'accrétion par les trous noirs. Avec ses collègues, il précise aujourd'hui que des effets Compton entre les électrons libres de la couronne de plasma des trous noirs stellaires et les photons X associés vont donner des modifications différentes du spectre de rayons X émis, selon que c'est un trou noir ou une étoile à neutrons qui subit le processus d'accrétion.

On peut s'en faire une vague idée en se souvenant que de la matière tombant sur une étoile à neutrons va entrer en collision avec sa surface, mais elle va simplement passer à travers l'horizon des événements d'un trou noir stellaire. Le flux d'énergie au voisinage de ces astres compacts n'est pas le même et aujourd'hui les astrophysiciens se rendent compte qu'il en découle une différence testable avec des observations dans le domaine des rayons X.

C'est une découverte importante parce qu'on n'est pas très sûr de la masse maximale pour une étoile à neutrons de sorte que, parfois, on ne sait pas bien si l'on observe vraiment les émissions X liées à un trou noir léger ou à une étoile à neutrons massive.

Pour voir si leur méthode était fiable, Sunyaev et ses collègues ont consulté les archives des observations en rayons X de la défunte mission avec le satellite Rossi X-Ray Timing Explorer. Dans certains cas, il est possible de montrer clairement que l'on est très probablement en présence d'une étoile à neutrons et pas d'un trou noir stellaire. La nouvelle méthode rend la démonstration encore plus claire et la met directement en relation avec l'existence d'un horizon des événements (des alternatives à la théorie des trous noirs suppriment cet horizon).

La théorie des trous noirs en sort donc renforcée.

Quelle est la plus grosse étoile de l'univers ?

La taille de certaines étoiles présentes dans l'univers impressionne comparée à celle, modeste, du Soleil. La masse d'autres astres est également étonnante (une grosse étoile n'est pas nécessairement très massive et vice versa). Voici les cas les plus remarquables connus des astronomes.

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[EN VIDÉO] Des astronomes amateurs participent à l'aventure spatiale  Les astronomes amateurs sont nombreux et de mieux en mieux équipés. C’est pourquoi, les agences spatiales font de plus en plus appel à eux pour de l’observation ou des travaux de mesures, comme on peut le voir durant cette vidéo du Cnes. 

Il y a tellement d'étoiles dans l'univers qu'il est impossible de toutes les connaître. D'ailleurs, on ne sait même pas combien il y en a exactement dans notre galaxie. Pour les astronomes, il est plutôt question d'évaluer leur masse en prenant pour référence celle du Soleil : 1,98892 x 10³⁰ kg, soit 333.000 fois celle de la Terre ou 1.048 fois celle de Jupiter. Par exemple, la Voie lactée a une masse estimée à environ 240 milliards de fois celle du Soleil.

De type naine jaune, le Soleil est une étoile aux dimensions relativement modestes. Son diamètre est de 1,392 million de kilomètres, soit 109 fois celui de la Terre. Il faudrait environ 1,3 million de planètes semblables à la nôtre pour le remplir intégralement. À noter enfin que notre étoile représente à elle seule 99,86 % de la masse totale du Système solaire.

En matière d'étoile, il y a donc deux sortes de colosses : les géantes et les massives.

VY Canis Majoris ou UY Scuti : quelle est l'étoile la plus grosse ?

Il n'y a pas si longtemps, c'était VY Canis Majoris qui détenait le record. La taille de cette étoile, située dans notre Galaxie, à quelque 5.000 années-lumière de la Terre, en direction de la constellation du Grand Chien, a été revue à la baisse : entre 1.420 et 1.540 fois celle du Soleil, soit tout de même près de 2 milliards de km de diamètre, 13 fois la distance entre la Terre et le Soleil. 

VY Canis Majoris a été détrônée par une autre supergéante rouge : UY Scuti (à 9.500 années-lumière dans la constellation de l'Écu de Sobieski) ; 1.700 fois plus grande que le Soleil, elle pourrait s'étendre jusqu'à Saturne si on la mettait au centre du Système solaire !

Mu Cephei ou Erakis, « l'Étoile grenat »

Environ 1.200 fois plus grande que le Soleil, Mu Cephei ou Erakis - surnommée « l'Étoile grenat » par William Herschel - est quant à elle célèbre pour être visible dans cette couleur et sans instrument, au sein de la constellation de Céphée, à quelque 5.200 années-lumière.

Dans tous les cas, leur taille démesurée est synonyme de déclin. Leur couleur témoigne de leur surface qui se refroidit.

Cette vidéo présente des corps célestes du plus petit (des planètes), au plus grand (différentes étoiles connues). Quand cette animation a été réalisée, VY Canis Majoris et UY Scuti n’étaient pas encore repérées. © cycomedia.net, YouTube

Eta Carinae et les étoiles de l'amas R136, des étoiles très massives

Bien que moins grandes, les étoiles très massives impressionnent par leur ardeur et leur vigueur. L'un des cas extrêmes les plus connus dans notre Galaxie est celui d'Eta Carinae, à 7.500 années-lumière de la Terre ; 120 fois plus massive que le Soleil pour 250 fois sa taille, cet astre est un million de fois plus brillant que notre étoile. Elle était sans doute encore plus massive dans sa jeunesse, mais en vieillissant, elle n'arrête pas de perdre du poids : environ 500 masses terrestres par an. Elle n'est pas loin d'exploser à présent, ce qui promet un spectacle céleste extraordinaire dans un futur relativement proche.

Plus colossales encore sont celles qui figurent dans l'amas R136, au sein de la nébuleuse de la Tarentule dans la galaxie naine du Grand Nuage de Magellan, à environ 170.000 années-lumière de la Terre. Neuf de ces jeunes étoiles affichent une masse 100 fois supérieure à celles du Soleil. Ensemble, elles sont 30 millions de fois plus brillantes que ce dernier ! Avec 250 fois la masse du Soleil, R136a1 est de loin l'étoile la plus massive connue. Actuellement, elle brille autant que 10 millions de soleils ! Les astronomes s'interrogent sur les processus qui ont pu engendrer un tel gigantisme, car les limites théoriques sont de 150 masses solaires.

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Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/etoile-plus-grosse-etoile-univers-6559/?utm_content=bufferb2588&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR0CSVWVKjAuIqDoi37U6Kb4UJE8bKlISQjmHPMaKuclY8BKopMidfV8_Qw

De la glace fraîche découverte au nord d'Encelade, la lune glacée de Saturne

Vingt-trois rencontres rapprochées et au total, 13 années d'observations. C'est grâce aux précieuses données recueillies par la sonde Cassini entre 2004 et 2017 que les astronomes de la Nasa sont parvenus à produire une carte extrêmement détaillée de la surface d'Encelade, lune de Saturne. Une carte qui révèle la présence de glace fraîche dans l'hémisphère nord.

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 [EN VIDÉO] Grand final de Cassini : qu’attendre des dernières mesures de Saturne ?  Le 15 septembre 2017, Cassini n’a pas fait que plonger dans Saturne pour disparaître à jamais. Jusqu’à ses derniers instants, la sonde a réalisé des mesures de la géante gazeuse et de ses anneaux. Comme nous l'explique cette vidéo du Cnes, les scientifiques y voient des informations précieuses sur des mystères tenaces : l'âge des anneaux, leur formation, l'intérieur de la planète, etc. 

Si les astronomes s'intéressent d'aussi près à Encelade, la lune glacée de Saturne, c'est parce qu'ils espèrent y trouver des traces d'une vie extraterrestre. Et en utilisant les données recueillies en 13 ans d'exploration de la planète aux anneaux et de ses lunes par la sonde Cassini, les chercheurs de la Nasa sont parvenus à produire les images infrarouges d'Encelade les plus détaillées jamais produites. Elles apportent notamment la preuve de l'existence de glace fraîche du côté de l'hémisphère nord de la lune de Saturne.

En 2005, les astronomes avaient déjà découvert des panaches de glace et de vapeur d'eau provenant de l'océan liquide qui coule sous l'épaisse couche de glace qui recouvre Encelade. C'était du côté du pôle sud et des fameuses rayures de tigre.

VOIR AUSSICassini : image d'une éruption de glace sur la lune Encelade

Cette activité géologique apparait clairement sur les nouvelles images infrarouges que les chercheurs de la Nasa présentent aujourd'hui. Des images tirées des données de l'imageur spectral visible et infrarouge (Wims) de la mission Cassini. Et qu'ils ont obtenu après application d'une technique de correction photométrique. Car la luminosité observée d'Encelade dépend des propriétés du matériau de surface, de la forme de la surface et de l'angle sous lequel elle est vue. Une correction de ces variations était nécessaire pour montrer les différences de composition et d'état physique à la surface.

Une activité géologique au nord d’Encelade

« L'infrarouge nous montre que la surface du pôle sud-est jeune, ce qui n'est pas une surprise, car nous connaissions les jets qui y projettent des matières glacées », explique Gabriel Tobie, chercheur à l'université de Nantes et coauteur de la nouvelle étude, dans un communiqué du JPL (Jet Propulsion Laboratory). Mais le fait que des caractéristiques similaires à celles observées au sud apparaissent dans l'hémisphère nord mène les astronomes à la conclusion que, non seulement cette région est -- comme l'hémisphère sud -- recouverte de glace fraîche, mais qu'elle est le siège d'une activité géologique du même type.

« Maintenant, grâce aux yeux infrarouges de Wims, nous pouvons remonter le temps et dire qu'une grande région de l'hémisphère nord semble également jeune et était probablement active il n'y a pas si longtemps, géologiquement parlant », poursuit Gabriel Tobie. Les astronomes estiment que ce qu'ils qualifient de resurfaçage de l'hémisphère nord pourrait être dû à des panaches de glace semblables à ceux observés du côté du pôle sud. Ou à un mouvement plus progressif de la glace à travers les fractures de la croûte, depuis l'océan souterrain jusqu'à la surface.

Les chercheurs comptent maintenant appliquer la même technique à d'autres lunes glacées du Système solaire. Avec pour objectif de les comparer à Encelade. En commençant pourquoi pas avec Europe et Ganymède, les lunes de Jupiter, grâce aux missions Juice et Europa Clipper.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/encelade-glace-fraiche-decouverte-nord-encelade-lune-glacee-saturne-83103/?utm_content=buffer968f4&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR2yVkpjF-Pg7pSSohYeoudnbpdEOqV3KCKaSmlaICGbEaGUMzolgvaRLvM