Le lancement du JWST, le télescope spatial James Webb, est encore reporté !

Publié le 17/07/2020 à 15h00, modifié à 16h24

Imaginé dans les années 1990, ce télescope devait initialement être lancé dans les années 2000. Mais d'innombrables problèmes de développement, chez le fabricant principal Norhtrop Grumman, ont conduit à de multiples reports et à un doublement du coût... Estimé à 4,5 milliards en 2007 par la Nasa, il a grimpé à 9,66 milliards de dollars en 2018.

Le télescope, lancé depuis Kourou (Guyane), sera placé en orbite autour du soleil. À 1,5 million de kilomètres de la Terre. Une fois son bouclier solaire déplié, il sera grand comme « un court de tennis ». Il sera doté d'un miroir principal trois plus sensible que celui d'Hubble, lancé en 1990, et qui mesurera 6,5 mètres de diamètre. Une taille immense afin de « détecter la faible lueur de lointaines étoiles et galaxies ».

POUR EN SAVOIR PLUS

Le lancement du télescope spatial James Webb probablement encore reporté

Article de Nathalie Mayer, publié le 03/02/2020

Quatre ans après le premier décodage des 24 chromosomes qui composent le génome humain, l'affinement se poursuit dans les laboratoires du monde entier afin de compléter les pans lacunaires. C'est dans la revue Nature qu'a été publiée la séquence complète du chromosome 5 qui marque le parcours de la moitié du chemin de la démarche d'approfondissement entreprise, soit encore douze chromosomes à analyser dans le détail.

Le lancement du télescope spatial James Webb semble ne plus vouloir en finir d'être retardé. Un document publié par le Government Acountability Office (GAO) évalue en effet à 12 % les chances pour que le télescope soit lancé par Ariane 5 à mars 2021 comme cela avait été annoncé dans le courant de l'été 2018. Car une bonne partie du temps de la réserve calendaire prise a été consommée par des problèmes au niveau de deux composants nécessaires à transmettre les données scientifiques jusqu'à la Terre.

Le rapport précise que les responsables du projet n'ont pour autant « actuellement pas l'intention de modifier la date de préparation au lancement en réponse à cette seule analyse », mais ils prévoient « d'évaluer à nouveau sa faisabilité au printemps 2020, après l'achèvement d'importantes étapes techniques ».

Et mieux vaut s'assurer que toute la technologie est en bon état de fonctionnement avant le lancement. Car contrairement au télescope spatial Hubble dont l'orbite basse a autorisé des opérations de maintenance, le télescope spatial James Webb orbitera à quelque 1,5 million de kilomètres de notre Terre. Ce qui interdira toute intervention humaine.

Une naine blanche propulsée à 900.000 km/h par une supernova

Une étrange naine blanche à la composition atypique fonce à travers la Voie lactée à une vitesse vertigineuse. Elle est probablement la pointe émergée d'un type de supernovae encore inobservé directement, bien que proche des SN Ia.

Extrait du documentaire Du Big bang au Vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet parle de l'évolution des étoiles de type solaire, leur transformation en géantes rouges puis en naines blanches. © Jean-Pierre Luminet

Les supernovae SN Ia et les SN II

Les SN Ia sont des explosions thermonucléaires de naines blanches dans des systèmes binaires alors que les SN II, bien plus puissantes, sont des explosions produites par des étoiles bien plus lourdes que le Soleil et qui s'effondrent gravitationnellement en donnant des étoiles à neutrons, ou des trous noirs si elles sont assez massives. Dans tous les cas, les différences entre supernovae (d'autres allaient être mises en évidence jusqu'à nos jours encore), se trouvent au niveau du spectre traduisant la présence de certains éléments dans la lumière des explosions et dans les variations et les durées des intensités lumineuses (les courbes de lumière) de ces cataclysmes stellaires.

Ainsi, les supernovas de type I ont un spectre qui ne contient pas d'hydrogène alors que les supernovas de type II ont un spectre qui en contient. Parmi les supernovas de type I, on distingue trois sous-classes, de sorte que si le spectre montre la présence de silicium, on parle de type Ia mais si le spectre n'en montre pas, on regarde l'abondance d'hélium. En présence d'une quantité notable d'He, on parle de type Ib et inversement, en présence de faible quantité d'hélium, on parle de type Ic.

Notons que certaines SN I sont en fait des exemples de supernovae avec effondrement gravitationnel et d'autres sont des collisions de naines blanches. Or, voici qu'un article publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, également en accès libre sur arXiv, illustre un nouvel avatar de la règle mentionnée au début de ce texte. Une équipe internationale d'astronomes y avance une conclusion étonnante tirée de l'étude d'une naine blanche atypique du nom de SDSS J1240+6710, découverte en 2015 dans le cadre du fameux Sloan Digital Sky Survey.

Extrait du documentaire Du Big bang au Vivant (ECP Productions, 2010). Jean-Pierre Luminet parle de la mort des étoiles massives, leur explosion en supernova et la formation de pulsars. © Jean-Pierre Luminet

En conjuguant des observations spectroscopiques faites avec Cosmic Origin Spectrograph du mythique télescope Hubble et des observations astrométriques conduites avec le satellite Gaia, SDSS J1240+6710 s'est révélée avoir une atmosphère à la composition étrange et posséder une vitesse vertigineuse qui la fait foncer à travers la Voie lactée dans le sens inverse de sa rotation à 900.000 kilomètres par heure.

En effet, la majorité des naines blanches ont des atmosphères composées presque entièrement d'hydrogène ou d'hélium, avec occasionnellement des traces de carbone ou d'oxygène issus du cœur de ces étoiles et qui sont montés en surface du fait de mouvements de convection, malgré la stratification imposée par la forte gravité de ces astres compacts, conduisant les éléments les plus lourds produits par la nucléosynthèse stellaire à rester vers le centre de ces étoiles.

Or, l'atmosphère de SDSS J1240+6710 ne semble contenir ni hydrogène ni hélium, mais est bien plutôt composée d'un mélange inhabituel d'oxygène, de néon, de magnésium et de silicium. L'analyse spectrographique menée avec Hubble, montre également la présence de noyaux de carbone, sodium et l'aluminium dans l'atmosphère de l'étoile, qui sont tous produits lors des premières réactions thermonucléaires d'une supernova mais paradoxalement une nette absence de ce que l'on appelle le « groupe du fer » des éléments : le fer, le nickel, le chrome et le manganèse. Ces éléments lourds sont normalement synthétisés à partir des éléments plus légers suite à l'occurrence d'une supernova SN Ia, laquelle détruit complètement la naine blanche normalement.

Une naine blanche qui a survécu à son explosion en supernova

Tous ses éléments semblent contradictoires mais on peut résoudre l'énigme en supposant qu'il existe un nouveau scénario encore inconnu en ce qui concerne l'évolution des étoiles du point de vue de l'astrophysique nucléaire et qui conduit parfois à un type de supernova encore jamais observé et qui se serait produit dans le cas de SDSSJ1240+6710. Si tel est bien le cas, cette curieuse naine blanche serait la pointe émergée d'une population de supernovae qu'il nous reste à surprendre en acte. Mais quel serait ce nouveau scénario ?

Une animation montrant le modèle standard pour une SN Ia, voir les explications ci-dessous. © CAASTRO

Le modèle classique pour une SN Ia est le suivant. Tout commence dans un système binaire ou une étoile un peu plus massive que l'autre, mais ne dépassant pas les 8 à 10 masses solaires, évolue plus rapidement en devenant d'abord une naine rouge. Cela la conduit à perdre de la masse avec des vents violents, pour finir par laisser un cadavre stellaire sous la forme d'une naine blanche contenant moins de 1,44 fois la masse du Soleil.

Si les deux étoiles sont assez proches l'une de l'autre quand la seconde devient à son tour une géante rouge, les forces de marée gravitationnelles de la première lui arrachent de la masse. Il se forme un disque d'accrétion autour de la naine blanche qui voit sa masse augmenter en avalant, pour former ses couches extérieures, de l'hydrogène et de l'hélium alors que son cœur contient beaucoup de carbone et d'oxygène. Une série de réactions thermonucléaires s'enclenchent en s'emballant quand la masse de la naine blanche atteint 1,44 fois celle du Soleil et une explosion thermonucléaire se produit alors, détruisant totalement la naine blanche et laissant un reste de supernova, comme on peut le voir dans l'animation de la vidéo ci-dessus.

Dans le cas de SDSSJ1240+6710, l'explosion n'aurait pas été suffisamment forte car les réactions thermonucléaires ne se seraient pas suffisamment emballées et n'auraient pas été aussi loin que d'habitude. On explique ainsi pourquoi on observe une naine blanche de seulement 40 % de la masse du Soleil, avec une atmosphère qui n'est pas celle d'une naine blanche isolée avec une couche supérieure d'hydrogène et d'hélium, tout en contenant certains des noyaux lourds attendus par les réactions de fusion thermonucléaire conduisant à une SN Ia standard. L'explosion a soufflé une partie de la masse de l'étoile qui repasse en dessous de 1,44 masse solaire.

Enfin, en perdant brutalement de la masse, le moment cinétique total du système binaire et sa conservation impose à la naine blanche d'être catapultée à grande vitesse comme un objet lancé avec une fronde, d'où la vitesse observée pour SDSSJ1240+6710.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/supernova-naine-blanche-propulsee-900000-km-h-supernova-81956/?fbclid=IwAR26HzTdd1J6la-C-kTxXhbXg4NwTA7Ev0Owv8X1B_WUl79HPFL6zegfDw8#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Ces mille et une images de la comète Neowise enchantent nos soirées d'été !

Neowise. Elle a gagné le statut de comète de l'année. S'offrant en spectacle depuis plusieurs jours. Et encore pour quelque temps. Du crépuscule à l'aube. Elle n'en finit pas de présenter son meilleur profil aux réseaux sociaux. En voici quelques nouveaux exemples. En attendant de découvrir les vôtres sur Futura dans les étoiles...

« Je n'ai d'yeux que pour elle », chantait Pascal Obispo, il y a quelques années. C'est ainsi qu'il évoquait la belle île aux oiseaux du bassin d'Arcachon. Mais cet été, nous serions nombreux à pouvoir reprendre ces paroles en pensant à une autre. Visible, elle, depuis toute la France. Depuis tout l'hémisphère nord, même. La comète Neowise (C/2020 F3). La comète de l’année !

Le spectacle se poursuivra encore pour quelques jours. Ce jeudi 23 juillet, la comète Neowise passera même au plus près de notre Terre. Pour admirer le spectacle, vous n'avez qu'à lever les yeux vers le nord-nord-ouest, au crépuscule, ou plus vers le nord-est avant l'aube.

Et si le cœur vous en dit, partager vos expériences et vos plus beaux clichés de la comète Neowise sur Futura dans les étoiles.

VOIR AUSSIPartagez vos plus beaux souvenirs de la comète Neowise sur Futura dans les étoiles

La comète Neowise au-dessus d'Odessa (Ukraine) :

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/comete-ces-mille-images-comete-neowise-enchantent-nos-soirees-ete-81960/#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Trous noirs supermassifs : sur la piste de l'énigme de leur formation avec une galaxie « fantôme »

Plusieurs scénarios s'affrontent pour expliquer l'origine des trous noirs massifs et supermassifs que l'on pense exister au cœur de toutes les galaxies. Le radiotélescope Alma offre un moyen de trancher entre plusieurs hypothèses, d'après des astronomes ayant observé le trou noir intermédiaire au cœur de la célèbre galaxie appelée le « fantôme de Mirach ».

Cela ne fait guère plus de 50 ans que la communauté scientifique a commencé à prendre l'existence des trous noirs au sérieux, grâce aux travaux des pionniers qu'étaient John Wheeler, Roger Penrose, Kip Thorne et Stephen Hawking, sans oublier Yakov Zeldovich et Igor Novikov (il faudrait en réalité ajouter une bonne douzaine de noms supplémentaires).

Rappelons que les trous noirs sont des objets si compacts, pas nécessairement denses, qu'il faudrait dépasser la vitesse de la lumière pour échapper à leur attraction gravitationnelle une fois à l'intérieur d'une région sphérique dont la frontière est définie par ce que l'on appelle un horizon des événements, entourant l'astre. Il n'est nullement nécessaire qu'existe une singularité de l'espace-temps au centre de cette région pour qu'existe un trou noir.

On comprend plutôt bien comment des trous noirs peuvent naître par effondrement gravitationnel d'étoiles massives contenant quelques dizaines de masses solaires. On obtient alors ce que l'on appelle des trous noirs stellaires. Il n'en est pas de même avec les trous noirs supermassifs contenant de quelques millions à quelques milliards de masses solaires au cœur des galaxies. Ils sont responsables de l'existence des noyaux actifs de galaxies et en particulier ceux découverts depuis 1963 et que l'on appelle des quasars. On sait que ces objets influencent l'évolution des galaxies et surtout que ces astres croissent ensemble, au moins en ce qui concerne les grandes galaxies spirales et elliptiques, car il existe une remarquable relation de proportionnalité entre la masse des trous noirs au cœur de ces galaxies et la masse qu'elles contiennent sous forme d'étoiles.

On a fini par découvrir que même les galaxies naines contenaient des trous noirs. Stellaires, cela ne faisait aucun doute, mais massifs, la question a longtemps été sans réponse jusqu'à ce que l'on mette en évidence des trous noirs dits de masses intermédiaires, c'est-à-dire contenant moins de quelques centaines de milliers de masses solaires et plus de quelques centaines de fois celle du Soleil. C'est par exemple le cas des galaxies NGC 404, NGC 4395, NGC 5102, et NGC 5206, juste à l'extérieur du fameux Groupe Local de galaxies qui contient notre Voie lactée et Andromède.

Jean-Pierre Luminet, directeur de recherche au CNRS et Françoise Combes, professeur au Collège de France, nous parlent des trous noirs. © Fondation Hugot du Collège de France

Trois scénarios pour produire des germes de trous noirs supermassifs

Comme l'explique une équipe internationale d'astronomes, dirigée par des scientifiques de l'université de Cardiff, dans un article en accès libre sur arXiv et qui s'est penchée avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) sur le cas de NGC 404, cette galaxie lenticulaire naine située à environ 10 millions d'années-lumière dans la constellation d'Andromède apporte des éléments en faveur de l'une des théories expliquant l'origine des trous noirs supermassifs.

Trois hypothèses ont été principalement avancées. La première, mais qui n'est plus trop favorisée, fait intervenir des trous noirs cosmologiques primordiaux, vestiges de la phase à haute densité du Big Bang, où de grandes quantités de matière pouvaient s'effondrer gravitationnellement en donnant directement ces trous noirs. La seconde fait intervenir des étoiles exotiques très massives, quelques centaines à plusieurs milliers de masses solaires en particulier, faisant partie des toutes premières étoiles du cosmos observable, celles dites de Population III, nées pendant les premières centaines de millions d'années de l'histoire du cosmos observable. Ces étoiles se seraient alors formées dans les conditions particulières de l'Univers au moment des âges sombres, alors que la matière baryonique à l'origine de toutes les étoiles était constituée d'un mélange presque pur d'hydrogène, d'hélium et leurs isotopes, sans aucune trace d'éléments lourds comme le carbone, le silicium et le fer.

Cette différence est d'importance, depuis des milliards d'années, l'existence de poussières silicatées et carbonées est nécessaire pour permettre l'effondrement des nuages moléculaires et poussiéreux où naissent des pouponnières d'étoiles. En effet, en s'effondrant sous leur propre gravité, ces nuages s'échauffent et il apparaît une pression qui stoppe l'effondrement, sauf si un agent dissipe une partie de la chaleur dans ces nuages, les conduisant à se refroidir. Au sortir du Big Bang, sans ces poussières, la formation des étoiles ne pouvait pas être la même. De fait, on a également des problèmes pour faire naître des étoiles supermassives qui, après avoir explosé en supernovae, pourraient laisser des trous noirs géants contenant bien plus que quelques centaines de masses solaires, les germes des trous noirs supermassifs.

Françoise Combes, professeur au Collège de France, nous parle des trous noirs supermassifs. © École normale supérieure, PSL

Un effondrement direct en trou noir intermédiaire sans supernovae ?

La dernière hypothèse suppose, toujours à la période où se forment les premières étoiles, que d'immenses nuages de matière s'effondrent en donnant directement des trous noirs de masses intermédiaires.

Dans tous les cas de figure, les trous noirs massifs générés vont ensuite croître en accrétant de la matière, notamment sous la forme des filaments froids qui font aussi croître les galaxies selon le paradigme qui s'est imposé au cours de la décennie passée. Des collisions entre galaxies, suivies de fusion, vont aussi faire coalescer les trous noirs massifs et supermassifs.

Les deux dernières théories conduisent à prévoir des rapports différents entre la masse des trous noirs massifs des premières galaxies et les masses sous forme d'étoiles dans ces galaxies. On peut donc espérer départager les deux modèles en mesurant précisément les masses des trous noirs dans les galaxies naines pour en tirer une loi d'échelle valable pour toutes les galaxies naines.

C'est justement ce que l'on commence à pouvoir faire avec les mesures à haute résolution d'Alma qui permettent de voir des détails de l'ordre de 1,5 année-lumière au cœur d'une galaxie comme NGC 404. En mesurant plus précisément les mouvements des masses de gaz autour du trou noir au cœur de cet astre, également appelé « Mirach's Ghost » (le fantôme de Mirach), car NGC 404 est peu noyée dans l'image observée avec un télescope de l'étoile Mirach, une estimation améliorée de la masse du trou noir intermédiaire a été obtenue.

Aucune conclusion ferme ne peut encore en être tirée, car il faudra avant cela multiplier le nombre des estimations des masses des trous noirs intermédiaires dans les galaxies naines. Mais, selon le communiqué de l'université de Cardiff, c'est bien le modèle de l'effondrement direct en germes de trous noirs supermassifs après le Big Bang, dont Futura avait également parlé précédemment dans l'article ci-dessous, qui en sort renforcé.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-supermassif-trous-noirs-supermassifs-piste-enigme-leur-formation-galaxie-fantome-76744/#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura