Des astronomes ont découvert le premier noyau d'une planète mis à nu

Des chercheurs des universités de Berne et de Warwick ont découvert et étudié pour la première fois le noyau dégagé d'une exoplanète géante. L'astre nouvellement identifié, TOI 849 b, fournit ainsi l'occasion inespérée d'observer l'intérieur d'une planète et d'apprendre quelque chose sur sa composition.

En cette première moitié du XXI^e siècle, l'Humanité a déjà détecté plus de 4.200 exoplanètes grâce à des yeux, au sol ou sur orbite, comme le VLT, au Chili ou le défunt satellite Kepler. Sa quête se poursuit avec de nouveaux instruments comme le satellite Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) et bientôt le Télescope géant européen (en anglais, Extremely Large Telescope ELT ; anciennement European Extremely Large Telescope ou E-ELT).

Nous commençons donc à disposer de statistiques quant à l'existence de planètes potentiellement habitables, bien que cette notion soit à manier avec précaution comme l'a expliqué à Futura l'astrophysicien Franck Selsis, de sorte que l'on commence à poser des contraintes sérieuses sur certains des paramètres de la fameuse équation de Drake en exobiologie, comme on l'a vu récemment. Cela permet également d'en poser sur les modèles cosmogoniques décrivant la formation des systèmes planétaires et leur évolution, finalement par contrecoup sur celle du Système solaire. La découverte de Jupiter chaudes a, par exemple, contribué à faire prendre au sérieux la notion de migration planétaire à la fin des années 1990. L'investigation de ce phénomène, qui semble très fréquent, est toujours en cours.

Mojo, pour Modeling the origin of jovian planets (modélisation de l'origine des planètes joviennes), est un projet de recherche qui a donné lieu à une série de vidéos présentant la théorie de l'origine du Système solaire et, en particulier, des géantes gazeuses. On y aborde aussi la question des migrations planétaires et l'origine des superterres. On les doit à deux spécialistes réputés, Alessandro Morbidelli et Sean Raymond. Traduction et sous-titrage en cliquant sur la roue dentée en bas, à droite, de la vidéo. © Laurence Honnorat

Même si bien des mystères subsistent, on dispose donc tout de même de modèles de plus en plus performants pour comprendre la naissance non seulement des planètes du Système solaire mais aussi de celle des autres systèmes planétaires. Il existe une excellente série de vidéos sur la cosmogonie des planètes où deux célèbres chercheurs nous exposent les grandes lignes de la connaissance actuelle de la formation planétaire. Voici ci-dessus la première vidéo de cette série, qui en compte 11, et qui se penche notamment sur l'origine des planètes géantes, qu'il s'agisse de géantes gazeuses similaires à Jupiter ou Saturne, de géantes de glaces comme Uranus et Neptune ou encore des superterres.

Des exoneptunes qui migrent, chauffent et s'évaporent en superterres ?

Parmi les zones d'ombre restantes, il y a un fait curieux que l'on a découvert il y a quelque temps déjà en dressant un tableau des populations des exoplanètes en fonction de leurs tailles et de leurs distances à leur étoile hôte. Ce tableau permet de prendre conscience de l'existence de l'énigme des Neptunes chaudes manquantes.

En effet, on voit très bien, sur le diagramme ci-dessus, qu'il existe une région mystérieusement dépeuplée indiquant un faible nombre d'exoplanètes de la taille de Neptune qui auraient migré loin de leur lieu de formation, nécessairement au-delà de la fameuse ligne des glaces qui marque la séparation entre les planètes telluriques et les planètes géantes (celles-ci ne pouvant se former qu'au-delà de la ligne des glaces), pour se retrouver très proches de leur soleil. Concrètement, à part des exoterres, on ne trouvait, à de pareilles distances, que des Jupiters ou des superterres chaudes.

Pour expliquer ce phénomène curieux, on peut faire intervenir une inhibition de la formation des exoneptunes ou de leur migration et ce, d'autant plus que l'on observe bien l'existence de Jupiters chaudes. D'une certaine façon, les Neptunes chaudes devaient avoir disparu, mais par quel mécanisme ?

Les modèles de formation des géantes gazeuses ou de glaces permettent de penser qu'elles peuvent contenir initialement un noyau rocheux important, suffisamment parfois d'ailleurs pour être de la taille et de la masse d'une superterre, c'est-à-dire moins de 10 masses terrestres et d'un rayon inférieur à deux fois celui de notre Planète environ, mais supérieur à 1,25 fois celui de la Terre (il existe quelques variations dans la littérature à ce sujet). Il était donc imaginable que, suite à leur migration, et donc suffisamment proches d'une jeune étoile ayant un rayonnement particulièrement érosif pour leur atmosphère déjà particulièrement chauffée, les exoneptunes pouvaient perdre de la masse et s'évaporer jusqu'à se transformer en superterres. Une partie de la population observée serait donc simplement les restes des Neptunes chaudes perdues.

Les astrophysiciens d'une équipe internationale sont peut-être précisément devant un exemple de ce scénario et ses variantes, comme ils l'expliquent dans un article paru dans le journal Nature et dont on peut trouver une première version en accès libre sur arXiv.

Le premier cœur d'exoplanète géante mis à nu observé ?

Il concerne une exoplanète initialement découverte par la méthode des transits avec le satellite Tess, qui a fourni son rayon, et dont l'existence a été confirmée et la masse déterminée en utilisant la méthode des vitesses radiales avec le spectrographe Harps du VLT de l'ESO, au célèbre observatoire de La Silla au Chili (voir la première vidéo en introduction de cet article exposant ces méthodes).

TOI-849b, c'est son nom, est une exoplanète en orbite autour d'une étoile de type solaire à environ 730 années-lumière de la Terre. Sa température de surface est élevée, environ 1.500 °C, car elle boucle son orbite autour de son soleil en seulement 18 heures. Avec un rayon de 3,4 rayons terrestres et une masse environ 40 fois plus importante que celle de notre Planète bleue, il est clair que TOI 849 b est un astre particulièrement dense qui doit être formé principalement de fer, de roches silicatées et d'eau, mais de seulement très peu d'hydrogène et d'hélium. Ce n'est donc pas une Neptune chaude.

L'équipe dirigée par David Armstrong, du Département de physique de l'université de Warwick, et Christoph Mordasini, de l'Institut de physique de l'université de Berne qui, lui, a dirigé l'interprétation théorique de la découverte, pensent que l'on est devant un splendide exemple d'un noyau d'exoplanète géante mis à nu dans le cas de TOI 849 b. Sa proximité relative au Système solaire en fait donc un objet de choix pour en apprendre plus sur ces noyaux et serait en fait le premier exemple clair de noyau exposé d'exoplanète connu à ce jour.

Dans le cas présent, deux hypothèses s'affrontent pour rendre compte de cette opportunité mise à disposition des planétologues cherchant à mieux comprendre ces astres et plus généralement la formation des exoplanètes géantes.

TOI 849 b, dont la taille est celle de Neptune, pourrait être un noyau similaire à celui existant à l'intérieur de Jupiter. Mais le processus d'emballement qui aurait normalement conduit ce noyau à s'entourer d'une vaste enveloppe d'hydrogène et d'hélium par effondrement gravitationnel brusque dans le disque protoplanétaire encore riche en gaz au début de la formation planétaire, ne se serait pas produit, quelles qu'en soient les raisons, et l'exoplanète aurait ensuite migré vers son étoile.

À l’université de Berne, le « modèle bernois de la naissance et du développement des planètes » est constamment développé depuis 2003. Le modèle réunit les connaissances de divers processus se déroulant lors de la naissance et du développement des planètes. Christoph Mordasini, dans cette vidéo, est un des chercheurs qui travaillent à Berne sur ce modèle. 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 ». © Universität Bern

C'est ce qu'explique Christoph Mordasini dans un communiqué de l'université de Berne : « Une fois que le noyau de la géante gazeuse s'est formé, quelque chose de très inhabituel se serait produit et il n'a jamais formé une atmosphère massive comme c'est le cas d'ordinaire. Cela aurait pu se produire s'il y avait une lacune dans le disque de poussière et de gaz à partir duquel la planète s'est formée en raison d'une interaction gravitationnelle avec la planète, ou si le disque était à court de matériau au moment même où l'accumulation de gaz s'enclenche normalement. »

L'autre hypothèse, c'est que TOI-849 b était bien initialement une géante avec une enveloppe de gaz conséquente mais qu'une collision avec un exoplanète a conduit cette enveloppe à une température suffisamment élevée pour provoquer son évaporation. Cette évaporation par chauffage et photo-ionisation aurait aussi pu se produire suite à la migration trop proche de l'étoile hôte de l'exoplanète.

Laissons le mot de la fin à David Armstrong : « C'est une première, nous disant que des planètes comme celle-ci existent et peuvent être trouvées. Nous avons l'opportunité de regarder le cœur d'une planète d'une manière que nous ne pouvons pas faire dans notre propre Système solaire. Il y a encore de grandes questions ouvertes sur la nature du noyau de Jupiter, par exemple, alors des exoplanètes étranges et inhabituelles, comme celle-ci, nous donnent une fenêtre sur la formation de planètes que nous n'avons pas d'autres moyens d'explorer. Bien que nous ne disposions pas encore d'informations sur sa composition chimique, nous pouvons l'étudier avec d'autres télescopes. Parce que TOI 849 b est si proche de l'étoile, toute atmosphère restante autour de la planète doit être constamment reconstituée à partir du noyau. Donc, si nous pouvons mesurer cette atmosphère, nous pourrons avoir un aperçu de la composition du noyau lui-même. »

Un trou noir pourrait-il entrer en collision avec la Terre ?

Un trou noir est une région de l'espace dont rien ne peut s'échapper, pas même la lumière. Il est donc naturel de se demander si ce type d'objet pourrait être une menace pour notre planète. Futura-Sciences a interviewé Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, qui nous répond ici en vidéo.

Néanmoins, il existe une seconde possibilité : les micro trous noirs. Ce type d'objet ne s'est pas formé par l'effondrement d'une étoile sur elle-même mais peu après le Big Bang, à la naissance de l'univers. Cette hypothèse implique des trous noirs minuscules, bien plus petits que les stellaires, avec des masses et des tailles très faibles, de l'ordre de celles des particules élémentaires. Il faut noter que jamais aucun micro trou noir n'a été détecté expérimentalement, mais cela ne signifie pas qu'ils n'existent pas. Il est également peu probable qu'un mini trou noir se situe dans les parages du Système solaire. Même si c'était le cas, une interaction entre un micro trou noir et la Terre ne mettrait pas en danger notre planète ni notre existence.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/videos/trou-noir-pourrait-il-entrer-collision-terre-550/?fbclid=IwAR2rgRlknT2v3RwAiaKmcpzZ-VyAtAayrw-JplE_T0FpOOIru3n9ShVy-58

En images : la comète Neowise offre un spectacle astronomique à ne pas manquer !

La comète C/2020 F3 NEOWISE vient de traverser un moment unique de son existence. Le 3 juillet, elle est passée au plus proche  du Soleil. Elle repartira vers la bordure du Système solaire autour du milieu du mois d'août. Durant sa visite à l'astre solaire, les couches extérieures de Neowise se sont réchauffées jusqu'à ce qu'une partie de la glace se transforme en gaz. Ce processus libère des grains de poussière jusqu'alors enfermés dans la glace, qui à leur tour se réchauffent pour former un nuage incandescent autour du noyau. Baptisé « coma , il offre un fantastique spectacle aux astronomes qui peuvent actuellement observer la comète dans toute sa gloire.

La #comète C/2020 F3 #Neowise ce matin (4h55) avec un avion qui passe pile au bon endroit. La trainée de condensation est légèrement teintée par l'aube. ????à 560mm sur plein format.
HQ : https://t.co/r76T4jVAPOpic.twitter.com/QDNQ0GsplA

— Christian Carmona (@CCChrispic) July 7, 2020

La comète Neowise vue depuis l'espace

Plus heureux encore est le fait que la comète ait survécu à cette rencontre cosmique. Alors que nombre d'entre elles se seraient vaporisées, Neowise poursuit sa course pour le plus grand plaisir des amateurs du ciel nocturne, et même des astronautes de la Station spatiale internationale, qui sont parvenus à en capturer le fantôme.

Last night's fireworks, for real. Because Science. #NEOWISE#cometpic.twitter.com/IKcJ1wLFAl

— Bob Behnken (@AstroBehnken) July 5, 2020

Un splendide timelapse mis en vidéo de la comète Neowise, capturée depuis l'ISS © Nasa, Seán Doran

Un spectacle à voir avant le lever du Soleil

Si vous souhaitez contempler la comète depuis chez vous, voici ce qu'il faut savoir. La comète étant encore proche du Soleil, son observation peut être rendue difficile par l'intense luminosité de ce dernier. Durant le mois de juillet, il est recommandé de l'observer dans l'heure précédant le lever de soleil ou au crépuscule. Vous pourrez vous aider du site Heavens Above afin de savoir dans quelle direction pointer votre télescope ou vos jumelles. La comète sera au plus proche de la Terre le 23 juillet.

Se coucher à 1h du matin. Mettre le réveil à 4h...
Se lever, tant bien que mal.
Pour aller contempler un panorama... qui en valait largement la peine !
La Comète C/2020-F3 Neowise, suivie de Vénus, Mars, la Lune, Saturne et Jupiter ! ☄️❤️#C2020F3#Neowise#Comete@nantesfrpic.twitter.com/R9gVYh84Gv

— YannC (@YannCPhoto) July 7, 2020

Une comète découverte en mars dernier

La mission Neowise (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) de la Nasa a découvert ce voyageur le 27 mars 2020 à l'aide de deux canaux infrarouges, sensibles aux signatures thermiques émises par la comète à mesure qu'elle se rapprochait du Soleil. Lancée sous le nom Wise en décembre 2009 pour 7 mois d'étude du ciel en infrarouge, la mission a été réactivée en 2013 afin de servir à la détection d'objets géocroiseurs (NEO).

« Sur les images de sa découverte, la comète Neowise apparaissait comme un point brillant et flou voyageant à travers le ciel même quand elle était encore relativement loin », commente Amy Mainzer, investigatrice principale sur la mission Neowise. « Dès que nous avons vu à quel point elle se rapprocherait du Soleil, nous avons espéré qu'elle nous donnerait à voir un beau spectacle. » Manifestement, la comète a choisi de ne pas nous décevoir. À vos télescopes !

La couronne des trous noirs supermassifs à l'origine de mystérieux neutrinos ?

Des neutrinos de hautes énergies sont produits par des accélérateurs cosmiques comme les abords des trous noirs supermassifs. Mais on ne comprenait pas pourquoi certains de ces neutrinos n'étaient pas accompagnés de photons gamma. Une solution à cette énigme fait intervenir l'équivalent de la couronne solaire mais autour des trous noirs.

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Pendant longtemps, la lumière est restée l'unique médium entre les astres et les astrophysiciens. Elle peut voyager sur des distances proprement astronomiques, c'est-à-dire des millions et des milliards d'années-lumière. D'abord limités par des observations dans le visible, les yeux de l'Humanité se sont progressivement ouverts dans d'autres longueurs d'ondes, de l'infrarouge à l'ultraviolet, des ondes radios aux rayons gamma. À chaque fois qu'une fenêtre s'est ouverte dans le domaine des ondes électromagnétiques, des découvertes spectaculaires ont été faites, comme par exemple l'existence des pulsars, des trous noirs et du rayonnement fossile ou encore les disques protoplanétaires.

Toutefois, la lumière a un inconvénient. De la matière peut s'interposer entre les yeux de la noosphère et les objets lointains du cosmos. On sait par exemple que la poussière interstellaire dans la Voie lactée nous a dérobé bon nombre d'explosions de supernovae. Heureusement, le cerveau de l'Homo sapiens a découvert et développé une astronomie multimessager, en particulier avec les neutrinos, ces particules de matière fantomatiques qui interviennent notamment dans les réactions thermonucléaires faisant briller les étoiles mais aussi exploser des soleils.

L'astronomie des neutrinos

Neutres, contrairement aux particules chargées tels les protons, les positrons ou les noyaux d'hélium qui sont chaotiquement déviés au point de se déplacer comme si ils étaient ivres dans les champs magnétiques galactiques et intergalactiques, les neutrinos sont aussi très pénétrants au point de pouvoir traverser la Terre sans généralement interagir avec les autres particules de matière. Ils sont générés dans des processus à haute énergie en particulier et, en les observant, contrairement donc aux autres rayons cosmiques matériels, on peut déterminer avec assurance de quelle portion de la voûte céleste et donc de quel objet ils ont été émis.

L'astronomie neutrinos a donc été intensément cultivée, elle nous a révélé les secrets des sources d’énergie faisant briller le Soleil et les autres étoiles.  On attend d'elle qu'elle nous en livre d'autres concernant les collisions d'étoiles à neutrons avec d'autres astres compacts et ce qui se passe aux abords des trous noirs supermassifs au cœur des noyaux actifs de galaxies, en particulier quand ils apparaissent comme des quasars.

Une présentation de IceCube chassant les neutrinos de haute énergie pour déterminer notamment leurs origines. 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 ». © IceCube Collaboration/NSF

Un des instruments conçus pour détecter ces neutrinos s'appelle l'IceCube Neutrino Observatory et il a été construit dans les glaces de l’Antarctique. Il a débusqué plusieurs énigmes et l'une d'entre elles fait l'objet d'une publication dans Physical Review Letters par une équipe internationale menée par Kohta Murase, professeur adjoint de physique, d'astronomie et d'astrophysique à l'Université Penn State et également membre du Center for Multimessenger Astrophysics de l'Institut de gravitation et du cosmos (IGC).

Dans un communiqué, Kohta Murase explique l'origine de l'article publié, également en accès libre sur arXiv, de la façon suivante : « Les neutrinos cosmiques de haute énergie sont créés par des accélérateurs énergétiques de rayons cosmiques dans l'Univers qui peuvent être des objets astrophysiques extrêmes tels que des trous noirs et des étoiles à neutrons. Ils doivent être accompagnés de rayons gamma ou d'ondes électromagnétiques à des énergies plus faibles, et même parfois d'ondes gravitationnelles. Donc, nous nous attendons à ce que les niveaux de ces divers "messagers cosmiques" que nous observons soient liés. Fait intéressant, les mesures faites avec IceCube ont indiqué un excès d'émission de neutrinos avec des énergies inférieures à 100 téraélectrons volts (TeV), par rapport au niveau des rayons gamma à haute énergie correspondant vu par le télescope spatial à rayons gamma Fermi ».

Dit autrement, les mécanismes invoqués jusqu'ici pour produire des émissions de neutrinos à hautes énergies impliquaient qu'ils soient accompagnés de photons gamma en proportion du flux produit. Or, en dessous des énergies de 100 TeV pour des neutrinos, il y a un déficit de photons gamma que l'on constate en particulier si l'on combine les observations de IceCube avec Fermi en direction de la célèbre galaxie active M77 alias NGC 1068.

Une couronne de plasma pour les trous noirs

Murase et ses collègues pensent avoir une solution à cette énigme : « Nous savons que les sources de neutrinos de haute énergie doivent également créer des rayons gamma, donc la question est : "où sont ces rayons gamma manquants ?" Les sources sont en quelque sorte cachées à notre vue dans le domaine des rayons gamma de haute énergie, et le bilan énergétique des neutrinos libérés dans l'univers est étonnamment élevé. Les meilleurs candidats pour ce type de source ont des environnements denses, où les rayons gamma seraient bloqués par leurs interactions avec le rayonnement et la matière mais où les neutrinos peuvent facilement s'échapper. Notre nouveau modèle montre que les systèmes formés de trous noirs supermassifs sont des sites prometteurs et le modèle peut expliquer les neutrinos en dessous de 100 TeV avec des contraintes et des hypothèses sur les énergies en jeu modestes ».

Le modèle en question n'est pas compliqué à comprendre. On sait que les trous noirs accrétant de la matière, et particulièrement quand cette accrétion est importante en donnant des noyaux actifs de galaxies, s'entourent d'un disque de plasma particulièrement chaud comme l'illustrent les fameuses simulations découlant des travaux de Jean-Pierre Luminet et Jean-Alain Marck. Ce que l'on sait moins, c'est qu'au-dessus de ce disque se forme l'équivalent du plasma de la couronne solaire mais cette fois-ci, à des températures qui peuvent atteindre non pas le million mais le milliard de degrés ! Dans cet environnement magnétisé et turbulent, les particules peuvent être accélérées par des processus de magnétohydrodynamique qui conduisent à des collisions de particules créant des neutrinos et des rayons gamma, mais le plasma est suffisamment dense pour empêcher la fuite de rayons gamma de haute énergie.

Toujours dans le communiqué de l'Université Penn State, Murase précise que « le modèle prédit également des équivalents électromagnétiques des sources de neutrinos dans des rayons gamma "mous" au lieu de rayons gamma de haute énergie. Les rayons gamma à haute énergie seraient bloqués mais ce n'est pas la fin de l'histoire. Ils finiraient par être dégradés en cascade par les collisions avec la matière du plasma pour atteindre des énergies inférieures et être libérés sous forme de rayons gamma "mous" dans la gamme des méga-électrons volts, mais la plupart des détecteurs de rayons gamma existants, comme le télescope spatial à rayons gamma Fermi, ne sont pas conçus pour les détecter ».

Le modèle de ces astrophysiciens des particules est donc réfutable au sens de Popper car il prédit ce flux de rayons gamma à basse énergie que devraient pouvoir mesurer de nouveaux détecteurs en préparation, en complément d'autres télescopes à neutrinos comme KM3NeT, et comme l'explique Murase, « ces nouveaux détecteurs de rayons gamma et de neutrinos permettront de rechercher plus efficacement les émissions multimessagers provenant des couronnes des trous noirs supermassifs. Cela permettra d'examiner de manière critique si ces sources sont responsables du flux important de neutrinos de moyennes d'énergies observé par IceCube comme le prédit notre modèle ».

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-supermassif-couronne-trous-noirs-supermassifs-origine-mysterieux-neutrinos-81839/?fbclid=IwAR0kpvehZlsNAuGxmJSiLRJ9eQP0oI2-Flq48GZKZHpZLSDxGIe48pyaPnc#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Cet été, Curiosity part en road trip sur Mars

Alors qu'une équipe de la Nasa (États-Unis) se prépare à lancer vers Mars, d'ici quelques jours, le rover Perseverance, une autre continue d'opérer Curiosity. Posé sur la planète rouge depuis presque huit ans, le rover est actuellement en plein road trip estival. Il se dirige vers l'un des principaux objectifs de la mission : l'« unité sulfatée » du mont Sharp.

Voilà presque huit ans que Curiosity, le rover de la Nasa (États-Unis), s'est posé sur Mars. C'était le 6 août 2012. Au pied du mont Sharp -- un mont de 5,5 kilomètres de haut --, dans le cratère Gale -- un cratère d'environ 150 kilomètres de diamètre. En huit ans, il a parcouru presque 23 kilomètres. Et cet été, un road trip épique va lui en faire avaler encore... 1,6 de plus !

Le tout avec pour objectif de rejoindre enfin ce que les scientifiques appellent l'« unité sulfatée » du mont Sharp. L'une des priorités de la mission. Les sulfates, en effet, comme le gypse et les sels d'Epsom, se forment généralement autour d'étendues d'eau, après leur évaporation. Ils pourraient ainsi renseigner les astronomes sur le climat passé de Mars et surtout, sur les perspectives qui ont pu être offertes à la vie pour se développer sur la planète rouge.

VOIR AUSSICuriosity : sept ans d’exploration de Mars et de surprenantes nouvelles découvertes

Avant d'atteindre cette zone, Curiosity doit franchir une vaste parcelle sablonneuse. Si possible, sans y rester coincé. L'idée est donc de la contourner. À une vitesse qui variera entre 25 et 100 mètres par heure. Pour cela, le rover comptera beaucoup sur ceux restés sur Terre pour le guider. Mais une partie du road trip devrait se faire de manière automatisée. Le rover est en effet capable de trouver par lui-même les voies les plus sûres, d'éviter les gros rochers ou les terrains à risque.

Changement de paysage pour Curiosity

Curiosity s'éloigne donc maintenant de l'« unité argileuse » qu'il explorait depuis début 2019. Mais en mars dernier, le rover avait déjà pris un peu de distance. Ou de hauteur. Puisqu'il avait gravi l'extrémité nord d'un fronton qui s'étend de cette « unité argileuse » à l'« unité sulfatée » : le fronton de Greenheugh.

Selon les astronomes, ce fronton marque une transition majeure dans le climat du cratère Gale. À un moment donné, les eaux qui remplissaient le cratère ont en effet disparu, laissant des sédiments qui se sont érodés pour former le mont que nous connaissons aujourd'hui. Le fronton de Greenheugh, quant à lui, s'est formé plus tard. Puis du sable soufflé par les vents a recouvert sa surface, lui construisant un chapeau de grès.

Et lorsque Curiosity a jeté un œil par-dessus ce fronton, il a découvert de petites bosses, au-dessus du fronton et d'autres, juste en dessous. Du même genre que celles découvertes par Opportunity, en 2004. « Après la formation du fronton, l'eau semble être revenue, altérant la roche au fur et à mesure de son passage », commente Alexander Bryk, chercheur à l'université de Californie, dans un communiqué de la Nasa. De quoi prolonger la période où le cratère a pu héberger la vie...

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/curiosity-cet-ete-curiosity-part-road-trip-mars-81906/?fbclid=IwAR0vcpojyMCPUZ-vzaVUPtDzTcvYJpyAQlzw8hkHysUGI_rDY0G3DQKtX6c#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Héliosismologie

L'héliosismologie est une jeune discipline de l'astrophysique qui a pris naissance à partir d'une découverte concernant le Soleil en 1960. Toute son importance n'a été comprise qu'à partir des années 1970, quand des astrophysiciens tentant de percer les secrets de notre étoile ont montré qu'ils pouvaient jouer à un jeu comparable à ceux de leurs collègues géophysiciens sur Terre, avec la résolution de problèmes inverses avec les mesures du champ de gravité, du champ magnétique mais précisément dans ce cas avec des ondes sismiques.

L'idée commune est simple à comprendre. Elle équivaut à reconstituer la taille, la forme et la composition d'un instrument de musique en analysant de plus en plus précisément, et complètement, l'ensemble des fréquences et amplitudes contenues dans les sons que cet instrument peut émettre. Comme tout problème inverse, il s'agit de remonter des données de signaux à leur source et donc de faire l'inverse de la prédiction de signaux à partir des caractéristiques de cette source. La technique est particulièrement efficace avec les séismes qui se produisent sur Terre et est évidemment plus délicate à mettre en œuvre dans le cas du Soleil.

Jean-Pierre Luminet nous parle de l'héliosismologie. © Jean-Pierre Luminet, YouTube

Il est pourtant possible de le faire et il faut pour cela mesurer des décalages spectraux produits par l'effet Doppler provenant de la matière à la surface du Soleil, qui vibre comme la membrane d'un tambour. C'est en 1960 que des pulsations extrêmement faibles du Soleil d'une période de cinq minutes ont été mises en évidence de cette façon pour la première fois par Robert B. Leighton (dont le nom est associé au fameux cours de son collègue Richard Feynman au Caltech). Plus généralement, les vibrations que l'on peut détecter sont la manifestation des modes de deux types d'ondes, qui sont elles-mêmes produites, notamment, par les mouvements turbulents du plasma solaire dans sa zone convective, comme ont commencé à le comprendre une décennie plus tard Roger Ulrich, Robert Stein et John Leibacher.

Pour mieux le comprendre, il faut savoir que le Soleil possède une structure que l'on peut diviser en deux et qui correspond à deux modes de transfert de la chaleur dans la fournaise solaire. Il y a :

• une zone dite « radiative », qui occupe environ 70 % du rayon du Soleil depuis son centre ;
• une zone dite « convective », qui enveloppe la première.

Les ondes de gravité (à ne pas confondre avec les ondes gravitationnelles qui sont des vibrations de l'espace-temps) se propagent essentiellement dans la zone radiative alors que les ondes acoustiques se propagent dans les deux zones du Soleil.

Les ondes de gravité, clé de la structure interne du Soleil

Comme leur nom l'indique, les ondes de gravité correspondent à des mouvements de la matière qui oscille en reprenant sa position d'équilibre sous l'effet de la force de gravité (via la poussée d'Archimède), alors que pour les ondes acoustiques, la force de rappel est la pression. Les ondes acoustiques sont de mieux en mieux mesurées et étudiées depuis quelques décennies, mais les progrès sont plus lents en ce qui concerne les ondes de gravité.

Les résultats obtenus ont toutefois été spectaculaires. En effet, en posant de sérieuses contraintes sur les modèles de structure interne du Soleil (en particulier ceux expliquant la genèse de son énergie grâce à des réactions thermonucléaires dans son cœur), il a été possible de les confirmer. Ce faisant, on ne pouvait plus expliquer la fameuse énigme du déficit des neutrinos solaires par une mauvaise compréhension de ce qui se passait dans ce cœur. Le recours à une nouvelle physique, en l'occurrence le mécanisme d'oscillation des neutrinos, devenait inévitable et les programmes de recherche qui allaient conduire à la découverte de ce mécanisme devenaient de plus en plus impératifs. Le Soleil était donc bien plus qu'un laboratoire de physique nucléaire et des plasmas, mais aussi un laboratoire d'astroparticules.

En France, l'un des célèbres pionniers de l'héliosismologie est Éric Fossat, astronome émérite au Laboratoire Lagrange, de l'Observatoire de la Côte d'Azur (OCA). L'héliosismologie a beaucoup progressé grâce aux d'observations patientes du Soleil rendues possible par l'instrument Golf (Global Oscillations at Low Frequencies) équipant le satellite Soho (Solar and Heliospheric Observatory), une mission spatiale conjointe de l'ESA et de la Nasa lancée sur orbite en 1995.

Les méthodes de l'héliosismologie ont pu être étendues aux étoiles faisant naître ce que l'on appelle désormais l'astérosismologie.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/definitions/soleil-heliosismologie-17702/?fbclid=IwAR2XaGSTulvvKbPtppOajyz223JM8sXNhSlubx-p8haCJhvlexhsLfMz7qo#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

L'Europe peut-elle prendre le leadership de l'exploration humaine ?

Rémy Decourt

Plutôt que de laisser le leadership de l'exploration humaine de la Lune aux États-Unis, l'Europe pourrait viser la conquête scientifique et industrielle, et stimuler ainsi un écosystème durable sur la Lune ! Clarisse Angelier, déléguée générale de l'Association nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT), qui pousse vers cette stratégie, nous explique l'intérêt pour les industriels européens du secteur spatial et hors spatial d'investir massivement dans l'exploration de la Lune.

Alors que les États-Unis se préparent à retourner sur la Lune, entraînant avec eux leurs partenaires dans le programme de la Station spatiale internationale et des entreprises du secteur privé américain, ce regain d'intérêt pour la conquête spatiale est absent des discours politiques en Europe. Si les ambitions dans le domaine spatial sont bien présentes au sein de la Commission européenne, étonnamment l'exploration de la Lune ne suscite pas un engouement aussi important qu'aux États-Unis et en Chine.

Contrairement aux États-Unis où le pouvoir politique et la Nasa ont réussi à stimuler des entrepreneurs et industriels du secteur privé, non spatiaux -- à la fois dans les domaines scientifique, technique et économique --, l'Europe semble avancer à tâtons. En mai 2019, Jim Bridenstine, administrateur de la Nasa, l'affirmait ainsi clairement dans une interview à The Verge  : « Nous nous tournons vers le secteur commercial pour qu'il nous propose ses idées et ses visions afin d'aller du Gateway à la surface de la Lune. L'industrie privée fournira un service pour les astronautes américains et nous attendons d'elle qu'elle fasse ses propres investissements dans l'atterrisseur. Avec l'objectif pour elle d'avoir d'autres clients que la Nasa, notamment internationaux ». Alors qu'aux États-Unis se met en place une économie spatiale en complément du programme Artemis de retour sur la Lune de la Nasa, le risque est grand que l'Europe soit absente de cette économie ou qu'elle soit contrainte de s'orienter sur des segments moins porteurs en matière d'attractivité économique, de recherche et développement.

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Faire émerger un écosystème européen intersectoriel sur la Lune

« Nous souhaitons stimuler l'émergence d'un écosystème européen intersectoriel élargi au-delà des acteurs historiques du spatial autour de la participation du Cnes et de l'ESA à l'exploration humaine et robotique de la Lune », explique Clarisse Angelier, déléguée générale de l'Association nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT).  Le temps est venu d'embarquer les industries et services du non spatial « qui n'ont pas encore connaissance des atouts que les services et produits spatiaux peuvent leur apporter » ; il en est de même pour le monde universitaire afin de créer « un écosystème européen désireux de contribuer de façon durable et en autonomie aux missions cislunaires et lunaires ». L'ANRT est persuadée que de nombreuses sociétés privées qui ne sont pas du secteur spatial pourraient trouver un intérêt à participer à des programmes liés au retour de l'Homme sur la Lune. Et pas « seulement en termes de recherche et de développement ». En stimulant un écosystème durable sur la Lune, « des débouchés économiques sont possibles, comme le sont des avancées environnementales ou sociétales pour la Terre ».

Faire jeu égal avec les États-Unis et la Chine 

Pour les aider à prendre conscience du rôle qu'ils ont à jouer dans l'installation d'une base lunaire et les inciter à proposer des idées pour stimuler ce retour sur la Lune, l'ANRT se propose de les « fédérer au niveau européen de façon à créer dans un premier temps des liens entre les industries et les agences spatiales, et favoriser l'innovation intersectorielle ».

« Effectivement, souligne Didier Schmitt, le coordonnateur de la proposition pour le Conseil des ministres de l'ESA pour l'exploration robotique et humaine, que ce soit la médecine (télé-médecine), l'habillement (ex. anti-bactérien), le recyclage de l'air et des eaux usées, le divertissement, la manufacture additive de pièces de rechange ou la production de nourriture, des innovations seront nécessaires et les entreprises du secteur spatial n'ont pas toutes ces compétences ». Il faudra donc créer des alliances intelligentes. « Nous faisons le pari que ces associations d'entreprises de secteurs d'activité différents innoveront avec à la clé des retombées immédiates pour des applications de la vie de tous les jours », conclut-il. Comme tient à le souligner Clarisse Angelier, seule une initiative à « l'échelle européenne peut permettre de développer un écosystème durable et économiquement attrayant sur et autour de la Lune ».

Dans ce but, l'ANRT prévoit « la rédaction d'un narratif sur l'idée que nous nous faisons de l'exploration lunaire » de façon à commencer à impulser des coopérations avec des acteurs du non spatial sur des projets lunaires. L'objectif est d'aider l'Europe à avoir un « positionnement moins dans l'ombre des États-Unis et de la Chine ». Plutôt que les États-Unis dictent la politique de recherche et de développement lunaire de l'ESA en lui confiant la réalisation de modules pour le gateway lunaire et le module de service du véhicule Orion, la Commission européenne pourrait relancer à son compte l'idée de Village lunaire de l'Agence spatiale européenne. L'expression village lunaire (Moon village) ne signifie pas « que l'on va construire sur la Lune un village avec des écoles, des maisons et une mairie », nous expliquait en janvier 2016 Franco Bonacina, le porte-parole du directeur général de l'ESA. Il s'agit de fédérer des idées sur l'exploration de la Lune, de façon à coordonner en bonne intelligence de futures activités lunaires robotiques et humaines à partir de la fin de la décennie 2020.

Des entreprises de secteurs d'activités hors spatial poussées à investir dans l'exploration 

Pour comprendre cet intérêt à investir massivement dans l'exploration de la Lune, il faut se rendre compte « qu'il y a tout un écosystème à mettre en place ». Le retour sur la Lune, ce n'est pas seulement des fusées et des vaisseaux ! Une présence permanente sur la Lune d'ici 2040 nécessitera des éléments d'infrastructures essentiels dans des domaines liés à l'énergie, à la mobilité, aux transports, à la production, à l'alimentation, à la santé, à l'eau et à l'habitat. Plutôt que de laisser aux États-Unis la mainmise sur tous ces sujets, « l'installation permanente de l'Homme sur la Lune dans un esprit d'autonomie complète et durable est une opportunité pour les Européens, un projet fédérateur et inspirant ». C'est aussi une plateforme d'innovations avec des retombées importantes pour la Terre et l'espace.

Si cette initiative doit être commune, la France avec une « volonté politique forte est en capacité de prendre le leadership de cette initiative ». Aux côtés d'Arianespace pour la logistique et le transport spatial, le CEA et Air Liquide pour la fourniture d'énergie et l'utilisation des ressources lunaires par exemple, des entreprises comme Vinci ou Bouygues pour la réalisation de structures habitables, l'Inra pour l'agriculture et la nutrition lunaires, ou la Comex pour son expertise dans le travail en milieu extrême, « toutes ont un intérêt certain à s'intéresser à l'exploration de la Lune », qu'elle soit humaine ou robotique.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/exploration-europe-peut-elle-prendre-leadership-exploration-humaine-81838/?fbclid=IwAR2tZUYuCyVqvVrFydsVB3D5pA96b46mu10133defcdf-ECOPwtlP1iP3uE#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura