L'éruption d'un trou noir stellaire filmée par Chandra

MAXI J1820+070 est un trou noir stellaire dans la Voie lactée dont on peut inférer l'existence parce qu'il émet copieusement des rayons X en accrétant de la matière. Il a été observé à plusieurs reprises par Chandra à ces longueurs d'ondes ; les images prises par ce satellite de la Nasa permettent maintenant de voir un time-lapse d'une éruption s'accompagnant de l'émission de jets de matière faussement transluminiques.

La collaboration Event Horizon Telescope nous a déjà émerveillés en dévoilant la première image d’un trou noir, en l'occurrence M87*. Ses membres nous laissent espérer que l'on aura bientôt une image similaire montrant Sgr A* qui lui est situé au cœur de notre Voie lactée. Mieux, des films de l'activité autour du trou noir supermassif de notre Galaxie seraient possibles.

En attendant, le satellite Chandra de la Nasa nous a déjà livré en rayons X des images montrant cette activité dans le cas d'un trou noir stellaire situé à seulement 10.000 années-lumière du Système solaire. Ce n'est pas un inconnu et il a déjà fait parlé de lui car il s'agit de l'astre compact et source de rayons X dénommé MAXI J1820+070. Avec ses 8 masses solaires, il arrache par son champ de gravité de la matière à son étoile compagne contenant environ une demi-masse solaire. Il est donc entouré d'un disque d'accrétion. Des processus magnétohydrodynamique complexes associés à l'espace-temps courbe d'un trou noir de Kerr en rotation et au plasma généré dans ce disque le conduisent à émettre des jets de matière. Des instabilités associées à l'accrétion y sont également la cause de flashs intermittents d'ondes électromagnétiques.

Une équipe d'astrophysiciens menés par Mathilde Espinasse, de l'Université de Paris, a en effet étudié MAXI J1820+070 au cours de quatre campagnes d'observations en novembre 2018 puis, février, mai et juin 2019. Les images obtenues et leurs analyses font l'objet d'un article publié dans The Astrophysical Journal Letters mais que l'on peut également consulter librement sur arXiv.

Des jets de trous noirs faussement transluminiques

Les chercheurs en ont fait une sorte de time-lapse montrant des éjections de paquets de particules dans deux jets diamétralement opposés. Ces jets donnent lieu à l'existence d'une illusion d'optique bien connue depuis des décennies avec notamment les quasars. Une analyse naïve des observations laisse en effet initialement penser que l'on observe parfois des particules dans ces jets qui vont à des vitesses supraluminiques donc qui semblent aller plus vite que la lumière. Les jets du trou noir supermassifs M87* sont d'ailleurs un bon exemple de ce phénomène qui ne viole pas en réalité la théorie de la relativité restreinte puisque les particules vont en fait moins vite que la lumière.

L'illusion de vitesses transluminiques se produit lorsque les jets d'un trou noir sont presque parallèles à la direction d'observation depuis la Terre. Dans le cas des images prises par Chandra, le jet émis au pôle sud de MAXI J1820 + 070 se rapproche de nous alors que celui émis au pôle nord s'éloigne. On a alors l'impression que le premier traduit des vitesses de l'ordre de 60 % de la vitesse de la lumière pour la matière alors que le second jet semble formé de particules se déplaçant à 160 % de la vitesse de la lumière. La vitesse réelle des particules dans les deux jets est en réalité supérieure à 80 % de la vitesse de la lumière mais lui reste inférieure.

Un trou noir laboratoire pour comprendre les jets relativistes

De plus amples précisions sur ces jets ont été obtenues en étudiant MAXI J1820 + 070 dans le domaine des ondes radios avec en particulier le célèbre Karl G. Jansky Very Large Array (le « Très grand réseau Karl-G.-Jansky ») ou VLA, un réseau de radiotélescopes permettant de faire de la synthèse d'ouverture, comme si on disposait d'un seul instrument de très grande taille. C'est d'ailleurs avec le VLA qu'avaient initialement été mis en évidence des mouvements supraluminiques apparents avec MAXI J1820 + 070.

Les données fournies ont permis aux astrophysiciens d'estimer à mille comètes de Halley, ou environ 500 millions de fois la masse de l'Empire State Building, la quantité de matière éjectée par le trou noir en quelques heures en 2018 et que l'on retrouve finalement dans les jets observés.

La matière dans les jets s'est ensuite ralentie en pénétrant dans le milieu interstellaire après avoir créé l'équivalent des ondes de chocs d'un avion supersonique. La combinaisons des données dans le domaine radio et X va permettre aux astrophysiciens relativistes de mieux comprendre les jets des trous noirs et indirectement leurs effets sur l'évolution des galaxies quand ils sont produits par des trous noirs supermassifs.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/trou-noir-eruption-trou-noir-stellaire-filmee-chandra-81288/?fbclid=IwAR3LlcyRblEkG8oJDXzy2omPZes_biHHSCT8tRr3gpUvIqaT0ZaF-wPfJrA#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Les astronomes ont découvert une nouvelle classe d’explosions cosmiques

En 2018, l'observation d'un flash très lumineux à quelque 200 millions d'années-lumière de la Voie lactée avait dérouté les astronomes. Un phénomène transitoire qui semblait isolé. Mais des chercheurs viennent d'en identifier deux semblables. De quoi former une nouvelle classe d'explosions cosmiques.

L'histoire commence en juin 2018, au moment où des astronomes sont les témoins d'une surprenante explosion cosmique à quelque 200 millions d'années-lumière de la Voie lactée. Baptisé AT2018cow et rapidement surnommé « the Cow » -- « la vache » --, cet étrange phénomène transitoire est observé depuis le sol et depuis l'espace. Il est plus brillant qu'une supernova. Et sa courbe de lumière évolue différemment. Un mystère.

Depuis, les astronomes ont découvert deux autres phénomènes transitoires similaires. Le premier, également observé en 2018, s'est produit à quelque 3,4 milliards d'années-lumière. Il est surnommé « le Koala » -- et plus scientifiquement, ZTF18abvkwla. Son émission radio apparaît aussi puissante que celle d'un sursaut gamma.

Le deuxième phénomène transitoire semblable à « the Cow » a été surpris quelques années auparavant, en 2016, dans une galaxie à environ 500 millions d'années-lumière, et les chercheurs l'appellent CSS161010. « Il était tellement inhabituel qu'il nous a fallu deux ans pour comprendre », raconte Raffaella Margutti, chercheuse à l'université Northwestern, dans un communiqué du National Radio Astronomy Observatory (NRAO, États-Unis). Il a en effet propulsé dans l'espace, une quantité « inattendue » de gaz et de particules à plus de 55 % de la vitesse de la lumière.

Les astronomes connaissent des phénomènes capables d'éjecter de la matière à une vitesse proche de celle de la lumière. Les sursauts gamma et les collisions d'étoiles à neutrons. Mais toujours en très faible quantité. De l'ordre d'un millionième de la masse du Soleil. « Ici, il est question de 1 à 10 % de la masse de notre Soleil », remarque Deanne Copejans, chercheuse à l'université Northwestern, dans un communiqué. La preuve, selon les chercheurs, que nous avons là affaire à une nouvelle classe d'explosions cosmiques baptisée Fast Blue Optical Transients (FBOTs) -- « phénomène optique transitoire bleu » -- pour rendre compte de la rapidité du phénomène, quelques jours, et de son pic de luminosité atteint dans le domaine des longueurs d'onde bleues.

Des étoiles en fin de vie dans des galaxies naines

Les astronomes pensent qu'au point de départ des FBOTs, il y a une étoile massive en fin de vie. Rappelons que l'explosion d'une supernova à effondrement de cœur produit une onde sphérique de matière qui se propage dans l'espace. Si un disque de matière se forme autour de l'étoile à neutron ou du trou noir né de l'explosion -- « l'ingrédient clé » selon les chercheurs -- et qu'il propulse des jets de matériaux étroits à une vitesse proche de celle de la lumière, ces jets peuvent être à l'origine de ce que les astronomes qualifient de sursaut gamma. Pour désigner ce disque et ces jets de matière, les chercheurs parlent de « moteur ».

Et les FBOTs semblent également disposer d'un tel « moteur ». Mais constitué d'un matériau épais, perdu par l'étoile avant son explosion. Peut-être du fait d'une compagne binaire. Ce serait donc lorsque ce matériau se voit frappé par l'onde de l'explosion que la luminosité du phénomène atteint son paroxysme. De même concernant l'émission dans le domaine radio.

Les astronomes pensent que les étoiles à l'origine de ces explosions cosmiques d'un genre nouveau sont différentes de celles qui produisent des sursauts gamma. Et comme les trois phénomènes de ce type observés jusqu'alors sont localisés dans des galaxies naines, ils imaginent que ce sont ces galaxies naines qui permettent ce type d'évolution stellaire. Les étoiles pauvres en éléments autres que l'hydrogène et l'hélium -- comme on en trouve dans ce type de galaxies -- perdent en effet moins de matière au cours de leur vie. Elles sont donc susceptibles de produire des explosions plus massives lorsque arrive leur fin.

Les chercheurs préviennent aussi que le phénomène pourrait résulter d'étoiles déchiquetées par des tours noirs de taille moyenne. Pour en avoir le cœur net, il faudra observer un peu plus de FBOTs.

Le phénomène ne serait pas si rare. Les astronomes soupçonnent que d'autres FBOTs se cachent dans leurs données. « Nous avons pu les reconnaître comme quelque chose de différent, des supernovae un peu bizarres, mais comme nous ne disposions que d'observations à faible cadence et dans le domaine de l'optique... », remarque Raffaella Margutti, dans le communiqué de l'université Northwestern. En effet, le côté éphémère du phénomène impose des observations à haute cadence, balayant de grandes étendues de ciel. Et si le domaine de l'optique peut renseigner sur les particules se déplaçant « lentement » -- à quelque 10.000 km/s tout de même --, il faut avoir recours aux rayons X ou aux ondes radio pour espérer former une image plus complète de ces puissantes explosions.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-astronomes-ont-decouvert-nouvelle-classe-explosions-cosmiques-81222/?fbclid=IwAR0BL6lEkrr4Qv1J0uiUfio8iI9r8BfZ8k5N5GmsIGkQQ7yVqxw8b-D2JhU#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Thomas Pesquet sera le premier Européen à prendre place à bord de Crew Dragon

Comme tous les passionnés, l'astronaute Thomas Pesquet aura les yeux rivés au ciel, ce soir, et « croise les doigts » pour que le lancement du Crew Dragon par SpaceX se déroule bien. Il sera le prochain astronaute européen à voler vers la Station spatiale internationale (ISS) à bord du nouveau véhicule américain, le premier réalisé par une entreprise privée.

L'astronaute français Thomas Pesquet « croise les doigts » pour que le premier lancement d'astronautes américains par SpaceX se passe bien ce mercredi 27 mai, car il sera le premier Européen à voler à bord d'un véhicule américain pour atteindre la Station spatiale internationale (ISS) en 2021, a-t-il confié à l'AFP depuis le centre de la Nasa où il s'entraîne.

VOIR AUSSISpaceX : suivez en direct le vol historique de la Nasa de ce soir

SpaceX va lancer deux Américains à bord de sa nouvelle capsule Crew Dragon. Qu'attendez-vous de ce vol en tant qu'astronaute de l'Agence spatiale européenne (ESA), qui doit vous envoyer pour une deuxième mission l'an prochain ?

Thomas Pesquet : Je croise les doigts pour que ça se passe bien ce soir. Pour nous, Européens, l'enjeu est assez énorme car, traditionnellement, on accédait à l'espace avec les fusées russes Soyouz. On va passer aux nouveaux véhicules américains, donc si le vol de SpaceX marche, tant mieux pour moi qui suis a priori le prochain en lice, côté européen, à aller dans l'espace, quelque part au milieu de l'année 2021 ; il n'y a pas de remise en cause de l'agenda.

Je suis content de retourner dans l'espace de manière différente. Ce sera soit sur une capsule Crew Dragon de SpaceX, soit sur le Starliner, son équivalent chez Boeing ; c'est du 50/50 pour l'instant.

Après l'échec de l'essai de Starliner en décembre, avez-vous davantage confiance dans SpaceX ?

Thomas Pesquet : J'ai confiance dans les deux. SpaceX aussi a connu des échecs lors de tests et c'est plutôt bien d'ailleurs que les essais ne soient pas parfaits, sinon on risque de baisser la garde.

Ma première semaine d'entraînement sur le véhicule de SpaceX doit démarrer en juin -- pour Boeing, je n'ai pas encore de visibilité. Même si on a du mal à avoir accès à l'information, j'ai déjà pu comparer les deux en assistant à des ateliers sur la conception des vaisseaux : avec ses écrans tactiles à 100 %, Crew Dragon n'offre pas la même ergonomie.

Chez Boeing, c'est une interface à laquelle on est plus habitué, avec des commandes manuelles... Ça ressemble à un cockpit d'avion et c'est sûr que tous les pilotes du monde auront plus confiance si vous leur donnez un joystick que si vous leur donnez un iPad !

Mais il est certain que SpaceX représente un saut technologique intéressant, une image très moderne, que tout le monde connaît. Ils ont cherché à casser les codes, allant jusqu'à écrire noir sur blanc qu'il fallait soigner l'esthétique de leurs scaphandres. C'est la première fois que je vois ça !

Comment se passe votre entraînement au centre de la Nasa à Houston (Texas), dans ce contexte de pandémie de Covid-19 ?

Thomas Pesquet : À mon arrivée, le 9 mai, j'ai été mis en quatorzaine mais j'avais déjà commencé l'entraînement à distance. Maintenant, on s'entraîne avec précaution : masque chirurgical, marquages au sol, distanciation... On ne veut pas prendre le risque d'infecter les équipages.

D'habitude, à la Nasa, il y a beaucoup de monde, mais là, on est la plupart du temps seul avec l'instructeur. Ça fait drôle mais globalement ça se passe bien et au final, je trouve que le système est assez résilient. Qu'on arrive à lancer des gens à l'heure, c'est impressionnant.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/spacex-thomas-pesquet-sera-premier-europeen-prendre-place-bord-crew-dragon-81228/?fbclid=IwAR0Vn7Yq350XK2DUTP0TS54dH8AUW-_gkooNEMaRkmwtvdCTTXGxhP7mU7U#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Mars : ce que le rover Curiosity a découvert sur le climat passé de la Planète rouge

Emma Hollen

Grâce à l'étude des éléments chimiques présents sur Mars de nos jours, les chercheurs sont capables de reconstituer l'histoire climatique de la planète. Une fois de plus, leurs résultats confirment que la vie sur la Planète rouge, passée ou présente, n'est pas impossible.

Grâce à l'assistance du rover Curiosity, les chercheurs ont su considérablement approfondir leur connaissance de la planète Mars. Vestiges d'anciens lacs, traces de composés organiques et canaux ayant un jour accueilli de l'eau sont autant d'éléments qui encouragent les scientifiques à y poursuivre la recherche de vie extraterrestre. Néanmoins, en dépit de ces nombreux indices, d'autres questions demeurent encore ouvertes : l'atmosphère martienne fut-elle à un moment suffisamment épaisse pour permettre à la planète de conserver des températures hospitalières ? Ces composés organiques sont-ils des indices laissés par des formes de vie ou le simple produit de procédés chimiques dans les roches ? De nouvelles pièces viennent progressivement compléter ce puzzle que nous tentons de résoudre à une distance de plusieurs centaines de millions de kilomètres.

SAM, à la recherche de vie sur Mars

Un récent rapport paru dans la revue Nature Astronomy compile les nombreuses années de recherches menées par SAM (Sample Analysis at Mars), une série d'instruments situés à l'avant du rover Curiosity et destinés à analyser les éléments jugés déterminants dans l'apparition et la préservation de la vie sur Mars. Parmi ces derniers, des minéraux découverts dans le cratère Gale ont particulièrement attiré l'attention des chercheurs. Ceux-ci auraient en effet pu se former dans un lac glacé lors d'une période froide située entre deux périodes chaudes, ou bien après que Mars ait perdu la majeure partie de son atmosphère et se destinait à devenir définitivement froide.

Candidat idéal pour la recherche de traces de vie, le cratère Gale présente les cicatrices irrévocables d'anciens lacs, depuis la présence de dépôts argileux à d'épaisses couches de sédiments atteignant plusieurs centaines de mètres. Grâce à ces derniers, les scientifiques peuvent postuler que l'eau aurait coulé en abondance au cœur de ces reliefs durant des millions, voire des dizaines de millions d'années chaudes et humides. D'autres éléments indiquent par contraste des périodes de glaciation.

« À un moment donné, la surface de l'environnement martien a dû connaître une transition depuis une chaleur humide vers un froid sec tel qu'il le connaît maintenant ; quant à déterminer quand et comment cela s'est produit, le mystère reste entier », commente Heather Franz, géochimiste au Goddard Space Flight Center de la Nasa, et directrice de SAM. Selon elle, des variations de l'activité volcanique de la planète et de son obliquité auraient pu contribuer à cette alternance de périodes chaudes et froides, immortalisées dans la roche.

Un cycle du carbone martien

Durant son travail d'analyse, SAM a par ailleurs détecté du dioxyde de carbone et de l'oxygène dans 13 de ses échantillons. La présence de ces gaz suggère l'existence d'un cycle du carbone sur Mars. Bien que celui-ci soit très différent de celui que nous connaissons sur Terre. « Il nous montre que Mars est une planète dynamique où circulent les éléments constituants les blocs essentiels à la vie telle que nous la connaissons », s'enthousiasme Paul Mahaffy, directeur de la division de la Nasa dédiée à l'exploration du Système solaire.