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LE 10.02.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ À la recherche d'exoplanètes.
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- Le 10/02/2020
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À la recherche d'exoplanètes
Deux télescopes massifs dans le Lone Star State surveillent 450 soleils dans l'espoir de trouver d'autres mondes.
Par Robert Reeves | Publication: vendredi 2 août 2019
Agé de près de 50 ans, le télescope Harlan Smith de 2,7 mètres du McDonald Observatory dans l'ouest du Texas reste l'un des principaux instruments d'enregistrement des spectres stellaires.
Toutes les images de Robert Reeves
Michael Endl est en mission: en tant que chercheur à l'Université du Texas à Austin, il espère que la somme de sa carrière en astronomie sera un tableau caractérisant les exoplanètes, comme vous pourriez le trouver sur un vaisseau futuriste explorant des étoiles lointaines.
En tant que chasseur de planète, Endl est membre d'une ligue croissante d'astronomes qui cherchent d'autres mondes comme le nôtre pour répondre à des questions de base: certains types d'étoiles n'hébergent-ils que certains types de planètes? Quelle est la fréquence des planètes rocheuses dans la zone habitable d'une étoile? Les atmosphères des exoplanètes de la taille de la Terre contiennent-elles des biosignatures indiquant une vie possible?
La recherche d'exoplanètes est un domaine passionnant. Il y a une génération, c'était considéré comme une impasse de carrière. Maintenant, Endl et ses collègues se concentrent sur les réponses à ces questions.
La conception à tube fermé du télescope Harlan Smith le rend unique. Une rangée de ventilateurs de refroidissement en forme de théière autour de la base stabilise les courants d'air dans le tube, permettant au télescope d'atteindre une résolution de 1 ".
Techniques de recherche
Endl et ses collègues trouvent des planètes extrasolaires utilisant des techniques simples en théorie mais minutieuses en exécution. Les deux méthodes les plus productives sont les méthodes de transit et de vitesse radiale. La méthode de transit est bien adaptée aux observatoires spatiaux comme le vaisseau spatial Kepler de la NASA. Il peut regarder un champ d'étoiles pendant des semaines tout en mesurant tout creux de luminosité stellaire provoqué par une planète se croisant devant une étoile.
La méthode de transit se limite à détecter des planètes dont les plans orbitaux sont alignés avec notre ligne de vue, probablement seulement un petit pourcentage. La méthode de transit a réussi à rassembler des centaines de candidats à l'exoplanète en raison de la capacité de Kepler à regarder des milliers d'étoiles à la fois.
La méthode de la vitesse radiale est plus tolérante aux lacunes d'observation causées par la lumière du jour ou le mauvais temps et est donc mieux adaptée aux observatoires basés sur la Terre. Cette technique utilise la spectroscopie pour mesurer les changements de vitesse d'une étoile. Ces changements se produisent en raison de l'attraction gravitationnelle d'une planète sur son étoile. Cela fonctionne bien pour de nombreuses étoiles, mais les énormes ne sont pas beaucoup affectées par l'attraction des petites planètes semblables à la Terre. Lorsqu'une planète est détectée, la méthode de la vitesse radiale peut également être utilisée pour déterminer sa masse minimale.
L'astronome Michael Endl réfléchit à sa prochaine cible alors qu'il progresse dans sa liste d'étoiles candidates à l'exoplanète.
Toutes les étoiles ne sont pas candidates aux recherches. «Les systèmes à trois étoiles sont ignorés car les champs de gravité stellaires combinés détruisent les disques de formation planétaire», explique Endl. "Les étoiles binaires proches sont également ignorées par les levés de vitesse radiale car les étoiles composantes ont des vitesses radiales en kilomètres par seconde, ce qui rend impossible de discriminer les changements de vitesse en mètres par seconde induits par la gravité d'une planète."
Endl a passé 20 ans à utiliser la vitesse radiale pour trouver des exoplanètes. «Aujourd'hui, l'existence d'exoplanètes ne fait plus de doute», dit-il fièrement. «Le taux de découverte n'est pas aussi important que de caractériser les exoplanètes connues. Le but de nos recherches est de trouver la différence entre les planètes autour des étoiles de type M, de type G et supergéantes. Les planètes rocheuses semblent être abondantes, mais nous voulons déterminer si les planètes de la taille de Jupiter sont la règle. »
Le télescope Harlan Smith scrute le ciel nocturne pendant l'enregistrement des spectres. Les chercheurs utilisent les données dans leur recherche d'exoplanètes.
La science des exoplanètes à l'observatoire McDonald
Le programme d'exoplanètes de l'Université du Texas n'est qu'une des nombreuses recherches dans le monde. Il a commencé en 1988 et observe régulièrement un ensemble de 200 étoiles proches avec le télescope Harlan Smith de 2,7 mètres. Il cible les soleils proches dans toutes les classes stellaires. 250 autres étoiles sont les cibles du télescope Hobby-Eberly de 10 mètres de l'observatoire McDonald dans l'ouest du Texas.
Les petites étoiles de type M sont des cibles de recherche populaires car elles sont plus abondantes que les étoiles de type G comme notre Soleil. Endl explique plus d'avantages: «Étant plus petit, leur rayonnement est moins intense et leur zone habitable est plus proche de l'étoile. Les planètes encerclent les étoiles de type M en plusieurs jours, et la masse inférieure de l'étoile répond plus facilement aux perturbations gravitationnelles de la planète, ce qui les rend plus faciles à détecter. Une planète proche d'une étoile de type M peut même être détectée en un seul cycle d'observation de plusieurs jours. »Bien que les planètes autour d'étoiles de type M puissent être relativement faciles à trouver, Endl souligne que des observations à long terme sont nécessaires pour affiner les masses et les périodes orbitales.
Le télescope Harlan Smith a été construit dans les années 1960 avec l'aide de la NASA pour soutenir le programme Apollo. Le télescope peut être configuré pour alimenter en lumière un spectrographe massif qui occupe tout l'étage sous le télescope. Il est bien adapté à l'enregistrement de spectres pour la détection de vitesse radiale.
Le temps de recherche d'exoplanètes se produit pendant les phases de lune plus brillantes car le clair de lune a peu d'effet sur les spectres. La plupart des cibles sont des étoiles à l'œil nu, mais certaines sont aussi faibles que la 10e magnitude. Le spectrographe est suffisamment sensible pour mesurer des vitesses radiales jusqu'à 4 mètres par seconde, permettant la détection d'une exoplanète de la taille de Saturne 5 unités astronomiques à partir d'une étoile semblable au soleil. (Une unité astronomique est la distance moyenne Soleil-Terre.)
Comme tous les visiteurs visitant la salle de spectrographie du télescope, l'auteur a dû prendre un selfie en utilisant l'un des grands miroirs de l'instrument. Le faible éclairage à l'intérieur de la salle du spectrographe a nécessité une exposition de 10 secondes.
Utilisation du télescope Harlan Smith
Le tour d'Endl avec le télescope Harlan Smith intervient tous les quatre mois. L'été dernier, je l'ai rejoint à l'observatoire McDonald pendant qu'il cherchait des exoplanètes. Endl a souligné plusieurs choses: «Les aspects importants d'une course d'observation sont le bon café et la bonne musique.»
En écoutant sa playlist éclectique et en sirotant un café exotique, j'ai rapidement déduit que trouver des exoplanètes n'est pas facile. Il y a peu de moments «Eureka!» Où un observateur repère une planète et la confirme rapidement. Les recherches sur les exoplanètes nécessitent de collecter des données étendues qui sont analysées au fil du temps pour prouver ou réfuter l'existence d'une planète autour d'une autre étoile.
Les expositions au spectrographe sont limitées à 20 minutes, non pas parce que le capteur deviendra saturé, mais parce que le mouvement de la Terre enduit les spectres et rend la vitesse radiale de l'étoile difficile à calibrer. Parce que des couches d'air plus denses absorbent et déforment la lumière des étoiles, aucune étoile n'est observée en dessous d'environ 25 ° d'altitude.
L'observateur contrôle le télescope. Les étoiles cibles souhaitées sont répertoriées dans un script logiciel qui sélectionne l'étoile suivante après l'enregistrement de chaque spectre. Un autoguideur efficace intégré à la fente du spectrographe guide le télescope pendant l'exposition. Un posemètre dans le chemin optique compte les photons et détermine quand une exposition suffisante a été enregistrée, mettant souvent fin à l'exposition avant la limite de 20 minutes. Si l'étoile est aussi brillante que la 4e magnitude, l'exposition ne dure qu'une minute.
Une fois l'exposition terminée, le télescope ne se déplace pas automatiquement vers la cible suivante. L'opérateur doit sortir de la salle de contrôle, marcher jusqu'au télescope et au pupitre de commande du dôme et maintenir enfoncé l'interrupteur d'un homme mort pour déplacer le télescope. Cela permet de garder les yeux sur le télescope pour éviter d'éventuelles collisions avec la jetée ou des objets sur le sol du dôme. L'opérateur retourne dans la salle de contrôle et peut enregistrer jusqu'à 30 spectres par nuit.
La passerelle entourant le dôme du télescope offre une vue magnifique sur le lever du soleil dans les montagnes Davis. Cet événement signale la fin de la course d'observation.
Regarder le télescope Harlan Smith fonctionner était impressionnant, mais rien ne m'a préparé à la complexité étonnante du spectrographe. Dans sa salle, qui est aussi grande que l'intérieur d'une maison de taille modeste, une vaste gamme de relais et de miroirs de caméra passe le faisceau lumineux de la fente du spectrographe au foyer Coudé du télescope à travers le réseau de diffraction, puis sur une puce de caméra CCD .
Le détecteur CCD du spectrographe reste continuellement en dessous de –100 ° Celsius (–148 ° Fahrenheit), refroidi à l'azote liquide. Un opérateur étalonne le détecteur chaque soir avec une lampe à émission de thorium-argon pour faire correspondre des raies d'émission spécifiques à des pixels spécifiques sur le détecteur. L'opérateur peut ajuster la position du spectre sur le détecteur CCD verticalement en inclinant le prisme et horizontalement en inclinant le réseau de diffraction.
Un petit télescope commercial coupe une partie du faisceau lumineux entrant dans le spectrographe et le dirige vers un posemètre qui contrôle le temps d'exposition de la caméra.
Une vitesse radiale stellaire de 1 500 mètres par seconde décale une ligne spectrale d'un pixel sur le détecteur CCD. Les petits changements de vitesse radiale stellaire induits par la gravité d'une planète ne peuvent pas être vus à travers une comparaison visuelle des spectres. Le logiciel de réduction des données du spectrographe mesure les changements de vitesse radiale au 0,002 pixel le plus proche, permettant au télescope de détecter les changements de vitesse stellaire de 4 mètres par seconde.
Le détecteur CCD du spectrographe est si sensible qu'il est interdit aux opérateurs d'allumer des lampes fluorescentes dans la pièce car l'émission persistante affectera les observations de l'instrument. Même les lampes à incandescence ne peuvent pas être allumées plusieurs heures avant l'étalonnage ou les observations.
La lumière se réfracte différemment lorsque la pression atmosphérique et la température de la Terre changent, modifiant l'étalonnage du spectrographe. Pour compenser cela, l'équipement maintient la salle du télescope et du spectrographe à la même température. Lorsque le spectrographe crée une image, un spectre de référence d'iode est simultanément enregistré à proximité des spectres de l'étoile. Cela ancre les raies spectrales connues aux pixels connus du spectrographe, ce qui permet d'éliminer les décalages spectraux induits par la flexion du télescope et les conditions atmosphériques.
Contrairement à d'autres grands télescopes professionnels, le télescope Harlan Smith a un tube fermé. Un système de ventilation stabilise la température dans le télescope, lui permettant d'atteindre régulièrement une résolution de 1 ".
Les miroirs à relais dirigent le trajet lumineux du télescope sur la fente du spectrographe et la caméra à guidage automatique. Le tube d'oculaire en laiton est utilisé pour focaliser le télescope.
Un signal provenant du vaisseau spatial Kepler qu'une étoile a brièvement atténué n'est pas une preuve suffisante qu'une planète la contourne. Voici où Endl et son collaborateur, Bill Cochran, creusent et font le travail de détective. Endl observe l'étoile candidate et transmet les données des observations de chaque nuit à Cochran à l'Université du Texas.
Ensuite, les deux collaborateurs déterminent si la gradation périodique de l'étoile candidate est due à des facteurs tels qu'un compagnon binaire, une variabilité intrinsèque ou de grands «étoiles» à sa surface. Si de telles options sont exclues, d'autres observations de suivi recherchent la courbe de vitesse radiale révélatrice indiquant que l'étoile dérive lentement d'avant en arrière le long de notre ligne de visée en raison de l'attraction minuscule de la gravité d'une planète.
Un brillant avenirDes années de recherche indiquent que la formation planétaire est un mécanisme robuste. Les données de Kepler suggèrent que 30 pour cent des étoiles de type G semblables au Soleil ont 1 à 1,5 planètes de rayons terrestres dans leurs zones habitables. Cependant, l'erreur statistique pourrait atteindre 20%; ainsi, les planètes semblables à la Terre pourraient être aussi rares qu'elles n'existent que dans environ 10% des étoiles de type G ou aussi abondantes que la moitié de celles-ci.
Les Jupiters chauds en orbite près de leurs étoiles sont rares. Les chercheurs se demandent si ces planètes ont migré vers l'intérieur, détruisant le reste du système planétaire de leur étoile. Ils aimeraient également savoir si les planètes de la taille de Jupiter font partie intégrante de la formation des planètes.
La caméra CCD du spectrographe est refroidie à l'azote liquide et contrôlée par une interface électronique complexe.
L'avenir de la recherche sur les exoplanètes s'éclaircit. Le satellite WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) de la NASA, prévu pour un lancement au milieu des années 2020, aura un puissant coronographe pour imager des planètes proches d'une étoile.
Comprendre l'atmosphère d'une exoplanète est également un domaine de recherche clé. Le problème actuel est que le spectre de l'atmosphère d'une planète en transit est une fraction du spectre total de l'étoile. Les techniques actuelles peuvent analyser la composition atmosphérique approximative des planètes en transit avec 1,5 à 2 masses terrestres, ainsi que les Jupiters chauds qui se trouvent près de leurs étoiles. Cependant, beaucoup de ces exoplanètes ont une atmosphère brumeuse dont les spectres en révèlent peu.
Bien sûr, les astronomes aimeraient détecter les biosignatures - des gaz produits comme sous-produit de la vie. Pour ce faire, avec la technologie d'aujourd'hui, il faudrait un télescope de 30 m ou une mission spatiale. Peut-être que le télescope géant de Magellan en construction au Chili sera capable de détecter les gaz produits biologiquement dans l'atmosphère des planètes en orbite autour des étoiles voisines Proxima Centauri et TRAPPIST-1. L'imagerie directe d'une exoplanète non transitante sera plus efficace pour détecter les biosignatures, mais de telles recherches devront attendre le lancement du télescope spatial James Webb au printemps 2019 ou lorsque le satellite WFIRST sera mis en ligne au cours de la prochaine décennie.
En attendant, des chercheurs comme Endl poursuivent leur travail de détective en balayant les étoiles proches et en perfectionnant les techniques. Avec chaque nouvelle observation, Endl remplit les blancs et se rapproche de répondre aux questions persistantes sur les planètes bien au-delà de notre système solaire. Le rêve d'Endl de créer la carte des exoplanètes se rapproche de la réalité. Ses recherches actuelles porteront sur les faits de futurs manuels décrivant des mondes extraterrestres incroyables qui n'avaient pas été imaginés il y a plusieurs décennies.
Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/2019/08/in-pursuit-of-exoplanets?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR2af64Ip5HUyx_JgTH0mKF6VYBDSHeRbb-J0JDqudexj8jalyM_z4Q_HLM -
LE 9.02.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/SpaceX : vers un vol d’essai de Starship à 20 km d'altitude.
- Par dimitri1977
- Le 09/02/2020
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SpaceX : vers un vol d’essai de Starship à 20 km d'altitude
Rémy Decourt
Journaliste
Après les deux « vols d'essais » du Starhopper à une vingtaine de mètres lors du premier tir et jusqu'à 150 mètres de haut environ lors du dernier vol, SpaceX se prépare à un vol d'essai d'un prototype du Starship à une vingtaine de kilomètres d'altitude. Il pourrait avoir lieu dès le 16 mars.
Le calendrier de SpaceX, qui prévoit un premier vol du Starship à destination de la Lune dès 2022 et une mission habitée sur la Lune en 2024, nous paraît trop optimiste. Alors qu'à ce jour, la firme d'Elon Musk n'a testé que le Starhopper, prototype du prototype du Starship, et les futurs moteurs Raptor de ce lanceur, SpaceX se prépare a un premier vol d'essai de son prototype du Starship, quelques mois après l'explosion au sol d'un premier prototype.
Comme le rapporte le site américain The Verge, dans un article mis en ligne le 4 février, la firme d'Elon Musk a fait une demande auprès de l'agence fédérale américaine en charge des télécommunications (FCC) afin d'obtenir des fréquences radio pour communiquer avec son prototype tout au long de son vol de démonstration. Cette demande fait un état d'un vol à réaliser dès le 16 mars avec la possibilité de multiples reports ou d'un décalage de lancement jusqu'au 16 septembre 2020.
Un premier vol à 20 kilomètres d'altitude
Ce vol de démonstration n'ira évidemment pas dans l'espace pour sa première sortie ! Le prototype du Starship décollerait du site de lancement de Boca Chica et réalisera un vol atmosphérique à environ une vingtaine de kilomètres d'altitude, suivi d'un retour sur la terre ferme en position verticale. L'administration fédérale de l'aviation américaine (FAA), qui gère la réglementation en matière de lancements spatiaux commerciaux, doit autoriser ce lancement et la fenêtre de tir demandée par SpaceX.
Ce prototype sera propulsé par trois moteurs Raptor, testés à plusieurs reprises au sol. À la différence du Merlin qu'utilisent le Falcon 9 et le Falcon Heavy et qui fonctionne avec un mélange de kérosène et d'oxygène liquides, le Raptor utilise de l'oxygène et du méthane liquides, un mélange d'ergols dont la combustion n'est pas complètement maîtrisée. Si l'on se fie aux propos d'Elon Musk, un seul vol atmosphérique est prévu. Si cet essai réussit, la tentative suivante serait un vol orbital.
Source: https://www.futura-sciences.com/
Lien: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/acces-espace-spacex-vers-vol-essai-starship-20-km-altitude-79468/?fbclid=IwAR0DoGEd0XzVWFxlTzv9T-89XRaYoj5n1npOIuZfZQx_mSaerIchZoohTgU#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura -
LE 9.02.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Le « cœur battant » de Pluton fait souffler les vents sur la planète naine.
- Par dimitri1977
- Le 09/02/2020
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Le « cœur battant » de Pluton fait souffler les vents sur la planète naine
Nathalie Mayer
Journaliste
Publié le 06/02/2020
À la surface de Pluton se dessine une gigantesque structure en forme de cœur. Un cœur d'azote gelé qui bat. Et qui fait ainsi souffler les vents sur la planète naine. D'une manière plutôt surprenante.
Voilà 114 ans, presque jour pour jour, que William Tombaugh, le découvreur de Pluton, voyait le jour du côté de l'Illinois (États-Unis). Sur la planète naine, une région glacée en forme de cœur a été baptisée en son honneur. Et des chercheurs de la Nasa (États-Unis) montrent aujourd'hui que la célèbre région Tombaugh est à l'origine des vents uniques qui soufflent sur Pluton.
Rappelons que l'azote gazeux est le principal constituant de la fine atmosphère de la planète naine. Le fameux cœur que la mission New Horizons (Nasa) a dévoilé à la surface de la planète naine en 2015 est, quant à lui, constitué d'une couche de plusieurs kilomètres d'épaisseur d'azote gelé. Durant la journée, cet azote se réchauffe et se transforme en gaz. La nuit, ce gaz se condense et redevient de l'azote gelé. À l'image d'un « cœur battant », pompant les vents d'azote qui soufflent sur Pluton.
Seen in these images from @NASANewHorizons' 2015 flyby, Pluto’s “heart” is named Tombaugh Regio in honor of American astronomer Clyde Tombaugh (1906-1997). Tombaugh discovered Pluto in 1930. https://twitter.com/NASAhistory/status/1224696110717067269 …
NASA History Office✔@NASAhistory
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Des vents qui soufflent à l’opposé du sens de rotation
Les travaux des chercheurs montrent aujourd'hui que ces battements poussent l'atmosphère de Pluton à généralement circuler dans la direction opposée à sa rotation. Un phénomène unique appelé rétrorotation. Ils montrent aussi que les vents qui soufflent sur la planète naine ont une influence sur son aspect. Car ce sont les vents qui balaient la surface et transportent de la chaleur, des grains de glace et des particules de brume qui donnent naissance à des stries sombres et à des plaines dans les régions du nord et du nord-ouest de la plaine Spoutnik qui constitue le lobe gauche du cœur.
Le « cœur battant » de Pluton pourrait avoir « autant d'importance pour le climat de Pluton que les océans en ont pour celui de la Terre », conclut Tanguy Bertrand, astronome à la Nasa dans un communiqué de l’Union américaine de géophysique (AGU).
Source: https://www.futura-sciences.com/
Lien: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/pluton-coeur-battant-pluton-fait-souffler-vents-planete-naine-79481/?fbclid=IwAR2vxGngA4S_LJ4coAxMa01PwJ5fzQ6NwTl3S5qTTKueWDKrkXV7FtFrg1g#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura -
LE 9.02.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ SpaceX : des astronomes veulent porter plainte contre la constellation Starlink
- Par dimitri1977
- Le 09/02/2020
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SpaceX : des astronomes veulent porter plainte contre la constellation Starlink
Céline Deluzarche
Journaliste
Un groupe d'astronomes professionnels envisage de porter plainte contre Starlink devant la Cour de Justice internationale pour atteinte au patrimoine mondial en invoquant la gêne lumineuse occasionnée par les milliers de satellites qui viendront interférer avec les télescopes scientifiques.
SpaceX est-il en train de détruire notre beau ciel étoilé ? C'est en tout cas la conviction d'un groupe d'astronomes professionnels italiens qui envisage de porter plainte pour réclamer l'arrêt des mégaconstellations. Starlink, actuellement déployée par SpaceX, a ainsi déjà lancé 180 satellites et compte en mettre à terme 42.000 en orbite. « Avec plus de 50.000 nouveaux satellites de télécommunications planifiés en moyenne et basse orbite, la densité moyenne de ces objets sera supérieure à 1 satellite par degré carré, ce qui nuira inévitablement à l'observation astronomique », s'alarment les astronomes des trois associations dans un long article publié sur le site scientifique arXiv le 3 février.
“
À peine 172 étoiles dans le ciel sont plus brillantes que les satellites Starlink
Or, ces milliers de nanosatellites sont particulièrement brillants : ils ont une magnitude apparente comprise entre 3 et 7, suffisante pour être visible à l’œil nu. « À peine 172 étoiles dans le ciel sont plus brillantes que les satellites Starlink », se désolent les auteurs qui s'inquiètent également du risque d'interférences des ondes radio elles aussi utilisées pour l'observation spatiale.
Les satellites Starlink sont clairement visibles sur cette mosaïque d’images astronomiques. © NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/NSF/AURA/CTIO/DELVE
Une atteinte au patrimoine culturel
Le groupe d'astronomes a lancé une pétition et envisage de porter plainte devant la Cour de Justice internationale en invoquant le préambule de la Convention du patrimoine mondial qui stipule que « la détérioration ou la disparition d'un élément du patrimoine culturel ou naturel constitue un appauvrissement nuisible du patrimoine de toutes les nations du monde ». Il se dit aussi prêt à intenter une action auprès de la Federal Communications Commission (FCC), qui délivre les autorisations de lancement de satellites aux États-Unis. Des recours qui cependant ont peu de chances d'aboutir, selon Chris Johnson, conseiller juridique auprès de Secure World Foundation, une organisation à but non lucratif qui milite pour le « développement durable » de l'espace. De son côté, SpaceX a déjà répondu aux critiques en recouvrant ses futurs satellites d'un revêtement obscurcissant. Insuffisant pour les astronomes, qui rappellent que les panneaux solaires, représentant 75 % de la surface du satellite, ne peuvent eux pas être recouverts. La guerre entre astronomes et opérateurs ne fait que commencer.
Source: https://www.futura-sciences.com/
Lien: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/observation-ciel-spacex-astronomes-veulent-porter-plainte-constellation-starlink-79491/?fbclid=IwAR3KeCLrH-M-sS1y8F5bUhvkV7iJFiK6O9p26WKy6000oouCy4O4BPs56Tw#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura -
LE 8.02.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Comment dévier un astéroïde tueur ?
- Par dimitri1977
- Le 08/02/2020
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Comment dévier un astéroïde tueur ?
30.01.2020, par
Vue d'artiste de l'impacteur DART s'approchant de l'astéroïde Didymos
NASA/Johns Hopkins APL
Astrophysicien internationalement reconnu, Patrick Michel vient de prendre les commandes de la mission spatiale Hera, qui analysera les effets de la collision de l'impacteur DART, tout premier test de déviation d'un astéroïde.
En novembre dernier, le conseil ministériel de l'Agence spatiale européenne (ESA) a donné son feu vert au lancement de la mission Hera dont vous êtes le coordinateur scientifique. Pouvez-vous retracer l'historique de ce projet de recherche européen maintes fois reporté ?
Patrick Michel1 : L'idée d'un tel projet a germé en 2004 lorsque l'ESA a sollicité un groupe de six scientifiques, dont je faisais partie, pour établir un panel de missions destinées à prendre en considération le risque d'impact d’astéroïdes. Parmi les six propositions envisagées, deux visaient à s'approcher au plus près d'un de ces objets pour en caractériser la structure à l'aide de radars ou de microsatellites. Une autre de ces missions, initialement intitulée Don Quijote, proposait un test de déviation d'astéroïde. À l'époque, celle-ci réunissait un impacteur, baptisé Hidalgo, et un orbiteur dénommé Sancho, chargé de mesurer l'effet de la déviation. Faute de financement, Don Quijote a été mis de côté pendant plusieurs années avant de renaître sous la forme d'une collaboration entre la Nasa et l'ESA, rebaptisée Aida.Bien qu'en 2016 le volet européen du projet, initialement intitulé AIM, n’ait pu obtenir le budget nécessaire de la part du conseil ministériel de l'ESA pour poursuivre son développement, il a toutefois été salué par la communauté internationale s’intéressant aux petits corps et à la défense planétaire. Forts de ce soutien, nous avons donc refait une étude permettant d’optimiser le projet, rebaptisé Hera pour l'occasion, avant de le soumettre à nouveau au conseil ministériel, en 2019, avec succès. Il aura donc fallu se battre quinze ans pour que cette mission spatiale se concrétise enfin.
Alors qu'Aida est désormais confirmé dans sa totalité, quel est l'objectif principal de ce programme de recherche international ?
P.M. : Dans sa configuration actuelle, le projet associe l'impacteur Dart, conçu par les Américains et l’orbiteur Hera, chargé de mesurer la déviation de l'astéroïde à l'issue de l'impact. Ce dernier vise aussi à caractériser en détail les propriétés physiques et la composition de l’astéroïde. La mission va se focaliser sur l'astéroïde double Didymos, qui se compose d'un astéroïde principal autour duquel orbite un objet plus petit qui sera la cible de Dart.
Vue d'artiste de la sonde Hera et d'un mini-satellite CubeSat en orbite autour de l'astéroïde double Didymos.
ESA - ScienceOffice.org
Le fait de s’appuyer sur un astéroïde double va permettre d'observer instantanément les effets de la déviation, car la petite lune tourne très lentement autour de son corps principal par rapport à la vitesse d’impact de Dart. De plus, Didymos va passer relativement près de la Terre au moment de l’impact ce qui offre la possibilité de mesurer, à partir d'observatoires terrestres, le changement de période orbitale de la petite lune autour de l'astéroïde principal. Bien que l’objectif du test Dart/Hera soit centré sur les stratégies de défense planétaire, les données collectées nourriront également la communauté scientifique qui étudie les petits corps célestes mais aussi celle qui s'intéresse aux ressources spatiales potentiellement exploitables.
Comment Hera va-t-elle s'articuler avec le volet américain de la mission ?
P.M. : Le satellite américain quittera la Californie en juillet 2021et atteindra Didymos en octobre 2022. Avant que Dart frappe le plus petit astéroïde, la mission déploiera le CubeSat Licia. Ce mini-satellite développé par l'Agence spatiale italienne permettra de visualiser les premières secondes de l'impact. Il ne pourra toutefois pas observer la formation du cratère en raison du nuage de poussière généré par la collision. Au même moment, une campagne d'observation internationale menée depuis la Terre à l'aide de radars et de télescopes optiques mesurera la variation de période orbitale de la lune de Didymos provoquée par la collision. Hera décollera à son tour de Guyane en 2024 pour atteindre l’astéroïde en janvier 2027. La sonde analysera alors en détail les conséquences de l'impact.
En quoi ce projet est-il inédit mais aussi essentiel pour concevoir un système de défense planétaire efficace ?
P.M. : Hera sera tout d'abord la première mission spatiale effectuant un rendez-vous avec un astéroïde binaire, sachant que cette configuration concerne 15 % des astéroïdes qui évoluent dans l’environnement de la Terre. Avec un diamètre d'à peine 160 mètres, la lune de Didymos, aussi surnommée Didymoon, deviendra en outre le plus petit astéroïde jamais visité. La mission va également réaliser le premier sondage interne d'un astéroïde. L'un des CubeSat qui accompagnera Hera sera en effet équipé d'un radar capable d'analyser la structure profonde de Didymoon. Au sein de l'équipe Hera, l’expertise scientifique de cette technique dans laquelle la France excelle sera d'ailleurs fournie par Alain Hérique, planétologue à l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble2.
Vue d'artiste de la sonde Hera utilisant son altimètre laser pour explorer la surface de l'astéroïde Didymoon (dont le diamètre est de 160 m). Au second plan, l'astéroïde Didymos dont le diamètre est de 780 m.
ESA - ScienceOffice.org
En ce qui concerne la défense planétaire, Hera vise à calculer la masse de l’astéroïde et les propriétés du cratère. Mesurer la masse est primordial pour pouvoir quantifier la quantité de mouvement transférée par le projectile Dart lors de son impact. Si aucune matière n’est éjectée lors de l'impact, seule la quantité de mouvement de Dart sera transmise et la déviation sera donc minime. À l’inverse, si beaucoup de matière est éjectée, cela maximisera la déviation. Pour pouvoir faire le bilan, il nous faut connaître la quantité de mouvement de Didymoon, qui dépend de sa masse, que seule Hera pourra mesurer.
De plus, le fait que de la matière s’éjecte dépend aussi de la structure interne de l’astéroïde. Par exemple, un corps poreux absorbera le choc, ce qui réduira la quantité de matière éjectée et donc la déviation produite. Ainsi, il nous faut établir la quantité de mouvement transférée par l’impact, les propriétés du cratère et la structure interne de Didymoon pour interpréter totalement le résultat de l’impact. Ces informations vont également permettre de valider la technique de déviation et les simulations numériques d’impact pour pouvoir les appliquer à d’autres scénarios avec un niveau plus élevé de confiance. Or, sans ces données directes obtenues en situation réelle, nous ne pourrons pas faire de progrès dans ce domaine.
Quel est l'intérêt d'une telle mission du point de vue de la recherche fondamentale ?
P.M. : Les collisions ont joué un rôle majeur dans les phases de formation et d’évolution de notre système solaire. Les planètes ont d'abord été formées par des collisions lentes qui ont permis d'agréger de grandes quantités de matière. Dans un second temps, des impacts géants ont donné naissance aux satellites naturels comme la Lune. Aujourd'hui, nous assistons à une phase où les impacts d’astéroïdes causent leur destruction en plus petits fragments ou génèrent des cratères sur tous les corps célestes du système solaire. Comprendre un tel phénomène, à une échelle qui reste inaccessible en laboratoire, c'est parvenir à mieux contraindre et caractériser l'histoire collisionnelle de notre système solaire.
Vue d'artiste de l'image thermique (infrarouge) du cratère laissé par l'impacteur DART, qui doit percuter Didymoon en 2022.
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En offrant l'opportunité de documenter un impact à grande échelle pour lequel nous disposerons des conditions initiales – recueillies par Dart – et des conditions finales – mesurées par Hera –, cette mission va permettre de faire un pas de géant dans la compréhension des phénomènes de cratérisation dans notre système solaire. De plus, pour comprendre la population des petits corps, il nous faut avancer dans notre compréhension des processus qui les régissent dans leurs conditions de très faible gravité. C’est un défi fascinant qui implique de nombreuses communautés, y compris celle qui s’intéresse à la dynamique des milieux granulaires.
En tant que chercheur, vous vous intéressez plus particulièrement à l'origine des géocroiseurs. Quelles furent vos contributions scientifiques dans ce domaine ?
P.M. : Mes travaux ont contribué à démontrer que la plupart de ces objets, dont la taille est inférieure à quelques dizaines de kilomètres, résultent de l’agrégation de fragments issus de collisions entre les astéroïdes de la ceinture principale, située entre les orbites de Mars et Jupiter3. Ces agrégats de roches évoluent parfois dans des zones instables qui les font passer d'une trajectoire circulaire à une trajectoire plus allongée où ils sont susceptibles de croiser la Terre. Au cours des quatre derniers milliards d'années, cette population de corps célestes est restée stable car son « taux de mortalité », lié pour l'essentiel à l'attraction solaire, est en permanence compensé par la formation de nouveaux objets dans la ceinture.En analysant les cratères d'impacts présents sur la Lune et des modèles théoriques de population de géocroiseurs, élaborés notamment au sein de notre laboratoire, nous avons pu estimer qu'il existait environ un millier de géocroiseurs d'un diamètre supérieur à 1 km, 90 % de ces objets étant déjà répertoriés, ce qui était l'objectif donné à la Nasa par le Congrès américain en 1998. Nos modèles ont en outre permis d'acquérir une connaissance plus précise de la population des géocroiseurs. Une étude publiée en début d'année dans la revue Icarus4 dresse désormais une cartographie quasi complète de ces objets à la fois en termes de taille, de répartition et d'albédo (pouvoir réfléchissant de la surface) qui nous renseigne sur leur composition.
Comment en est-on venu à prendre conscience que la chute de corps célestes pouvait constituer un danger pour la vie sur Terre ?
P.M. : Jusqu'à la fin des années 1960 et les premières missions d’exploration lunaire du programme Apollo, la communauté scientifique était convaincue que les cratères visibles à la surface de notre satellite étaient d'origine volcanique. L'analyse des échantillons collectés dans le cadre d'Apollo révéla finalement que ces cratères étaient la conséquence d'impacts de météorites. L'un des tout premiers actes politiques prenant en compte le risque associé à la chute d'un astéroïde est une résolution européenne votée en 1996. Celle-ci découle de l'impact de la comète Shoemaker-Levy 9 sur Jupiter en Juillet 1994, le premier du genre dont l'humanité fut directement témoin.
Mosaïque montrant l'évolution du point d'impact d'un des fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 qui s'est écrasée sur Jupiter en juillet 1994.
R. Evans, J. Trauger, H. Hammel and the HST Comet Science Team
L'un des tout premiers actes politiques prenant en compte le risque associé à la chute d'un astéroïde est une résolution européenne votée en 1996. Celle-ci découle de l'impact de la comète Shoemaker-Levy sur Jupiter en Juillet 1994, le premier du genre dont l'humanité fut directement témoin.
À l'occasion d'un atelier international sur les objets géocroiseurs, organisé à Turin en 1999, la communauté des experts des petits corps a ensuite créé la fameuse échelle du risque de Turin, afin de fournir une mesure du risque de collision associé à chacun des astéroïdes qui nous menacent, compréhensible par le grand public et les médias. Dans le même temps, les découvertes de géocroiseurs vont se multiplier et les premiers calculs de trajectoire réalisés à partir de l’estimation de leur orbite, qui reste très incertaine lorsqu'elle est faite sur la base des toutes premières observations, aboutissent parfois à une probabilité non nulle de collision avec la Terre à des échelles de temps plus ou moins lointaines.
La découverte, en décembre 2004, du géocroiseur Apophis a constitué un autre tournant important dans cette prise de conscience.
P.M. : Des calculs de trajectoire réalisés à l'appui des premières observations de cet astéroïde de 325 mètres de diamètre ont effectivement abouti à un risque très élevé de collision avec la Terre en 2029. Bien que de nouvelles observations radar effectuées en 2013 aient ensuite démontré que l’astéroïde ne ferait que frôler la Terre en 2029 puis en 2036, nous avons soudain réalisé qu'aucun protocole n'avait été prévu pour faire face à une telle catastrophe. Dans l'optique de mettre en œuvre une chaîne de décision internationale sur ces questions, j’ai participé au travail d’une équipe mandatée par l'ONU. Celle-ci a abouti à la création de deux groupes de travail distincts : le premier, constitué de spécialistes des astéroïdes, est chargé de prédire le risque d'impact avec l'un de ces objets tandis que le second réunit les différentes agences spatiales afin d'organiser la réponse éventuelle à ce risque.Depuis 2009, les agences spatiales internationales et les experts scientifiques se réunissent par ailleurs tous les deux ans lors de la Planetary Defense Conference pour présenter les avancées sur les études de simulation d'impact, les divers concepts de mission dédiés à la déviation d'un astéroïde. À cette occasion, un exercice « virtuel » basé sur un scénario élaboré par des collègues du Jet Propulsion Laboratory (États-Unis) permet en outre de vérifier notre capacité à répondre à ce risque. Depuis 2012, la Commission européenne finance aussi des consortiums dédiés à l'étude de cette problématique, à l'image de NEO-MAPP dont je suis le coordinateur.
De quelle manière la communauté astrophysicienne peut-elle contribuer à mieux anticiper ce genre de catastrophe qui demeure somme toute exceptionnelle ?
P.M. : Il s'agit certes du risque naturel le moins probable par rapport aux autres risques, tels que les tremblements de Terre, les tornades ou les tsunamis. Mais lorsqu’il se concrétise, il peut être lourd de conséquences. À l’inverse d'un séisme, nous avons désormais la possibilité de prévoir et prévenir la chute d'un astéroïde.Il faut tout d'abord faire l'inventaire le plus exhaustif possible des objets dont la taille dépasse 140 mètres de diamètre – le seuil à partir duquel un astéroïde affectera des zones habitées quelle que soit la région du globe où il s’écrase. (...) Une fois cet inventaire achevé, nous serons en mesure de savoir si certains de ces objets nous menacent directement.
Pour cela, deux actions doivent être menées. Il faut tout d'abord faire l'inventaire le plus exhaustif possible des objets dont la taille dépasse 140 mètres de diamètre – le seuil à partir duquel un astéroïde affectera des zones habitées quelle que soit la région du globe où il s’écrase. Ce challenge pourrait être relevé depuis la Terre en quelques décennies à l'aide des prochains télescopes terrestres tels que LSST, au Chili, ou Pan-STARRS, sur l'île hawaïenne de Maui. Mais la mission américaine NEOSM, qui a reçu un nouveau soutien prometteur du Congrès américain dans son budget 2020, va pouvoir le faire depuis l’espace à partir de 2025 en une décennie. Une fois cet inventaire achevé, nous serons en mesure de savoir si certains de ces objets nous menacent directement. Si, en parallèle de ce travail d'inventaire, le premier test de déviation d'un astéroïde réalisé par Dart/Hera s’avère concluant, nous aurons résolu une grande partie de l'équation de la prise en charge du risque d'impact des astéroïdes.
Vous êtes également très impliqué dans le programme Hayabusa2, supervisé par l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise et dans OSIRIS-REx, financé par la Nasa. Chacune de ces missions vise à ramener sur Terre un échantillon prélevé sur l'astéroïde géocroiseur Ryugu, pour la première, et Bennu pour la seconde. Ces deux missions ont-elles d'ores et déjà permis d'en savoir plus sur les astéroïdes géocroiseurs ?
P.M. : Au-delà d'informations telles que la forme et la taille, nous ne disposions jusqu'ici d'aucun élément sur la structure et la composition de ces objets ni sur les caractéristiques de leur surface. Tous les scientifiques qui, comme moi, ont eu la chance de prendre part à ces deux missions, ont ainsi eu la sensation extraordinaire d'explorer, pour chacun des deux astéroïdes, une véritable terra incognita située à plusieurs centaines de millions de kilomètres de la Terre. Parmi les découvertes les plus surprenantes figurent l'abondance de blocs rocheux et l'absence de zones de plus de cinq mètres de diamètre libres de roches.
Patrick Michel (à gauche) lors d'une réunion destinée à sélectionner le site d'atterrissage de l'atterrisseur Mascot embarqué par la sonde Hayabusa2, au Centre spatial de Toulouse le 14 août 2018.
CNES/BENOIT Rémi, 2018
Sur un même objet, nous observons également des morphologies de roches très variées là où nous pensions trouver un environnement plutôt homogène. En janvier 2019, le programme OSIRIS-REx a aussi démontré que Bennu était un objet actif dont des particules s'échappaient de sa surface. Un article publié l'an dernier dans la revue Science5 présente les différents scénarios susceptibles d'expliquer ce panache de particules qui demeure en partie mystérieux. Au-delà des avancées scientifiques, ces missions vers les petits corps célestes ont la capacité de séduire un large public à travers le suspense qui les accompagne. Les conférences que je donne à ce sujet dans le but de transmettre le goût de ces grands défis à la jeune génération rencontrent d'ailleurs un important succès.
Cliché de l'astéroïde Bennu pris depuis la sonde spatiale OSIRIS-REx.
NASA/Goddard/University of Arizona/Lockheed Martin
Que devrait nous apprendre l'analyse des échantillons qui seront de retour sur Terre d'ici la fin de l'année en ce qui concerne Hayabusa2 et à l'horizon 2023 pour OSIRIS-REx ?
P.M. : Cela va tout d'abord nous permettre de remonter aux propriétés des ingrédients initiaux du système solaire qui ont donné naissance aux planètes. Dans les différents scénarios élaborés au sein du laboratoire Lagrange de Nice, nous avons déjà montré qu'un bombardement massif d’astéroïdes s'est produit vers la fin de la formation de la Terre, il y a environ 4,7 milliards d'années.Nous ne savons toujours pas si les éléments prébiotiques qui ont permis l'émergence de la vie sur notre planète proviennent des astéroïdes. La perspective de pouvoir recueillir de la matière organique dans les échantillons récoltés sur Bennu et Ryugu et de l’analyser avec une grande précision dans des laboratoires de recherche, permettra peut-être de savoir si l'apparition de la vie sur Terre résulte de bombardements météoritiques. La mesure du degré de choc de ces mêmes échantillons devrait aussi nous renseigner sur l'intensité des collisions subies lors de la formation de ces astéroïdes et durant les premières phases de l’histoire du système solaire.
Premières photos de la surface de l'astéroïde Ryugu (en haut) prise par l'atterrisseur Mascot (en bas).
DLR/, 2019; DLR/, 2018
Dans quelle mesure les résultats des missions dédiées à l'étude des astéroïdes géocroiseurs pourront-ils nous aider à mieux anticiper leur chute éventuelle sur Terre tout en mettant en place des stratégies efficaces pour se prémunir d'une telle catastrophe ?
P.M. : En étudiant la diversité des astéroïdes géocroiseurs, ces missions contribuent à mieux connaître ces ennemis potentiels, même si je les considère davantage comme des amis. Grâce à Hayabusa2 et OSIRIS-REx nous savons par exemple qu'un astéroïde dont le diamètre dépasse 400 mètres peut comporter un grand nombre de roches de taille conséquente distribuées de façon homogène à sa surface. Or cette caractéristique est désormais prise en compte dans l’élaboration des stratégies de déviation.Nous avons également découvert que les objets sombres de type carboné, comme c'est le cas pour Bennu et Ryugu, disposent d'une densité à peine supérieure à celle de l'eau car il s'agit de corps très poreux. Or en cas d'impact, une grande partie de l'énergie apportée sera alors dissipée par l’écrasement des parties poreuses. Nous pensons donc que la puissance nécessaire à la déviation d'un tel objet devra être plus élevée que pour un astéroïde silicaté à la fois plus clair et plus dense comme Itokawa, étudié en 2005 par la mission Hayabusa1 qui en a ramené des échantillons sur Terre en 2010. Mais tout cela reste encore flou et le résultat de l’impact de Dart est attendu avec impatience pour savoir ce qu’il en est réellement.
Cela signifie-t-il que le système de défense envisagé devra dépendre non seulement de la taille de l'objet impliqué mais aussi de sa composition et de sa structure interne ?
P.M. : Toutes ces données devront a priori être prises en considération lors de la déviation d'un astéroïde. Si la mission NEOSM se concrétise, nous serons en mesure de caractériser très en amont la taille et la densité d'un objet susceptible de menacer la Terre, ce qui permettra ensuite de calculer la quantité d'énergie à fournir pour le dévier.Cela étant dit, le test de déviation mené par la mission Dart/Hera sera effectué à l'aveugle puisque nous ne disposerons d'aucune information préalable sur la structure et la composition de Didymoon. Si cette première tentative est couronnée de succès en dépit de ces incertitudes, nous saurons alors que la nature précise de l'astéroïde visé n'est pas nécessairement un élément déterminant pour parvenir à dévier un astéroïde. En l'absence de ce test grandeur nature, nous sommes dans l’incertitude totale.
Source: https://lejournal.cnrs.fr/
Lien: https://lejournal.cnrs.fr/articles/comment-devier-un-asteroide-tueur?utm_term=Autofeed&utm_medium=Social&utm_source=Facebook&fbclid=IwAR1tzQxf19qe6vSHp65ZRT4WjyrmqfZc56Rb3fb3wmBv2bZ88ZUfyqpkY2k#Echobox=1581052008
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