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LE 23.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Pour la colonisation de la Lune, l’ESA teste une centrale à oxygène.
- Par dimitri1977
- Le 23/01/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Pour la colonisation de la Lune, l’ESA teste une centrale à oxygène
Nathalie Mayer
Journaliste
Être capable de produire de l'oxygène à partir de ressources naturellement présentes sur la Lune semble indispensable à la future colonisation de notre satellite. Et des ingénieurs de l'Agence spatiale européenne (ESA) annoncent aujourd'hui être sur la bonne voie. Grâce à leur centrale test, ils sont capables d'extraire l'oxygène contenu dans le régolithe lunaire.
Sur la Lune, les impacts de météorites ont laissé derrière eux une couche de poussières que les astronomes appellent le régolithe. Il a tendance à provoquer toutes sortes de problèmes techniques aux engins qui se posent sur notre satellite. Il pourrait aussi causer des problèmes de santé aux astronautes qui doivent retourner prochainement sur la Lune. Mais les ingénieurs l'envisagent aujourd'hui surtout comme une ressource naturelle abondante.
Il y a quelques mois, ils imaginaient construire avec, les briques des futures bases lunaires. Et pourquoi ne pas en extraire l’oxygène nécessaire aux prochains explorateurs de notre satellite ? L'Agence spatiale européenne (ESA) annonce même avoir installé, au cœur de son Centre européen de technologie spatiale (Pays-Bas), une centrale prototype destinée à montrer la faisabilité de ce dernier projet.
Les échantillons de régolithe que de précédentes missions ont ramenés de la Lune confirment que le matériau est composé de 40 à 45 % d'oxygène en poids. L'ennui, c'est que, dans le régolithe, l'oxygène apparaît sous forme d'oxydes, chimiquement lié à d'autres éléments. Et donc, non disponible.
À gauche, un petit tas de régolithe lunaire. Ou du moins, de régolithe lunaire tel que reconstitué par les ingénieurs de l’ESA. À gauche, le même tas de régolithe après extraction de son oxygène. On y discerne les alliages métalliques produits dans l’opération. © Beth Lomax, Université de Glasgow
Une centrale à oxygène pilote, dès le milieu des années 2020
Ainsi, pour extraire l'oxygène du régolithe lunaire, les ingénieurs de l'ESA comptent sur une technique appelée l'électrolyse en milieux de sels fondus. Le régolithe est placé dans une enceinte en métal contenant du chlorure de calcium (CaCl2) fondu. Le tout est chauffé à 950 °C. Le régolithe demeure solide. Mais lorsque l'on y fait passer un courant, l'oxygène est extrait et migre à travers le sel pour être collecté du côté de l'anode. En parallèle, le restant de régolithe est également converti en alliages métalliques.
D'autres techniques existent. Mais elles se révèlent moins rentables ou demandent de monter à des températures de plus de 1.600 °C. Cette technique semble la plus prometteuse. Elle est d'ailleurs déjà exploitée industriellement. Mais pas pour la production d'oxygène qui, dans ce cas, fait plutôt figure de sous-produit indésirable. Il a donc fallu, aux ingénieurs de l'ESA, imaginer un tuyau d'échappement pour permettre de libérer l'oxygène en un point donné. Dans les prochaines évolutions, il est prévu, bien sûr, que l'oxygène soit stocké en sortie de process.
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Extraire 96 % de l’oxygène du régolithe
Comme l'objectif est de renvoyer des Hommes sur la Lune dans les années à venir, pour y demeurer, cette fois, l'idée est bien de peaufiner la technologie. Pour en réduire la température de fonctionnement, par exemple. Et pour faire la démonstration d'une usine pilote d'ici le milieu des années 2020. Pour l'heure, les ingénieurs de l'ESA affirment être capables d'extraire 96 % de l'oxygène du régolithe en 50 heures d'opération. Mais déjà 75 % en seulement 15 heures.
CE QU'IL FAUT RETENIR
- Bientôt, des êtres humains partiront pour coloniser la Lune.
- Pour préparer l’expédition, l’Agence spatiale européenne (ESA) a construit une centrale à oxygène du côté des Pays-Bas.
- Objectif : montrer qu’il est possible d’extraire de l’oxygène du régolithe lunaire. Et suffisamment pour subvenir aux besoins des futurs colons.
POUR EN SAVOIR PLUS
Colonisation de la Lune : une méthode prometteuse pour y produire de l'oxygène
Le régolithe lunaire contient des oxydes métalliques en abondance et l'on sait depuis des décennies que l'on pourrait extraire d'importantes quantités d'oxygène de ce sol. Une méthode particulièrement prometteuse par électrochimie a finalement été mise au point, fournissant en bonus des alliages métalliques. Elle sera peut-être utilisée par les futurs colons lunaires.
Article de Laurent Sacco paru le 14/10/2019
Une vue du cratère Shorty lors de la mission Apollo 17. © Nasa
Une base lunaire aurait bien des avantages. Le champ de gravité de la Lune étant plus faible que celui de la Terre, l'extraction de matériaux permettant de construire les fameuses colonies spatiales de Gerard O'Neill y serait plus aisée. Avec une biosphère en réduction, elle permettrait de tester certains des concepts nécessaires à l'établissement d'une base permanente et autonome pour des colons martiens. Mais pour cela, il faudrait pouvoir faire vivre une population humaine non négligeable et cela implique de pouvoir disposer de ressources en oxygène et en eau.
Nous avons de bonnes raisons de penser qu'il existe des ressources en eau dans certains cratères lunaires aux pôles. Mais nous ne savons pas en pratique si elles seront vraiment adaptées à la colonisation.
En ce qui concerne l'oxygène, nous savons depuis les travaux de pionniers, dans les années 1960, qu'il est possible de l'extraire du sol lunaire. En effet, le régolithe et les roches sur la Lune contiennent beaucoup d'oxygène sous forme d’oxyde métallique de fer, de titane et bien sûr de silicium, formant des minéraux. Au cours des décennies qui ont suivi le programme Apollo, une vingtaine de processus physico-chimiques ont été proposés pour produire de l'oxygène sur la Lune.
Une présentation des études faites par l'ESA sur le régolithe lunaire. 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 ». © European Space Agency, ESA
Des procédés pour extraire l'oxygène du sol lunaire avec l'énergie solaire
Parmi les plus étudiés, avec diverses variantes, on trouve ceux consistant à utiliser une sorte de four solaire avec des miroirs concentrant les rayons du Soleil pour porter à des températures élevées (entre 700 et 1 000 °C) du régolithe ou des roches, éventuellement collectés et amenés dans le four par des robots. Certains minéraux - comme l'ilménite de formule FeTiO3 - peuvent alors réagir avec de l'hydrogène ou du méthane pour produire presque directement de l'oxygène ou du monoxyde de carbone et de l'hydrogène. À plus basse température, le monoxyde de carbone et l'hydrogène donnent alors du méthane et de l'eau que l'on peut électrolyser pour obtenir de l'oxygène et de l'hydrogène. Méthane ou hydrogène, selon la réaction de départ, peuvent donc être réutilisés pour boucler un cycle de production d'oxygène. Il faudrait bien sûr apporter suffisamment de méthane ou d'hydrogène en provenance de la Terre pour amorcer un tel cycle.
Une autre grande classe de processus repose, elle, sur l'électrolyse d'un bain de roches lunaires silicatées fondues. Dans les deux cas de figure, on a besoin d'énergie solaire pour chauffer et produire de l'électricité, ce qui ne devrait pas poser de problème sur la Lune. L'électricité pourrait, de plus, servir à alimenter des sortes de catapultes magnétiques qui permettraient d'envoyer dans l'espace, aussi bien des réserves d'oxygène liquide, pour des colonies spatiales ou pour la propulsion de vaisseaux en orbite destinés à exploiter les astéroïdes, que des matériaux issus de l'industrie lunaire, par exemple les métaux produits indirectement par l'extraction de l'oxygène.
Un schéma de la méthode basée sur le procédé FFC permettant de passer du régolithe en poudre (powdered regolith) à la poudre de métaux. © Lomax et al., Planetary and Space Science, 2019
L'ESA vient de faire savoir qu'une nouvelle technique d'électrolyse très prometteuse venait d'être découverte par une chimiste de l'université de Glasgow, Beth Lomax, dont les recherches doctorales ont été soutenues par l'agence européenne. Beth Lomax et ses collègues ont d'ailleurs publié leurs travaux à ce sujet dans un article du journal Planetary and Space Science.
L'idée derrière la nouvelle méthode électrochimique est une variante de celle développée depuis sa découverte en 1996-1997 à l'université de Cambridge par George Chen, Derek Fray and Tom Farthing. Elle est pour cette raison connue sous le nom de procédé FFC et ses découvreurs ont vendu le brevet à des entrepreneurs canadiens et britanniques, James Reimer et Ray Power, qui ont fondé une entreprise pour exploiter son potentiel : Metalysis. Le procédé FFC permet d'exploiter des composés métalliques solides, en particulier des oxydes, qui sont réduits de manière cathodique en métaux ou alliages respectifs à partir de sels fondus.
Beth Lomax a conduit ses recherches aussi en association avec Metalysis. Les échantillons de roches lunaires étant trop précieux pour ce genre d'expérience d'extraction de l'oxygène à partir des oxydes métalliques du régolithe lunaire (rappelons que celui-ci contient de 40 à 45 % de son poids en oxygène), c'est du sol lunaire artificiel qui a été utilisé. Nous pouvons avoir confiance dans la fidélité de ce sol simulé puisque justement les centaines de kilogrammes d'échantillons lunaires rapportés par le programme Apollo nous ont permis de bien connaître le régolithe lunaire.
Sur le côté gauche de cette image se trouve un tas de régolithe lunaire simulé ; à droite, le même tas de sol lunaire après l'extraction de la quasi-totalité de l'oxygène que ces minéraux contiennent, ce qui laisse un mélange d'alliages métalliques. L'oxygène et le métal pourraient être utilisés par des colons sur la Lune. © Beth Lomax, University of Glasgow
De l'oxygène mais aussi des métaux pour les colons lunaires
Dans le procédé mis au point par Beth Lomax, un courant électrique parcourt un mélange d'une poudre de régolithe simulé dans du chlorure de calcium fondu à 950 °C de sorte que le régolithe demeure solide. La chimiste précise d'ailleurs à ce sujet que : « C'est le premier exemple de traitement direct "poudre à poudre" du régolithe lunaire solide simulé capable d'en extraire la quasi-totalité de l'oxygène. Les méthodes alternatives d'extraction de l'oxygène lunaire permettent d'obtenir des rendements nettement inférieurs ou nécessitent la fusion du régolithe à des températures extrêmes, supérieures à 1 600 °C. »
Le nouveau procédé semble vraiment efficace et prometteur. Pour s'en convaincre, on peut déjà dire qu'il suffit de 50 heures pour extraire 96 % de l'oxygène contenu dans un échantillon de régolithe, mais seulement 15 heures pour en extraire déjà 75 %.
En ce qui concerne les applications pour la métallurgie, on obtient trois groupes d'alliages principaux (parfois mélangés à de petites quantités d'autres métaux) à savoir deux alliages fer-aluminium et le fer-silicium et un autre de type calcium-silicium-aluminium. Surtout, ces alliages se présentent comme des phases facilement séparables, ce qui est favorable à des processus de raffinement permettant d'obtenir du fer, de l'aluminium et du calcium à l'état pur in fine.
En bonus, il n'y a pas de raison pour que la méthode utilisée ne soit pas transposable au régolithe martien.
Une photo montrant le régolithe lunaire lors de la mission Apollo 17. © Nasa/JSC/ALSJ
Produire de l'oxygène sur la Lune
Article de Rémy Decourt publié le 19/06/2005
Dans le cadre de la Nouvelle Vision de l'Espace, un ambitieux projet initié par le président Bush d'exploration spatiale, qui prévoit de retourner sur la Lune avant d'aller sur Mars, la NASA vient d'octroyer un contrat portant sur le développement de technologies capables de produire de l'oxygène à partir du régolite lunaire, cette couche poussiéreuse qui recouvre la surface de notre satellite naturel.
Les bénéficiaires de ce contrat sont Florida Tech, British Titanium, l'université de Cambridge et le Centre spatial Kennedy de la NASA.
L'oxygène est l'élément le plus abondant des roches lunaires mais un processus d'extraction est nécessaire avant d'envisager son utilisation. La NASA est engagée dans plusieurs projets qui visent tous à mettre au point un appareil capable de transformer la poussière lunaire en oxygène. L'Université de Cambridge et son laboratoire de Science des matériaux et métallurgie sont en pointe dans ce domaine d'où l'intérêt que leur porte la NASA.
Ce contrat vise à produire de l'oxygène à partir d'un processus mis au point par l'Université de Cambridge et connu sous le nom de Fray-Farthing-Chen (FFC) Cambridge qui utilise la réduction électrochimique d'oxydes métalliques dans un électrolyte de sel en fusion. L'utilisation de cette technologie est prometteuse parce qu'elle offre des possibilités intéressantes d'extraction de tout l'oxygène contenu dans le régolite à des températures plus basses que des processus concurrents qui apparaissent bien moins performants.
Une des clés de la réussite du retour de l'homme sur la Lune et de l'installation de base humaine lunaire, étape préalable à l'exploration de mondes plus lointains, comme Mars est la capacité qu'auront les astronautes de demain à utiliser au mieux les ressources naturelles de façon à les traiter industriellement pour répondre à leurs propres besoins.
Or, l'oxygène liquide est le composant principal de tout carburant de fusée. Il peut représenter jusqu'à 85 % de son poids total. Sa production sur la Lune permettrait ainsi de réduire la masse de tout véhicule à destination de la Lune, de réduire hautement les risques techniques afférents au transport de carburant.
A plus long terme, l'oxygène serait utilisé par les vaisseaux pour se ravitailler en vue de voyages bien plus loin, vers Mars , à la rencontre d'astéroïdes et au-delà, mais d'ici une petite centaine d'années.
Source: https://www.futura-sciences.com/
Lien: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-colonisation-lune-esa-teste-centrale-oxygene-6475/?fbclid=IwAR03NIAiv9q0uc6k621e88kdvFo-TCae9wPYnNdlJAt1YQGWKskF-oXRFDA#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura -
LE 22.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Qu'est-ce qui détermine la longueur de la totalité lors d'une éclipse solaire?
- Par dimitri1977
- Le 22/01/2020
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Qu'est-ce qui détermine la longueur de la totalité lors d'une éclipse solaire?
Richard Vaun, Holley, New York
Publication: mardi 29 mai 2012
L'ombre de la Lune balaie la surface de la Terre lors de l'éclipse solaire du 11 août 1999. La longueur de la totalité dépend de l'endroit où la surface de la planète tombe, de la distance de la Lune à la Terre et de la distance de la Terre au Soleil à ce moment-là. CNES / Mir 27 Crew
La totalité se produit dans l'ombre de la Lune, telle que projetée par le Soleil, tombant sur la Terre. Ainsi, parce que la Lune se déplace à différentes vitesses sur son orbite autour de la Terre et que la planète se déplace à différentes vitesses sur son orbite autour du Soleil, l'ombre balaie l'espace à des vitesses différentes.
De plus, nous vivons sur une planète en rotation, alors à quelle vitesse la surface de la Terre à un endroit particulier se déplace à travers les facteurs spatiaux dans la longueur de la totalité. À l'équateur, la Terre effectue un tour sur sa circonférence de 24 901 milles (40 074 kilomètres) en 24 heures, ce qui rend la vitesse à environ 1 000 mph (1 600 km / h). Près des pôles, un point à la surface de la Terre se déplace beaucoup plus lentement autour de l'axe de rotation de la planète.
Ainsi, les totalités les plus longues se produisent lorsque l'ombre de la Lune traverse la Terre près de l'équateur, la Lune est la plus proche de notre planète et la Terre est la plus éloignée du Soleil. Le maximum théorique est d'environ 7½ minutes, mais cela n'arrivera qu'au siècle prochain, et maintenant les totaux les plus longs sont d'environ 6½ minutes.
En 1973, la vitesse de l'ombre à travers la Terre a suffisamment ralenti pour qu'un Concorde supersonique puisse la suivre pendant 74 minutes, bien que l'éclipse soit au-dessus de la tête et que des trous (avec des fenêtres) aient dû être creusés dans l'avion.Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2012/05/the-lunar-shadow?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR1ntD4ECwTuydnPOdR0E6zPZ_xGWIRvns1eK912lROZo196oZ6aHVfrEzg- Jay M. Pasachoff, Observatoire Hopkins du Williams College, Williamstown, Massachusetts
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LE 22.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Les télescopes télémétriques laser peuvent détecter des petits débris spatiaux.
- Par dimitri1977
- Le 22/01/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Les télescopes télémétriques laser peuvent détecter de petits morceaux de débris spatiaux
Les chercheurs ont trouvé une nouvelle façon d'utiliser les lasers pour trouver des déchets spatiaux d'une manière similaire à la façon dont les chauves-souris utilisent l'écholocation pour suivre leurs proies.
Par Erika K. Carlson | Publication: vendredi 27 décembre 2019
Représentation par un artiste de débris spatiaux.
ESA
La Terre est entourée de débris spatiaux , de fragments de vieux satellites à des engins spatiaux éclatés. L'encombrement n'est pas seulement une gêne; c'est un danger potentiel pour les vols spatiaux actuels et futurs. Même de petits morceaux de débris spatiaux peuvent endommager les satellites et les vaisseaux spatiaux alors qu'ils sillonnent autour de la Terre jusqu'à environ 17 500 mph.
Selon la NASA , il existe des centaines de milliers de débris spatiaux plus gros qu'un marbre. Et il y a des millions d'autres débris trop petits pour être suivis. Certaines ordures spatiales ne sont que des taches de peinture de vaisseaux spatiaux. Mais même ces minuscules particules ont endommagé les fenêtres de la Station spatiale internationale.
La NASA et le ministère de la Défense aident à surveiller ces débris. Les objets plus gros peuvent être repérés et suivis individuellement. Mais plus l'objet est petit, plus il est difficile de voir et de suivre. Une nouvelle étude décrit une méthode qui améliore la précision avec laquelle un télescope peut pointer des débris, permettant aux chercheurs de localiser plus précisément les emplacements de petits débris.
Une façon dont les scientifiques identifient les débris orbitaux utilise une technique appelée télémétrie laser. Les scientifiques envoient des lasers dans l'espace et un télescope capte la lumière réfléchie par les débris en orbite. Les chercheurs utilisent ce signal réfléchi pour déduire la distance d'un morceau de débris, comme une chauve-souris utilisant l'écholocation pour suivre ses proies.
Cependant, il est difficile de faire ces mesures précisément parce que les débris ne réfléchissent pas beaucoup la lumière.
Maintenant, une équipe en Chine a amélioré ces capacités de mesure en utilisant des techniques d'apprentissage automatique qui ont permis au point de télescope d'être plus précis. La nouvelle technique permet au télescope de mieux se verrouiller sur les débris faibles, de sorte que les chercheurs pourront détecter des objets plus petits et plus faibles.
Les chercheurs ont présenté leurs travaux dans un récent article duJournal of Laser Applications. Dans un communiqué de presse , ils disent que la technique leur permettrait de trouver un morceau de débris aussi petit que 11 pieds carrés environ à 900 miles de distance. Avec plus d'améliorations comme celles-ci, les agences spatiales pourraient être en mesure d'exploiter les engins spatiaux en orbite plus en toute sécurité.Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/12/laser-ranging-telescopes-can-detect-small-bits-of-space-junk?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0uaEUhFt9-0oU7eXVO0XviVWAvowP8XKKbUzHHM9phnp7H184lqM1sLUM -
LE 22.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ La dégradation bizarre de Betelguese et des astronomes se grattant la tête.
- Par dimitri1977
- Le 22/01/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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La dégradation bizarre de Betelguese et des astronomes se grattant la tête
L'une des étoiles les plus brillantes du ciel nocturne est maintenant la plus faible depuis un siècle. Les astronomes ne savent pas ce que cela signifie.
Par Erika K. Carlson | Publication: vendredi 27 décembre 2019
SUJETS CONNEXES: ÉTOILES | SUPERNOVAS
L'impression de cet artiste montre une grande quantité de matériel projeté dans l'espace depuis Bételgeuse.
ESO / L. Calcada
Au cours des dernières semaines, Bételgeuse, l'étoile rougeâtre brillante de la constellation d'Orion, s'est estompée au plus faible depuis un siècle. Les astronomes ont été enthousiasmés par l'événement, discutant de l'étoile sur les réseaux sociaux et spéculant sur ce qui pourrait se passer.
La grande question dans l'esprit de tout le monde est de savoir si la star est sur le point de devenir supernova et d'exploser. Ce n'est probablement pas ce qui va se produire, disent les astronomes, mais ils sont toujours ravis d'être témoins d'un comportement qu'ils n'ont jamais vu de Bételgeuse auparavant. Il y a beaucoup d'astronomes qui ne connaissent toujours pas le comportement variable des étoiles supergéantes comme Bételgeuse, donc toute activité étrange est une chance d'en savoir plus sur la vie des étoiles.
Une super-géante en déclin
Depuis plus d'un siècle, les astronomes regardent Bételgeuse s'illuminer et s'assombrir encore et encore. Bételgeuse est une supergéante rouge, une étoile en fin de vie qui a atteint une taille énorme. Des bulles de matière montent de l'intérieur de l'étoile à sa surface et retombent, changeant le mélange de choses plus chaudes et plus froides à la surface de l'étoile. Ces changements rendent Betelgeuse plus brillante et plus faible avec le temps.
Depuis environ 25 ans, Richard Wasatonic, astronome à l'Université Villanova en Pennsylvanie, mesure la luminosité de Betelgeuse avec un télescope de 10 pouces de diamètre dans son jardin. Il a travaillé avec un autre astronome de Villanova nommé Edward Guinan, ainsi qu'avec un astronome amateur nommé Thomas Calderwood. En octobre, ils ont remarqué que Betelgeuse s'affaiblissait à nouveau. Début décembre, ils ont réalisé que Betelgeuse s'était affaiblie au cours des 25 dernières années et ont publié un article sur un site appelé The Astronomer's Telegram pour alerter d'autres astronomes.
"Il a continué à faiblir", a déclaré Guinan. «Chaque nuit, c'était plus faible que la nuit précédente, et j'ai dit: 'Eh bien, ça doit s'arrêter bientôt.' Et ce n'est pas le cas. "
Le 23 décembre, ils ont publié une mise à jour . Bételgeuse était devenue encore plus faible, et elle était maintenant la plus faible qu'elle ait été au cours du siècle dernier - depuis aussi longtemps que les astronomes ont pu mesurer sa luminosité avec des détecteurs plutôt qu'à en juger par les yeux. À son plus brillant, Bételgeuse est généralement l'une des six ou sept étoiles les plus brillantes visibles par les humains dans le ciel nocturne. À la mi-décembre, il avait perdu plusieurs places sur cette liste, au 21e rang.
Sur le point de souffler?
L'épisode de gradation inhabituel a incité certains astronomes à se demander si Bételgeuse était sur le point de devenir une supernova. La vie sur Terre irait bien si Bételgeuse explosait.
Sur la base de sa masse, les astronomes estiment que la supergéante ira en supernova lorsqu'elle aura environ 9 millions d'années. Selon Guinan, Betelgeuse a probablement entre 8 et 9 millions d'années maintenant. Les astronomes ont récemment estimé que Bételgeuse pourrait être due à une supernova dans environ 100 000 ans . Quand ça souffle, ce sera spectaculaire. L'explosion sera environ la moitié de la luminosité de la pleine lune, a déclaré Guinan. Quiconque a la chance d'être là pourra le voir briller pendant la journée pendant des mois jusqu'à ce qu'il disparaisse.
Les astronomes ont soigneusement observé les comportements de nombreuses étoiles après leur explosion en supernovae. Mais personne n'a eu un aperçu détaillé du comportement d'une étoile menant à une supernova. Les astronomes ne savent donc pas vraiment si l'événement de gradation actuel mène à une supernova. Ce qu'ils savent, c'est qu'il serait peu probable que l'explosion se déclenche maintenant alors qu'il y a tant d'incertitude dans leur compréhension du comportement de Betelgeuse et même de son âge.
Guinan et son équipe continueront de surveiller Betelgeuse, comme ils le sont depuis des décennies. Sur la base des anciens modèles de gradation et d'éclaircissement de Betelgeuse - l'étoile semble varier en luminosité tous les 6 ans environ et tous les 425 jours - ils s'attendent à ce qu'elle devienne plus faible en janvier, puis redevienne plus lumineuse. Mais ils devront voir si c'est le cas.
"Cela défie les prévisions", a déclaré Guinan. "Il est difficile de prédire ce qu'il va faire à l'avenir."
Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/12/betelgueses-bizarre-dimming-has-astronomers-scratching-their-heads?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0VN4Wu6Vzy7AiRC7asaNjifTChMOn-l1yQD490yOQYgst-gTw47knr-N8 -
LE 22.01.2020: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Peut-on voir les neutrinos du Big Bang ?
- Par dimitri1977
- Le 22/01/2020
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Peut-on voir les neutrinos du Big Bang ?
Journaliste
Les neutrinos sont omniprésents dans l'Univers où ils sont plus nombreux que les photons du rayonnement fossile et même, de très loin, que les particules de matière ordinaire. Très difficiles à détecter, on cherche pourtant à étudier ceux du Big Bang.
Depuis le début de l'astronomie et plus encore avec l'avènement de l'astrophysique au XIXe siècle, la lumière est le médium qui nous permet d'étudier et de comprendre l'Univers. Il est une lumière qui est particulièrement importante en cosmologie, c'est celle qui a été étudiée à l'aide du satellite Planck : le fameux rayonnement fossile ou cosmic microwave background (CMB). Étroitement lié à la théorie du Big Bang, il a été émis environ 380.000 ans après la naissance du cosmos observable lorsque sa température est passée sous la barre des 3.000 degrés kelvin environ, du fait de son expansion qui a refroidi le gaz (ou plus exactement le plasma) de particules primordiales. Les photons ont alors cessé d'interagir avec les noyaux et les électrons qui se sont assemblés pour former les premiers atomes neutres.
VOIR AUSSIÀ la recherche des neutrinos
Le CMB qui nous parvient aujourd'hui a été émis, non seulement il y a longtemps, mais aussi à une très grande distance de la Voie lactée. Son étude illustre le fait qu'observer de plus en plus loin dans l'univers revient à effectuer un carottage de plus en plus profond dans les strates de l'histoire de l'espace-temps. On peut aussi dire, par analogie, que dans le cas du CMB, cela ressemble de ce point de vue à chercher à voir ce qui se passe sous la surface du Soleil. En effet, à un certain point de cette remontée dans le temps, le cosmos devient si dense et chaud que les atomes ne pouvaient exister, empêchant les photons de se déplacer librement. Au-delà, il nous est donc impossible d'obtenir des informations directes. L'univers est pour nous, en quelque sorte, opaque.
Voir plus en profondeur, c'est-à-dire en fait plus tôt, est alors possible en utilisant d'autres messagers et une autre astronomie.
Antoine Kouchner et Stéphane Lavignac retracent l’histoire passionnante du neutrino et nous font découvrir les grandes expériences consacrées à ce messager de l’infiniment grand et de l’infiniment petit dans un livre publié aux éditions Dunod et qu'accompagne cette vidéo de présentation. Antoine Kouchner est professeur à l’université Paris Diderot et directeur du laboratoire AstroParticule et Cosmologie. Il est également responsable scientifique de la Collaboration internationale Antares qui exploite le premier télescope sous-marin à neutrinos, dont le successeur, KM3NeT, est en construction en Méditerranée. Stéphane Lavignac est physicien au CNRS et effectue ses recherches à l’Institut de physique théorique de Saclay. Ses travaux portent sur la théorie des particules élémentaires et sur les conséquences des masses des neutrinos en physique des particules et en cosmologie.© DunodVideos
Or, il se trouve qu'environ une seconde après le début de l'univers observable, dans le modèle standard de la cosmologie relativiste, la température du cosmos était de 10 milliards de degrés et sa densité était comparable à celle de l'eau. L'univers contenait une soupe de leptons, de photons et surtout de protons et de neutrons se transformant les uns dans les autres en absorbant et émettant... des neutrinos (ces particules fantomatiques dont l'existence avait été prédite dans les années 1930 par le physicien Wolfgang Pauli et dont une première théorie a été développée par Enrico Fermi). En dessous de ce seuil de température qui correspond à des énergies pour les neutrinos de l'ordre de 1 MeV, ils ont cessé d'interagir avec les nucléons pour se propager finalement librement dans l'espace.
L’astronomie des neutrinos, une fenêtre sur l’univers primitif
Il existe donc, en plus du fond diffus cosmologique de photons, un rayonnement cosmologique de neutrinos qui nous donnerait directement accès - si l'on pouvait l'observer, le mesurer et le cartographier - à une image de l'état de l'univers lorsqu'il n'était âgé que de quelques secondes tout au plus. Ce fond cosmologique de neutrinos (cosmic neutrino background soit CNB ou encore CνB, lire C-nu-B), nous pouvons l'observer indirectement par ses effets sur le rayonnement fossile comme l'ont montré les analyses récentes des mesures de la mission Planck.
Mais le mettre directement en évidence représente un défi technologique que tentent de relever les membres du Princeton plasma physics laboratory (PPPL) à travers le projet Ptolemy (Princeton tritium observatory for light, early universe massive neutrino yield).
En effet, les neutrinos interagissent très faiblement avec la matière quand ils sont à basse énergie. Certes, il existe plus de neutrinos fossiles que de photons fossiles dans le cosmos. On estime même qu'il en existe environ 450 par cm3. Mais du fait de l'expansion de l'univers et de son refroidissement, la température moyenne du CNB est aujourd'hui de seulement 1,95 kelvin, soit légèrement plus froide que celle du CMB (2,725 K). On est donc loin des 10 milliards de kelvins initiaux. À une température aussi basse, les neutrinos cosmologiques semblaient, pour beaucoup, insaisissables puisque capables de traverser en moyenne, pour chacun d'entre eux, un bloc de fer d'une année-lumière d'épaisseur.
Une vue du prototype de l’expérience Ptolemy, le nom en anglais du célèbre astronome de l’Antiquité, Ptolémée. À terme, elle utilisera 100 g de tritium. © Elle Starkman, PPPL Office of Communications
C'était sans compter sur les progrès des détecteurs de particules utilisant le phénomène de supraconductivité ainsi que sur les découvertes des nanosciences. L'idée de base est que de tels détecteurs absorbant une particule qui y dépose de l'énergie s'échauffent localement et cessent d'être alors dans un état supraconducteur. Ce qui se manifeste par un brusque saut de la résistance dans un des capteurs de l'appareil.
L'expérience Ptolemy consistera à utiliser ce type de calorimètre pour mesurer l'énergie des électrons émis par la désintégration de noyaux de tritium déposés sur un feuillet de graphène. La théorie de la désintégration bêta pour cet isotope bien connu de l'hydrogène implique que les électrons émis ne peuvent pas posséder une énergie supérieure à une valeur bien déterminée. En sélectionnant à l'aide d'un champ magnétique, les électrons les plus énergétiques émis par les noyaux de tritium, il est possible de mesurer leurs énergies avec un calorimètre supraconducteur refroidi à une température inférieure à 0,1 K. Toujours d'après la théorie de l'interaction électrofaible à la base de celle de la désintégration bêta, on sait que ces électrons ont une faible probabilité d'absorber une partie de l'énergie des neutrinos du CNB. Certains d'entre eux déposeront donc dans le calorimètre, plus d'énergie qu'il n'est en théorie possible en l'absence de collision avec un neutrino si le système est suffisamment protégé par les effets d'un bruit de fond causé par d'autres particules que les neutrinos.
In fine, la distribution des énergies des électrons mesurée par Ptolemy devrait montrer la présence d'au moins un pic (une augmentation de la résolution montrerait trois pics associés aux trois types de neutrinos du modèle standard) au-dessus de la valeur maximale des énergies des électrons issus de la désintégration bêta des noyaux de tritium. L'expérience devrait alors permettre de mesurer indirectement des caractéristiques des neutrinos cosmologiques, comme leurs masses et leur densité.
En montant la quantité de tritium jusqu'à 100 grammes, l'expérience Ptolemy deviendra plus sensible et permettra peut-être, alors, de mettre en évidence des neutrinos stériles, des fermions de Majorana, dans l'hypothèse où ils constitueraient bien une part non négligeable de la matière noire. Cela pourrait alors apporter aussi une clé pour résoudre l'énigme de l'antimatière cosmologique.
CE QU'IL FAUT RETENIR
- Les neutrinos sont des particules fantomatiques produites par de nombreuses sources dans l'Univers, la désintégration radioactive de certains éléments à l'intérieur de la Terre, les réactions thermonucléaires au centre du Soleil, les explosions d'étoiles, etc.
- Le Big Bang devrait en avoir produit beaucoup et il devrait rester un rayonnement fossile de neutrinos que l'on peut étudier sur Terre directement avec l'expérience Ptolemy.
- Comme l'expliquent les physiciens Antoine Kouchner et Stéphane Lavignac dans un livre paru aux éditions Dunod, À la recherche des neutrinos Messagers de l'infiniment grand et de l'infiniment petit, l'étude des neutrinos peut nous apporter des informations capitales en astrophysique, cosmologie et physique fondamentale.
Source: https://www.futura-sciences.com/
Lien: https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/big-bang-peut-on-voir-neutrinos-big-bang-9839/?fbclid=IwAR04dIgIzRDrZ6FoPZ9Wo1UGz9yrbxXfczeu6qC9Z0IWVUImnB7MKUYa7sU#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura
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