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LE 12.12.2019: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ La chasse aux plus grands cousins de la Terre.
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La chasse aux plus grands cousins de la Terre.

Plus grands que la Terre mais plus petits que Neptune, ces mondes intermédiaires abritent des environnements étonnamment terrestres.

Par Michael Carroll | Publication: jeudi 10 octobre 2019

SUJETS CONNEXES: MONDES HABITABLES

Les scientifiques ne savent pas quoi faire de Kepler-452b. Les propriétés de la planète suggèrent qu'elle se situe à la frontière entre une super-Terre rocheuse et un sous-Neptune gazeux. S'il est de nature terrestre, il a probablement une atmosphère épaisse et beaucoup de volcans actifs.

NASA

Quelque part entre les géantes gazeuses et les mondes terrestres semblables à la Terre qui peuplent notre galaxie se trouve une zone crépusculaire, une région où les planètes défient toute classification facile. C'est une dimension entre gazeux et rocheux, un territoire où la taille de la planète chevauche la Terre et Neptune.

Plusieurs de ces planètes hybrides récemment découvertes offrent les possibilités les plus excitantes pour des conditions semblables à la Terre sur d'autres mondes. Et partout où de tels environnements existent, la chance que la vie puisse prendre pied ne peut être exclue.

À la recherche de la Terre 2.0

Trouver des exoplanètes n'est pas facile. Il est difficile d'imaginer une planète à des distances interstellaires car elle se perd dans la lueur de son étoile hôte. Mais les astronomes sont habiles à taquiner les planètes en scrutant la lumière des soleils lointains. Quand un monde passe directement devant son étoile de notre point de vue (un transit), l'étoile diminue et la quantité de variation dépend de la taille physique de la planète. Le vaisseau spatial de chasse aux planètes Kepler a utilisé cette technique pour trouver des milliers d'exo-mondes.

Une deuxième méthode, appelée vitesse radiale, mesure le mouvement d'une étoile tandis qu'un corps en orbite tire dessus. La gravité de la planète fait osciller son soleil. Lorsque la planète éloigne l'étoile de nous, la lumière devient plus rouge; de l'autre côté de l'orbite, l'étoile est tirée vers nous, et sa lumière devient plus bleue. Les astronomes peuvent détecter ce changement à la lumière d'une étoile. Et plus le changement est important, plus la planète doit être massive.

En combinant ces deux techniques, les scientifiques acquièrent un aperçu de la nature des exoplanètes. Si une planète a deux fois la masse de la Terre mais le même volume, par exemple, elle doit être très dense et donc rocheuse. Mais si une planète avec la masse de la Terre a 10 fois le volume de notre planète, ce doit être un monde à faible densité comme un petit géant de gaz ou de glace.

Les astronomes ont cartographié une large gamme de planètes en orbite autour de la zone habitable de leur étoile hôte - la région où l'eau liquide pourrait exister à la surface du monde - des petits terrestres apparentés à Mercure aux mondes rocheux ou gazeux de la taille de Neptune. Notre galaxie peut contenir 10 milliards de mondes de tailles comparables aux nôtres. Parmi les exoplanètes connues, cependant, les mondes de taille Neptune et sous-Neptune sont les plus courants. Beaucoup de ces géants relativement petits sont qualifiés de super-Terres.

Gliese 581g pourrait être l'un des mondes les plus terrestres de notre galaxie. Son orbite étroitement enroulée autour d'un soleil nain rouge place l'exoplanète dans la zone habitable de l'étoile. Les modèles indiquent que dans les bonnes conditions, un grand océan se propagerait à travers l'hémisphère face à l'étoile de cette super-Terre.

Super-Terres et sous-Neptunes

D'une manière générale, le terme super-Terre s'applique aux planètes qui sont plus grandes que la Terre mais qui ont toujours une surface rocheuse et une atmosphère mince. Le terme sous-Neptune fait référence à un petit géant gazeux. Mais les incertitudes dans les données signifient que la frontière entre ces deux classes est plus floue que claire.

Les super-terres semblent être le type d'exoplanète le plus courant. Environ trois mondes connus sur 10 appartiennent à cette catégorie. Ces mondes n'ont pas d'analogue dans notre système solaire. Les scientifiques classent les super-Terres strictement en fonction de la masse sans tenir compte de leur composition, de leur nature ou de leur distance par rapport à leur étoile hôte. La plupart de ceux découverts jusqu'à présent tournent autour de leur soleil - simplement parce que ce sont les plus faciles à détecter. Les masses de ces mondes varient d'un minimum d'environ 1,5 à 2 masses terrestres jusqu'à un maximum de 10 Terres.

Les astronomes trient les super-Terres en quatre catégories. Les planètes de faible densité contiennent de grandes quantités d'hydrogène et d'hélium et sont appelées naines ou sous-Neptunes. Les super-terres de densité moyenne sont probablement des mondes océaniques où l'eau est une composante majeure. Un troisième type a un noyau plus dense qu'un sous-Neptune mais possède toujours une atmosphère étendue d'un sous-Neptune. L'étendue de cette atmosphère dépend de la distance de la planète à son étoile - plus elle orbite loin, plus elle sera froide et plus elle retiendra l'atmosphère. Enfin, les super-Terres plus grandes et à haute densité, parfois appelées méga-Terres, comprennent probablement des composants majeurs de roche et / ou de métal.

Kepler-22b est probablement une planète rocheuse avec un rayon d'environ 2,4 fois celui de la Terre. Il orbite autour de son étoile hôte près du bord intérieur de la zone habitable, de sorte qu'il peut ressembler à Vénus de plus près que la Terre.

Pas tout à fait comme Neptune

Les sous-Neptunes omniprésents rejoignent la ménagerie exoplanète avec des masses allant jusqu'à légèrement moins que Uranus et Neptune de notre système. (Uranus contient 14,5 masses terrestres; Neptune en détient 17,1.) Ces mondes viennent probablement avec une grande variété de personnalités.

Le chercheur Mark Marley modélise des atmosphères d'exoplanètes au centre de recherche Ames de la NASA à Moffett Field, en Californie. Il croit que les sous-Neptunes peuvent s'avérer être les mondes les plus variés de toutes les tailles. «Vous devenez plus gros qu'un Saturne ou plus, et [les planètes] ont toutes tendance à être de la même taille car elles sont dominées par leurs atmosphères d'hydrogène et d'hélium. Lorsque vous vous rapprochez d'une masse terrestre, ce sont probablement tous des mondes rocheux avec un peu d'atmosphère. Mais [dans cette région entre Neptune et la Terre], il y a probablement une énorme gamme de ce que pourraient être ces planètes. Chacun va être unique », dit-il. Leur nature dépend de nombreux facteurs, notamment leur masse, la quantité d'eau qu'ils possèdent et la taille de leur cœur.

Comme Neptune, la plupart des sous-Neptunes sont gazeux. Contrairement à Neptune, cependant, beaucoup de ces mondes orbitent près de leur étoile hôte. Cela fournit aux astronomes un mystère: comment les sous-Neptunes se sont-ils retrouvés près de leur étoile lorsqu'ils ont dû se former dans les régions extérieures de leur système planétaire? De tels mondes ne peuvent naître qu'au-delà de la soi-disant ligne de neige, où les températures fraîches leur permettent de collecter de grandes quantités de glaces et de gaz.

Les planètes, semble-t-il, sont des choses glissantes, capables de se former à un endroit et de se déplacer dans un autre. L'arrangement de notre système solaire de géants de gaz et de glace au-delà de petits mondes terrestres n'est apparemment pas la norme à travers la galaxie. Les astronomes ont développé le modèle Grand Tack pour expliquer l'évolution précoce du système solaire. La théorie propose que Jupiter et Saturne ont marché vers le Soleil, mais Saturne a réussi à tirer Jupiter du bord de la mort. Des migrations similaires peuvent être courantes dans d'autres systèmes, où des sous-Neptunes pourraient se former à une grande distance et dériver vers l'étoile plus tard. Un monde semblable à la Terre qui se développe près de son soleil aurait une densité beaucoup plus élevée car il n'a pas la teneur en eau d'une planète originaire de la région extérieure plus froide d'un système.

Deux super-Terres en orbite Kepler-62. Les deux mondes ont probablement des océans profonds d'eau, bien que Kepler-62f (en bas) orbite plus loin de son étoile que Kepler-62e (en haut) et peut donc être recouvert de glace.

Elisa Quintana d'Ames Research Center a travaillé avec une équipe essayant de comprendre quand une planète passe de la Terre à un sous-Neptune gazeux. «Avant de connaître l'existence d'exoplanètes, nous avions une relation masse-rayon de base basée sur notre système solaire. Maintenant, nous avons dû jeter cela », dit-elle. «Les modèles théoriques nous disent que la transition de la super-Terre rocheuse au sous-Neptune gazeux est d'environ 1,5 ou 1,6 rayons terrestres. Une fois qu'une planète aura atteint 2 rayons terrestres, elle ressemblera davantage à un sous-Neptune. »Les chercheurs espèrent déterminer le point de transition alors qu'ils étudient davantage de super-Terres.

Comme à la maison?

Bien que la découverte de planètes aux dimensions terrestres soit passionnante, il faut plus que de la taille pour faire une Terre. Même dans des mondes proches de la taille et de la masse de la Terre, les cueillettes «semblables à la Terre» semblent minces. La plupart en orbite à l'extérieur de la zone habitable de l'étoile hôte.

Typique de ceux-ci est la méchante planète de la taille de la Terre entourant Gliese 1132. Les astronomes calculent que Gliese 1132b s'étend sur 1,2 rayons terrestres et a une masse environ 1,6 fois plus grande que notre planète, la plaçant à la frontière entre être rocheuse ou sub-neptunienne. Comme les planètes semblables à la Terre vont, jusqu'ici, tout va bien. Mais les scientifiques estiment que sa surface grille à la température d'un four, à environ 460 degrés Fahrenheit (225 degrés Celsius).

À quel point la Terre est-elle semblable à une super-Terre? Les caractéristiques qui contribuent à l'unicité de notre propre monde offrent une bonne mesure. Premièrement, la Terre orbite dans la zone habitable du Soleil. Bien que certaines super-Terres orbitent dans la zone habitable de leur propre étoile, des études montrent que cela peut ne pas être suffisant pour engendrer des environnements semblables à la Terre. La tectonique des plaques est un autre attribut essentiel de notre monde d'origine car elle recircule les minéraux qui se lavent dans les mers et recycle les éléments de l'atmosphère qui ont été chimiquement enfermés dans les roches.

Mais les modèles récents soutiennent que les super-Terres peuvent ne pas profiter des avantages de la tectonique des plaques. Tout d'abord, il faut le bon mélange de minéraux pour créer le motif de puzzle des plaques mobiles. Sur Terre, alors qu'une plaque glisse sous une autre, la pression croissante réorganise les atomes qu'elle contient, ce qui rend la roche plus dense. Sans cette altération, les plaques se bloqueraient et cesseraient de glisser l'une sur l'autre. Les planètes avec des croûtes minéralogiquement différentes peuvent ne pas être en mesure de maintenir une bande transporteuse de plaques.

Deuxièmement, la croûte d'une super-Terre peut être trop épaisse pour la tectonique. Des simulations de Terres géantes révèlent que la plupart de ces mondes ont des croûtes épaisses, dressant une barrière physique à la tectonique des plaques. Pourtant, certains chercheurs suggèrent que l'augmentation de la chaleur dans une super-Terre pourrait être suffisante pour conduire le processus.

Un autre facteur qui contribuerait à la terreur d'une super-Terre est un champ magnétique. Le noyau en fusion de la Terre génère un champ qui nous protège des particules chargées énergétiques. Pour ressembler à la Terre, une super-Terre doit avoir un tel champ.

La Super-Terre Gliese 667Cc, vue ici depuis la surface d'une hypothétique lune proche, peut être un sous-Neptune, avec des paysages nuageux venteux plutôt que des vues rocheuses. La planète se trouve si près de son hôte nain rouge qu'elle est probablement bloquée par les marées, une situation qui peut faire des ravages avec ses formations de nuages en bandes.

Une étude des super-Terres

Sur les milliers d'exoplanètes connues, les astronomes n'ont trouvé que quelques super-Terres ayant les bonnes caractéristiques pour ressembler potentiellement à la Terre. L'un des matchs les plus proches semble être Kepler-452b.
La première planète à peu près de la taille de la Terre trouvée dans la zone habitable d'une étoile similaire au Soleil, Kepler-452b est environ 1,5 fois plus grande que la Terre. Bien qu'elle soit légèrement plus éloignée de son étoile (Kepler-452) que la Terre du Soleil, son étoile brille légèrement plus brillamment que la nôtre, de sorte que la planète reçoit un peu plus d'énergie que la Terre.

Autrement dit, si Kepler-452b a une surface solide. La taille de la planète plane juste au bord entre une super-Terre rocheuse et un sous-Neptune gazeux. Les astronomes de l'Université de Columbia, Jingjing Chen et David Kipping, ne donnent à la planète que 13% de chances d'être terrestre plutôt que gazeuse. Les modèles suggèrent que si Kepler-452b est rocheux, il a probablement une atmosphère plus épaisse que celle de la Terre et serait probablement volcaniquement actif.

Kepler-452b met 385 jours pour orbiter autour de son soleil, une année assez similaire à celle de la Terre. Mais tout ne va peut-être pas bien sur ce monde. Son étoile a 1,5 milliard d'années de plus que le Soleil et rayonne plus d'énergie qu'auparavant. La planète était autrefois au centre de la zone habitable, mais au fur et à mesure que l'étoile parent vieillissante s'est réchauffée, sa zone habitable a migré vers l'extérieur, bloquant la planète sur le bord intérieur. Tous les océans qu'il avait autrefois se sont évaporés dans une atmosphère épaisse.

D'autres correspondances possibles peuvent entourer Gliese 581, une étoile naine rouge qui se trouve à 20 années-lumière de la Terre. Jusqu'à cinq planètes peuvent orbiter autour de cette étoile, et trois d'entre elles peuvent être des super-Terres dans la zone habitable de l'étoile. Gliese 581c orbite près du bord intérieur de la zone. Il peut tourner suffisamment près de l'étoile pour souffrir d'un effet de serre galopant comme celui de Vénus.

Les deux autres planètes - Gliese 581d et Gliese 581g - peuvent être plus semblables à la Terre, mais les astronomes ne sont même pas sûrs qu'elles existent. Les deux mondes ont été détectés par plusieurs équipes, mais d'autres chercheurs n'ont pas réussi à les confirmer. S'ils étaient réels, ils seraient sur la liste restreinte pour la plupart des planètes semblables à la Terre.

Des nuages dans le ciel de Kepler-438b cachent son hôte nain rouge. La planète se trouve suffisamment près de son étoile active pour être exposée à des éruptions stellaires massives. S'il n'a pas de champ magnétique, le Kepler-438b subit probablement des niveaux de rayonnement mortels.

Gliese 581g semble orbiter à seulement 0,13 unité astronomique (AU; 1 AU est la distance moyenne Terre-Soleil) de l'étoile. Mais parce que la naine rouge est faible, la planète reçoit à peu près la même quantité d'énergie que la Terre en provenance du Soleil. Sa masse ne doit pas dépasser 2,2 terres, ce qui la qualifie à peine pour le statut de super-Terre. La planète orbite suffisamment près de son soleil pour être verrouillée en permanence, gardant toujours le même visage vers l'étoile. En fonction de sa composition atmosphérique et de sa surface, il peut s'agir d'un monde stérile, semblable à Vénus, ou riche en eau.

S'il a une pression atmosphérique similaire à celle de la Terre, le globe pourrait être recouvert d'une épaisse croûte de glace. Mais si l'air contient suffisamment de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone, les températures pourraient être sensiblement plus chaudes. Le monde verrouillé par la marée pourrait développer un océan permanent sur l'hémisphère face à l'étoile, où les températures seraient similaires à celles des tropiques de la Terre.

Le Gliese 581d semble être beaucoup plus lourd, avec peut-être jusqu'à 7 masses terrestres. La prétendue taille de cette planète a amené les astronomes à ajouter une nouvelle classe aux exoplanètes: la méga-Terre. Le monde orbite apparemment autour de son étoile avec une période de 67 jours, la plaçant près du bord extérieur de la zone habitable.

Le règne de gloire de Kepler

À une distance de 620 années-lumière, l'étoile semblable au soleil Kepler-22 héberge Kepler-22b. La planète a été le premier monde de zone habitable découvert par le vaisseau spatial Kepler.

Avec un diamètre d'environ 2,4 fois celui de la Terre, elle a une densité similaire à la roche, ce qui signifie qu'elle peut être terrestre. Kepler-22b pourrait également avoir une atmosphère assez dense et, comme il orbite dans la région intérieure de la zone habitable de son étoile, le climat peut ressembler plus à Vénus qu'à la Terre. Mais la rotation de la planète et la couverture nuageuse pourraient y modérer les conditions. Certains modèles récents indiquent une température de surface oscillant autour d'un confortable 72 F (22 C).

Plus loin dans la galaxie, à une distance d'environ 1 200 années-lumière, Kepler-62 possède cinq planètes confirmées. Deux d'entre eux résident dans la zone habitable de l'étoile naine orange hôte. Les deux sont environ 1,5 fois plus grands que la Terre, ce qui les place à la frontière entre la Terre et la super-Terre.

Des études indiquent que l'eau recouvre probablement Kepler-62e dans un océan mondial profond. Et bien que le frère Kepler-62f puisse également avoir une grande composante d'eau, il se trouve suffisamment loin dans la zone habitable pour que la surface soit gelée, au moins aux pôles. Ce dernier monde peut avoir une atmosphère plus dense que celle de la Terre, peut-être similaire à - mais plus froide que - celle de Vénus.

À quelque 22 années-lumière de la Terre se trouve le système à trois étoiles Gliese 667. Deux des membres sont des naines oranges de type K un peu plus froides que le Soleil, tandis que la troisième est une naine rouge encore plus froide. Les deux étoiles de type K sont en orbite l'une autour de l'autre; la naine rouge, Gliese 667C, les entoure tous les deux à une distance de 230 UA. Gliese 667C semble avoir au moins trois planètes à proximité de sa zone habitable.

Le plus fascinant d'entre eux est peut-être le Gliese 667Cc, qui a une masse inférieure à quatre fois celle de la Terre. Cette planète extraterrestre peut être une terre rocheuse, bien que certains chercheurs pensent qu'elle peut être un sous-Neptune. Le monde fait le tour de son soleil à une vitesse vertigineuse, terminant un circuit en seulement 28 jours.

Mais parce que Gliese 667C est une naine rouge, le monde est suffisamment éloigné pour que de l'eau liquide puisse exister à sa surface. Gliese 667Cc recueille environ 90 pour cent de la lumière et de la chaleur que la Terre reçoit du Soleil. Et comme avec n'importe quelle grande planète dans une zone habitable, elle peut avoir des lunes avec des environnements assez similaires à la Terre.

L'une des planètes les plus semblables à la Terre jamais découvertes est un monde avec un rayon 12 pour cent plus grand que le nôtre. Kepler-438b orbite dans la zone habitable d'une naine rouge, effectuant un circuit tous les 35 jours. Si Kepler-438b est de nature terrestre, sa masse serait d'environ 1,4 fois celle de la Terre. Les températures de surface sur ce monde varieraient probablement de 32 à 140 F (0 à 60 C).

La planète souffre de l'inconvénient d'orbiter suffisamment près de son étoile parente pour ressentir les retombées de l'une des fusées éclairantes stellaires qui sont si communes aux naines rouges. En fait, les observateurs ont vu Kepler-438 libérer du rayonnement et du plasma tous les quelques centaines de jours. Mais si le Kepler-438b a un fort champ magnétique, sa surface pourrait toujours être hospitalière.

Les astronomes ont découvert une variété d'exoplanètes dans la zone habitable de leur étoile hôte. Le domaine semble mûr pour la découverte de mondes aux biomes florissants au-delà du nôtre. La recherche de formes de vie sur Terre de soleils lointains sera difficile, mais la détection d'un nouveau monde vivant changerait à jamais nos visions de la biologie, du développement planétaire et de la fréquence de la vie dans l'univers.

Source: http://www.astronomy.com/
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/2019/10/the-hunt-for-earths-bigger-cousins?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR1A6zNqWwGnoqtlPdAj9QwdTy131zFjCi_kknNmdQetsD9qwUTmUEFbpr8
LE 12.12.2019: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ L'origine de la vie: pas aussi fortuite qu'on le pensait?
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L'origine de la vie: pas aussi fortuite qu'on le pensait?

Les chercheurs constatent que les membranes peuvent avoir aidé les éléments constitutifs de la vie à se réunir.

Par Sofie Bates, contributeur Inside Science | Publication: lundi 12 août 2019

SUJETS CONNEXES: ASTROBIOLOGIE | MONDES HABITABLES

Concept d'artiste de ce à quoi aurait pu ressembler la Terre primitive.

Laboratoire d'images conceptuelles du centre de vol spatial Goddard de la NASA

(Inside Science) - Les experts estiment que les éléments constitutifs de la vie se sont heurtés pour la première fois il y a environ 3,5 milliards d'années. Cette collision fortuite a en quelque sorte aidé à former la première cellule rudimentaire - et la première vie sur Terre.

Du moins, c'est la théorie prédominante. Maintenant, une équipe de scientifiques de l'Université de Washington conteste cette idée dans un article publié dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences . Ils suggèrent que les membranes pourraient avoir été l'élément clé qui a aidé à rassembler les pièces nécessaires pour créer la première cellule.

"Si vous voulez expliquer la vie, vous devez expliquer l'origine des cellules", a déclaré Roy Black, co-auteur de l'article et biochimiste à l'Université de Washington à Seattle. "Ce que cette [recherche] fait est de nous aider à expliquer comment les cellules sont apparues, pas seulement les composants séparés."

Il faut trois parties principales pour construire une cellule primitive: de l'ARN pour stocker des informations, des protéines pour effectuer les tâches quotidiennes de la vie et une membrane cellulaire pour tout garder au même endroit.

Mais il y a un problème. La création d'ARN produit des molécules de magnésium chargées qui peuvent provoquer l'effondrement des membranes. Les scientifiques n'avaient pas été en mesure de recréer un environnement qui aurait pu naître des matériaux présents sur la Terre primitive et permettre à l'ARN et aux membranes de coexister. Cela a été un énorme problème pour les scientifiques essayant de comprendre comment la vie a commencé sur notre planète.

Les chercheurs ont commencé par construire un environnement en laboratoire qui imite ce que les scientifiques pensent que la Terre était comme il y a des milliards d'années. Ils ont essayé de résoudre ce casse-tête en utilisant uniquement des pièces disponibles sur Terre à l'époque: de l'eau, des morceaux de protéines primitifs, des morceaux d'ARN et des acides gras , qui auraient pu être transportés sur Terre par une météorite.

L'équipe a ajouté diverses molécules à leur soupe primordiale simplifiée et a recherché des combinaisons qui permettraient aux membranes de se former. Dans l'eau, les acides gras s'auto-assemblent en membranes, formant des structures comme un ballon d'eau plein sous l'eau.

Mais ces structures sont instables. Ils s'effondrent facilement si l'eau qui les entoure contient des sels, comme dans les océans qui recouvraient la Terre primitive, ou des molécules chargées, y compris le magnésium qui est nécessaire pour produire du nouvel ARN.

"Ce que nous avons découvert, c'est que les éléments constitutifs des protéines sauvent la situation", a déclaré Sarah Keller, co-auteure et physicienne en biologie à l'Université de Washington.

L'équipe a remarqué que certains morceaux de protéines, appelés acides aminés, collent aux membranes. Ils avaient précédemment signalé un phénomène similaire en utilisant les éléments constitutifs de l'ARN. Caitlin Cornell, premier auteur sur le papier et un étudiant diplômé à l'Université de Washington, a remarqué que les membranes semblaient plus épaisses et plus brillantes au microscope lorsqu'elle a ajouté certains acides aminés. Parfois, ils formaient des membranes concentriques, comme les couches d'un oignon.

Cela indique que les acides aminés peuvent aider à stabiliser les membranes. Les chercheurs ont été surpris et excités de constater que les membranes sont restées intactes même lorsqu'elles ont ajouté du sel ou du magnésium.

Pour Antonio Lazcano Araujo, biochimiste à l'Université nationale autonome du Mexique qui n'était pas impliqué dans l'étude, le fait que les chercheurs puissent ajouter du magnésium sans que les membranes ne se désagrègent est particulièrement excitant. Il dit que cela laisse entendre que tous les composants de la petite enfance auraient pu coexister dans le même microenvironnement. "C'est un modèle beaucoup plus réaliste de ce qui s'est passé sur la Terre primitive", a déclaré Lazcano Araujo.

Certains scientifiques pensent que les trois composants de l'ARN, des protéines et des acides gras se sont formés indépendamment avant de se réunir pour former la première cellule, peut-être près des évents hydrothermaux dans l'océan ou dans les flaques d'eau sur terre. Mais mettre les bonnes pièces aux bons endroits au bon moment pour former une vie précoce semble si improbable.

L'équipe spécule que les membranes peuvent avoir facilité ce processus improbable. Les acides aminés et les morceaux d'ARN adhèrent naturellement aux membranes cellulaires faites d'acides gras, qui concentreraient tous les morceaux au même endroit. "Alors vous êtes sur le point de voir la chimie commencer à se produire, à assembler les blocs de construction", a déclaré Black.

Ces découvertes sont une étape vers la connaissance du début de la vie, mais il y a encore tellement de choses que nous ne savons pas comment nous - et toute la vie - avons existé sur cette planète.

"Les questions qui nous permettent de réfléchir à notre place dans l'univers - que ce soit des échelles astronomiques des planètes dans l'univers aux plus petites échelles de nous-mêmes sur cette planète - sont de grandes questions intéressantes", a déclaré Keller.

Source: http://www.astronomy.com/
Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/08/the-origin-of-life-not-as-coincidental-as-once-thought?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR3lpcrf-bUhYx9RJpIxOYHfqak-QEkK2-j1uZwYKtPDHXqpyShlZguLVd8
LE 12.12.2019: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ L'échelle de distance cosmique: comment mesurer un univers infini.
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L'échelle de distance cosmique: comment mesurer un univers infini.

Pour cartographier l'univers, les astronomes enchaînent des mesures de distance à des objets toujours plus éloignés, comme escalader des échelons sur une échelle cosmique.

Par Alison Klesman | Publication: mercredi 31 juillet 2019

SUJETS CONNEXES: ÉTOILES | GALAXIES | ASTROPHYSIQUE

L'échelle de distance cosmique permet aux astronomes de mesurer en toute confiance de vastes distances.

NASA / JPL-Caltech

Lorsque les humains regardent le ciel nocturne, ils posent naturellement la question: à quelle distance se trouve cette planète, cette étoile ou cette galaxie? La distance est l'une des mesures les plus fondamentales que les astronomes effectuent, mais c'est aussi l'une des plus difficiles. Heureusement, les astronomes disposent d'un outil essentiel pour les aider à répondre à cette question centrale: jusqu'où? Cet outil est l'échelle de distance cosmique.

Cette échelle comporte des «barreaux» d'objets dotés de certaines propriétés qui permettent aux astronomes de mesurer leur distance en toute confiance. Sauter à chaque échelon suivant repose sur des méthodes de mesure d'objets toujours plus éloignés, la prochaine étape s'appuyant souvent sur la précédente. Par exemple, une fois que les astronomes mesurent la distance d'une galaxie à l'aide d'un échelon, ils peuvent alors mesurer la distance à l'aide de l'échelon suivant et faire correspondre les deux. Cela leur permet de se déplacer vers l'extérieur et de mesurer des distances encore plus grandes, barreau par barreau.

Intensifier

La parallaxe donne les distances aux étoiles proches. C'est la façon dont les Hipparcos et maintenant le vaisseau spatial Gaia cartographient la Voie lactée. Cette méthode repose sur l'observation des étoiles proches car elles semblent se déplacer sur le fond des étoiles plus éloignées, qui semblent fixes. En comparant la position apparente d'une étoile aujourd'hui à sa position apparente il y a six mois, les astronomes peuvent calculer la distance. Mais c'est le hic - cela ne fonctionne que pour les étoiles qui sont suffisamment proches pour qu'elles semblent se déplacer sur le fond le plus éloigné. Avec la technologie actuelle, la parallaxe peut mesurer des distances aux étoiles jusqu'à quelques dizaines de milliers d'années-lumière de distance.

Mais cela ne couvre même pas l'intégralité de la Voie lactée, qui est d'au moins 100 000 années-lumière de bout en bout. Le prochain échelon est constitué d'étoiles variables appelées céphéides et lyres RR, dont la luminosité change avec le temps. La physique dicte que toutes les étoiles RR Lyrae ont la même luminosité car elles partagent un âge et une masse spécifiques et bien connus. Variables céphéides, d'autre part, ont des luminosités différentes. Mais ces étoiles chaudes et massives scintillent à un rythme lié à leur luminosité, quelle que soit leur distance. Tout ce que les astronomes ont à faire est de mesurer la vitesse à laquelle une céphéide s'éclaircit et s'assombrit pour calculer sa luminosité. Et ces étoiles variables ne sont pas seulement visibles dans toute notre galaxie. Les astronomes peuvent les repérer dans le quartier voisin de la Voie lactée, y compris dans la galaxie d'Andromède à environ 2,5 millions d'années-lumière et l'amas de la Vierge à environ 50 millions d'années-lumière.

Les étoiles RR Lyrae scintillent pendant environ 12 heures dans cette image du télescope spatial Hubble de l'amas globulaire M3.
Judy Schmidt

Mais toutes les étoiles ne sont pas variables. Heureusement, il existe d'autres façons d'utiliser les étoiles comme échelons sur l'échelle de distance. Au lieu d'observer des étoiles uniques, les astronomes peuvent, par exemple, regarder toutes les étoiles d'un amas globulaire, qui sont des boules de soleils bien serrées qui se sont toutes formées en même temps. Ceux-ci peuvent être vus autour de la Voie lactée, ainsi qu'à côté d'autres galaxies proches et lointaines. Tout d'abord, les astronomes placent chaque étoile dans l'amas sur un diagramme de Hertzsprung-Russell (HR), qui trace la luminosité et la couleur d'une étoile (qui est liée à la température). En comparant où certains types d'étoiles tombent sur le diagramme avec où se trouvent des étoiles similaires à une distance connue, les astronomes peuvent utiliser la différence pour mesurer la distance à l'amas.

Loin

Mais à mesure que les galaxies s'éloignent, les télescopes ne peuvent pas distinguer leurs étoiles individuelles, tout comme les lettres sur une carte des yeux deviennent plus floues à mesure qu'elles deviennent plus petites. Finalement, les étoiles ne peuvent plus être utilisées comme échelons sur l'échelle. Pour mesurer les galaxies les plus éloignées, les astronomes doivent s'appuyer sur des objets extrêmement brillants capables de briller sur de grandes distances. L'objet le plus couramment utilisé est appelé supernova de type Ia. On pense que ce sont l'explosion d'une naine blanche, le reste d'une étoile semblable au soleil, lorsqu'elle dépasse une certaine limite de poids. En raison des propriétés physiques des naines blanches, elles ne peuvent pas peser plus de 1,4 fois la masse de notre Soleil. Mais les naines blanches dans les systèmes d'étoiles binaires peuvent voler de la matière à leur compagnon, faisant basculer les écailles et les faire exploser. Parce qu'elles explosent toujours au même point, les supernovae de type Ia ont toujours à peu près la même luminosité - et elles sont très lumineuses, visibles à des distances d'environ 10 milliards d'années-lumière ou plus.

Les supernovae de type Ia se produisent lorsqu'un nain blanc franchit une limite de poids, provoquant son explosion.
NASA / JPL-Caltech

Le plus haut échelon de l'échelle de distance cosmologique est le décalage vers le rouge. Les astronomes mesurent cette valeur en divisant toute la lumière d'une galaxie par longueur d'onde, appelée spectre. Chaque élément ou molécule laisse des empreintes digitales différentes sur ce spectre, qui apparaissent à des longueurs d'onde très spécifiques. Mais si une galaxie s'éloigne de nous, sa lumière s'étire. Les longueurs d'onde de ces empreintes chimiques changent - et la quantité qu'elles ont décalée, ou deviennent plus rouge, s'appelle le redshift de la galaxie. Le décalage est lié à la distance de la galaxie par la loi de Hubble, qui stipule que plus une galaxie est éloignée de la Terre, plus elle s'éloigne rapidement de nous à mesure que l'univers se développe. Mesurer le décalage vers le rouge a permis aux astronomes de repérer certaines des premières galaxies connues, qui brillent à plus de 13 milliards d'années-lumière.

Source: http://www.astronomy.com/
Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/07/the-cosmic-distance-ladder?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0LHmiRU-9o_WO5Fk_eIFI7A0M07CMcyLQANvg3862oxmgk7lWVsMxLOe4
LE 12.12.2019: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Dans une supernova, pourquoi détectons-nous les neutrinos avant la lumière?
- Par dimitri1977
- Le 12/12/2019
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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- Dans une supernova, pourquoi détectons-nous les neutrinos avant la lumière?
Charles Johnson,
Lac Léman, Wisconsin

Publication: mardi 20 novembre 2018

Cassiopée A (à gauche) est le vestige d'une étoile dont la lumière de la supernova a atteint la Terre il y a environ 300 ans. Aujourd'hui, d'énormes détecteurs, comme celui de l'expérience des neutrinos du réacteur de Daya Bay (à droite), peuvent capturer une petite fraction des neutrinos produits par les supernovae.

NASA / JPL-Caltech; Roy Kaltschmidt, LBNL

Lorsqu'une étoile massive manque de combustible nucléaire à la fin de sa vie, elle s'effondre - le noyau dense de l'étoile tombe sur elle-même, serrant les protons et les électrons pour former les restes des neutrons qui forment une étoile à neutrons ultra-dense. L'implosion est arrêtée lorsque le noyau atteint l'extrême densité de matière nucléaire (c'est-à-dire la densité trouvée à l'intérieur du noyau d'un atome). Un violent rebond s'ensuit, éjectant la matière vers l'extérieur dans une explosion de supernovae, qui, pendant un court instant, peut briller aussi brillamment dans les photons (lumière) que dans toute une galaxie.

Le drame de l'explosion commence au milieu trouble de l'enveloppe stellaire entourant le noyau. Cela peut prendre un certain temps - des heures ou même une bonne fraction d'une journée - pour qu'une onde de choc éclate du cadavre de l'étoile morte et déclenche l'éclat de la supernova. Bien avant le feu d'artifice visible, presque toute l'énergie de la chute intérieure de l'étoile s'est déjà échappée, sous la forme de neutrinos presque invisibles.

Les neutrinos sont des particules élémentaires réputées «fantomatiques» - elles ne heurtent que rarement la matière, elles sont donc difficiles à détecter. En moyenne, un neutrino traversera une année-lumière de matière avant d'entrer en collision avec un atome! Dans la matière férocement chaude et dense au cœur de l'effondrement de l'étoile, les neutrinos sont produits en grandes quantités. Parce que les neutrinos glissent simplement à travers la matière comme des fantômes à travers les murs, ils peuvent s'échapper de l'étoile en quelques dizaines de secondes. Sur Terre, nous pouvons en capturer une rafale (qui n'est qu'une infime fraction du total produit) dans d'énormes détecteurs de neutrinos souterrains, avant que la lumière de la supernova n'apparaisse.

Vous pouvez vous inscrire auprès du réseau du système d'alerte précoce Supernova (https://snews.bnl.gov) pour recevoir une alerte lorsque cela se produit à partir du réseau de détecteurs de neutrinos.

Kate Scholberg
Professeur de physique,
Duke University,
Durham, Caroline du Nord

Source: http://www.astronomy.com/
Lien: http://www.astronomy.com/magazine/ask-astro/2018/11/supernova-signals?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0TtZNylevn_lbUkdkBfo0BOdw5VA2464LtTIrpE-kUPgF2vgCmGgFLhZo
LE 12.12.2019: Actualité de la météo,de l'astronomie et de la science/ Un guide de notre quartier galactique.
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Un guide de notre quartier galactique.

La Voie lactée et Andromède règnent sur une collection hétéroclite de quelques dizaines de galaxies.

Par Richard Talcott | Publication: vendredi 22 février 2019

La galaxie d'Andromède (M31) est le plus grand membre du groupe local. Cette vue montre les bras spiralés poussiéreux qui composent son disque et son renflement galactique jaunâtre. Notez également deux de ses galaxies satellites: M32 (à gauche du centre) et NGC 205 (en bas à droite).

Hunter Wilson

Il y a un siècle, la plupart des astronomes pensaient que notre galaxie était l'univers entier. Cela a changé brusquement en 1923 lorsque l'astronome américain Edwin Hubble a découvert des étoiles variables de Céphéide dans la grande «nébuleuse spirale» de la constellation d'Andromède. Parce que les périodes de ces étoiles sont en corrélation avec leurs luminosités, Hubble pourrait déduire leurs distances. Il a conclu que les étoiles - et la nébuleuse en spirale à laquelle elles appartiennent - doivent se situer bien au-delà de la Voie lactée.

Cette galaxie spirale, maintenant connue sous le nom de galaxie d'Andromède (M31), partage de nombreuses caractéristiques avec la nôtre. Les deux sont des galaxies spirales barrées avec des centaines de milliards d'étoiles et de disques qui s'étendent sur plus de 100 000 années-lumière. Et même si les astronomes pensaient depuis longtemps que le M31 l'emportait deux ou trois fois sur la Voie lactée, des études récentes suggèrent que les deux peuvent avoir des masses similaires.

Ces deux géants - voisins cosmiques distants de 2,5 millions d'années-lumière - ancrent notre groupe local de galaxies. Cette collection liée par gravitation s'étend sur environ 10 millions d'années-lumière et contient plus de 54 membres. C'est du moins le nombre d'astronomes détectés jusqu'à présent. La découverte de petites galaxies sombres pèse même sur les plus grands télescopes de la Terre, donc il y en a beaucoup plus susceptibles de se cacher dans l'ombre de leurs grands frères. Trouver ces compagnons de faible luminosité et étudier comment ils interagissent avec leurs frères et sœurs aidera les astronomes à comprendre l'évolution et le sort ultime de notre galaxie d'origine.

Les rois et leur cour

Il y a une grande baisse de taille après M31 et la voie lactée. Le troisième membre du groupe local, la Pinwheel Galaxy (M33), n'est que le dixième de la taille de ses plus grands voisins. Situé à environ 2,75 millions d'années-lumière de la Terre dans le Triangulum, M33 est la seule spirale non barrée du groupe local. Parce qu'il se trouve relativement proche de M31, certains astronomes soupçonnent qu'il pourrait s'agir d'un compagnon ou même d'une galaxie satellite d'Andromède.

Il ne fait aucun doute que le quatrième plus grand composant du Groupe local, le Grand Nuage de Magellan (LMC), est une galaxie satellite à nous. À une distance de 160 000 années-lumière, il ressemble à l'œil nu à un morceau détaché de la Voie lactée. Le LMC réside à la frontière entre Dorado et Mensa, et il ne monte jamais pour les observateurs aux latitudes moyennes du nord. Classé comme une galaxie irrégulière, le LMC détient environ un cinquième de la masse de M33.

Le troisième membre du Groupe local, la Galaxie Pinwheel (M33), réside dans la constellation du Triangulum. Il ne fait que le dixième de la taille de la galaxie d'Andromède et de la voie lactée.

Tony Hallas

Pour chacun de ces membres massifs, le groupe local abrite plus d'une douzaine de galaxies naines. Beaucoup voltigent autour des gros membres comme des papillons autour d'un lampadaire. La galaxie d'Andromède abrite au moins 15 galaxies satellites, dont deux (les petits elliptiques M32 et NGC 205) qui apparaissent à travers des télescopes d'arrière-cour dans le même champ de vision que leur hôte. La Voie lactée compte plus d'une douzaine de satellites, dont le LMC et son voisin, le petit nuage magellanique (SMC), à Tucana. Curieusement, M33 n'a pas de satellite confirmé.

Loin des grandes galaxies et de leur entourage se trouvent plusieurs autres petites galaxies qui semblent être gravitationnellement indépendantes des autres. La plupart d'entre eux sont obscurs, et les astronomes ont du mal à les taquiner des étoiles de premier plan dans la Voie lactée. Les membres ultrapériphériques du groupe local semblent être Sextans A et Sextans B, une paire de minuscules galaxies irrégulières à environ 4,35 millions d'années-lumière.

Un microcosme cosmique

Le groupe local expose un défi familier à la plupart des scientifiques: les gros objets sont plus faciles à trouver et à examiner que leurs petits cousins plus omniprésents. Par exemple, les biologistes peuvent observer et étudier les éléphants plus facilement que les créatures microscopiques qui les surpassent en nombre d'un million de fois. Les astronomes stellaires ont peu de problèmes à voir des étoiles massives et très lumineuses à travers la galaxie, mais ils doivent chercher profondément pour découvrir des naines rouges plus petites et plus pâles qui représentent 75% de la Voie lactée. Sur les 100 étoiles les plus brillantes du ciel nocturne, seulement cinq sont également parmi les 100 plus proches. Et aucune naine rouge ne brille suffisamment pour voir à l'œil nu.

Pour les astronomes galactiques, le groupe local fournit un laboratoire presque parfait pour explorer les galaxies les plus petites et les plus courantes. Notre collection de quartier comprend trois spirales, deux elliptiques, neuf irrégulières (y compris le LMC et SMC) et au moins 40 galaxies elliptiques naines, naines irrégulières et sphéroïdes naines. Pour vraiment comprendre l'univers dans son ensemble, les scientifiques doivent étudier ces abondantes galaxies naines et comment elles se rapportent à leurs rares maîtres.

La galaxie irrégulière naine du Sagittaire est le brin de lumière bleuâtre au centre. Il se trouve à environ 3,4 millions d'années-lumière de la Terre.

ESO / M. Bellazzini et al.

Fantôme dans la machine

Pour ce faire, les astronomes souhaitent un inventaire complet du groupe local. Ce n'est pas aussi simple que cela puisse paraître. Toutes les galaxies inconnues devraient être ultra-pâles, étalées si finement qu'elles se fondent dans le ciel ou se cachent derrière le disque poussiéreux de la Voie lactée.

En novembre 2018, une équipe d'astronomes a annoncé avoir découvert une galaxie qui vérifie toutes ces cases. Nommé Antlia 2, ce nouveau membre du groupe local est un satellite de la Voie lactée que les chercheurs ont surnommé une «galaxie fantôme». C'est une description appropriée. L'objet est un nain géant, si cela a un sens. Bien qu'il ait un diamètre similaire au LMC, il émet 10 000 fois moins de lumière. Il semble bien trop sombre pour sa taille, ou bien trop grand pour sa luminosité.

L'équipe, dirigée par Gabriel Torrealba de l'Institut d'astronomie et d'astrophysique de Taipei, Taiwan, a découvert Antlia 2 tout en parcourant les données du satellite Gaia de l'Agence spatiale européenne. Lancé en décembre 2013, Gaia a construit un catalogue d'étoiles contenant des mesures de haute précision de près de 1,7 milliard d'étoiles.

Les chercheurs ont passé au crible les données à la recherche d'étoiles RR Lyrae - cousines de faible luminosité aux variables de Céphéide que Hubble a utilisées pour découvrir la nature galactique du M31. Les Lyra RR sont de vieilles étoiles avec peu d'éléments lourds trouvés chez les plus jeunes comme le Soleil. Parce qu'ils apparaissent dans tous les satellites nains de la Voie lactée connus, l'équipe les a recherchés comme traceurs pour des nains non détectés auparavant.

Pour un nain, Antlia 2 soulève de grandes questions. Sa faible masse est typique des galaxies satellites, mais son grand volume ne l'est pas. Bien que les forces de marée de la Voie lactée devraient dépouiller les étoiles de la galaxie et lui faire perdre de la masse, le processus devrait faire rétrécir le volume d'Antlia 2 et non pas le faire croître. «Antlia 2 est une excentrique», explique Matthew Walker, membre de l'équipe de l'Université Carnegie Mellon. "Nous nous demandons si cette galaxie n'est que la pointe d'un iceberg, et la Voie lactée est entourée d'une grande population de nains presque invisibles similaires à celle-ci."

Contrairement à la plupart des galaxies irrégulières naines du groupe local, NGC 6822 contient de nombreuses étoiles bleues massives et les régions de formation d'étoiles rougeâtres qui leur donnent naissance.

Équipe locale d'étude des galaxies de groupe / NOAO / AURA / NSF

Bien qu'Antlia 2 se trouve actuellement à environ 425 000 années-lumière du centre de la Voie lactée, son orbite le rapproche de 150 000 années-lumière. Cependant, cela devrait encore être assez loin pour garder le nain intact pendant plusieurs milliards d'années.

Mais tous les satellites de la Voie lactée n'auront pas autant de chance. Un en particulier, connu sous le nom de sphéroïde nain Sagittaire, a traversé le disque de notre galaxie plusieurs fois, et il se dissout progressivement en flots d'étoiles à mesure que les marées de la Voie lactée le séparent. Le centre de cette galaxie se trouve à environ 82 000 années-lumière du centre de la Voie lactée. Le Canis Major Dwarf est encore plus proche (42 000 années-lumière) et tout aussi perturbé. Finalement, notre galaxie consommera ces satellites et bien d'autres, développant la Voie lactée tout en réduisant le nombre de ses compagnons.

Une collision magellanique

Bien sûr, une bataille entre la Voie lactée lourde et une galaxie satellite poids mouche ne peut se terminer que dans un sens. Mais que se passe-t-il lorsque deux autres combattants égaux s'affrontent? Vous vous retrouveriez probablement avec quelque chose comme les nuages magellaniques: des galaxies de forme irrégulière connaissant beaucoup de formation d'étoiles.

L'astronome Sally Oey de l'Université du Michigan a dirigé une équipe internationale qui a utilisé les données de Gaia pour étudier les mouvements de 315 étoiles dans le SMC. En octobre 2018, les scientifiques ont annoncé que les étoiles dans la partie sud-est du SMC s'éloignaient de la majeure partie de la galaxie et se dirigeaient vers le LMC. Les modèles informatiques montrent que les deux galaxies sont probablement entrées en collision frontale il y a quelques centaines de millions d'années.

Ces deux guerriers de poids moyen se rencontreront probablement encore et encore, fusionnant finalement en une seule galaxie. Mais la bataille ultime du Groupe local se jouera lorsque ses deux poids lourds entreront en collision. Les observations montrent que M31 est sur une trajectoire de collision avec la Voie lactée. Les galaxies massives feront une première passe rapprochée dans un peu moins de 4 milliards d'années. De fortes forces de marée les déformeront tous les deux, transformant leurs disques ordonnés en éclaboussures de gaz et d'étoiles. Deux à trois milliards d'années plus tard, ils fusionneront finalement en une seule galaxie elliptique géante que les astronomes ont surnommée Milkomeda.

M33 sera probablement en orbite autour des galaxies combinées pendant un certain temps avant qu'il ne tombe également sous leur charme. Le reste des galaxies du groupe local emboîtera le pas, même si cela pourrait prendre des dizaines de milliards d'années avant qu'elles ne fusionnent toutes.

Avec quelques milliards d'années sur leurs mains, les futurs astronomes devraient maîtriser le groupe local et ses membres, et l'utiliser comme un bloc de construction pour avoir une meilleure idée de la façon dont l'univers évoluera. Pas un mauvais héritage pour une collection hétéroclite de quelques dizaines de galaxies.

Source: http://www.astronomy.com/
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