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LE 13.07.2020: Actualité de l'astronomie / Un trou noir pourrait-il entrer en collision avec la Terre ?
- Par dimitri1977
- Le 13/07/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Un trou noir pourrait-il entrer en collision avec la Terre ?
Par Jonathan Sare, Futura
ublié le 12/07/2020
Un trou noir est une région de l'espace dont rien ne peut s'échapper, pas même la lumière. Il est donc naturel de se demander si ce type d'objet pourrait être une menace pour notre planète. Futura-Sciences a interviewé Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, qui nous répond ici en vidéo.
Les trous noirs sont des objets tout à fait exceptionnels, très différents des étoiles, des planètes ou des comètes. On pense qu'à peu près une étoile sur 10.000 est assez massive pour pouvoir un jour devenir un trou noir, que l'on qualifie alors de stellaire. Même s'il en existe des millions dans la Galaxie, ces astres sont donc très minoritaires par rapport aux étoiles et le plus proche connu est à plusieurs milliers d'années-lumière de la Terre. Il est donc très improbable qu'un trou noir puisse passer dans les parages de notre planète, en tout cas s'il est issu d'une étoile.
Néanmoins, il existe une seconde possibilité : les micro trous noirs. Ce type d'objet ne s'est pas formé par l'effondrement d'une étoile sur elle-même mais peu après le Big Bang, à la naissance de l'univers. Cette hypothèse implique des trous noirs minuscules, bien plus petits que les stellaires, avec des masses et des tailles très faibles, de l'ordre de celles des particules élémentaires. Il faut noter que jamais aucun micro trou noir n'a été détecté expérimentalement, mais cela ne signifie pas qu'ils n'existent pas. Il est également peu probable qu'un mini trou noir se situe dans les parages du Système solaire. Même si c'était le cas, une interaction entre un micro trou noir et la Terre ne mettrait pas en danger notre planète ni notre existence.
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LE 13.07.2020: Actualité de l'astronomie / En images : la comète Neowise offre un spectacle astronomique à ne pas manquer !
- Par dimitri1977
- Le 13/07/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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En images : la comète Neowise offre un spectacle astronomique à ne pas manquer !
Emma Hollen
Journaliste scientifique
La comète C/2020 F3 NEOWISE vient de traverser un moment unique de son existence. Le 3 juillet, elle est passée au plus proche du Soleil. Elle repartira vers la bordure du Système solaire autour du milieu du mois d'août. Durant sa visite à l'astre solaire, les couches extérieures de Neowise se sont réchauffées jusqu'à ce qu'une partie de la glace se transforme en gaz. Ce processus libère des grains de poussière jusqu'alors enfermés dans la glace, qui à leur tour se réchauffent pour former un nuage incandescent autour du noyau. Baptisé « coma , il offre un fantastique spectacle aux astronomes qui peuvent actuellement observer la comète dans toute sa gloire.
La #comète C/2020 F3 #Neowise ce matin (4h55) avec un avion qui passe pile au bon endroit. La trainée de condensation est légèrement teintée par l'aube. ????à 560mm sur plein format.
HQ : https://t.co/r76T4jVAPOpic.twitter.com/QDNQ0GsplA— Christian Carmona (@CCChrispic) July 7, 2020
La comète Neowise vue depuis l'espace
Plus heureux encore est le fait que la comète ait survécu à cette rencontre cosmique. Alors que nombre d'entre elles se seraient vaporisées, Neowise poursuit sa course pour le plus grand plaisir des amateurs du ciel nocturne, et même des astronautes de la Station spatiale internationale, qui sont parvenus à en capturer le fantôme.
Last night's fireworks, for real. Because Science. #NEOWISE#cometpic.twitter.com/IKcJ1wLFAl
— Bob Behnken (@AstroBehnken) July 5, 2020
Un splendide timelapse mis en vidéo de la comète Neowise, capturée depuis l'ISS © Nasa, Seán Doran
Un spectacle à voir avant le lever du Soleil
Si vous souhaitez contempler la comète depuis chez vous, voici ce qu'il faut savoir. La comète étant encore proche du Soleil, son observation peut être rendue difficile par l'intense luminosité de ce dernier. Durant le mois de juillet, il est recommandé de l'observer dans l'heure précédant le lever de soleil ou au crépuscule. Vous pourrez vous aider du site Heavens Above afin de savoir dans quelle direction pointer votre télescope ou vos jumelles. La comète sera au plus proche de la Terre le 23 juillet.
La comète Neowise, capturée au-dessus du Liban juste avant le lever du Soleil © Maroun Habib (Moophz)
Se coucher à 1h du matin. Mettre le réveil à 4h...
Se lever, tant bien que mal.
Pour aller contempler un panorama... qui en valait largement la peine !
La Comète C/2020-F3 Neowise, suivie de Vénus, Mars, la Lune, Saturne et Jupiter ! ☄️❤️#C2020F3#Neowise#Comete@nantesfrpic.twitter.com/R9gVYh84Gv— YannC (@YannCPhoto) July 7, 2020
Une comète découverte en mars dernier
La mission Neowise (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) de la Nasa a découvert ce voyageur le 27 mars 2020 à l'aide de deux canaux infrarouges, sensibles aux signatures thermiques émises par la comète à mesure qu'elle se rapprochait du Soleil. Lancée sous le nom Wise en décembre 2009 pour 7 mois d'étude du ciel en infrarouge, la mission a été réactivée en 2013 afin de servir à la détection d'objets géocroiseurs (NEO).
« Sur les images de sa découverte, la comète Neowise apparaissait comme un point brillant et flou voyageant à travers le ciel même quand elle était encore relativement loin », commente Amy Mainzer, investigatrice principale sur la mission Neowise. « Dès que nous avons vu à quel point elle se rapprocherait du Soleil, nous avons espéré qu'elle nous donnerait à voir un beau spectacle. » Manifestement, la comète a choisi de ne pas nous décevoir. À vos télescopes !
La comète Neowise se dessine sur fond de nuages noctulescents @ Emmanuel Paoly
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LE 13.07.2020: Actualité de l'astronomie / La couronne des trous noirs supermassifs à l'origine de mystérieux neutrinos ?
- Par dimitri1977
- Le 13/07/2020
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La couronne des trous noirs supermassifs à l'origine de mystérieux neutrinos ?
Laurent Sacco
Journaliste
Des neutrinos de hautes énergies sont produits par des accélérateurs cosmiques comme les abords des trous noirs supermassifs. Mais on ne comprenait pas pourquoi certains de ces neutrinos n'étaient pas accompagnés de photons gamma. Une solution à cette énigme fait intervenir l'équivalent de la couronne solaire mais autour des trous noirs.
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[EN VIDÉO] Stephen Hawking, l'astrophysicien qui a fait aimer la science Le grand physicien Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018. Véritable légende de la physique, il fut aussi un très talentueux vulgarisateur. Retour sur la vie hors du commun de ce savant qui a su se faire aimer du public et rendre accessible ses travaux de recherche scientifique : trous noirs, théorie des supercordes, rayonnement de Hawking, théorèmes sur les singularités... La science lui dit un immense merci.
Pendant longtemps, la lumière est restée l'unique médium entre les astres et les astrophysiciens. Elle peut voyager sur des distances proprement astronomiques, c'est-à-dire des millions et des milliards d'années-lumière. D'abord limités par des observations dans le visible, les yeux de l'Humanité se sont progressivement ouverts dans d'autres longueurs d'ondes, de l'infrarouge à l'ultraviolet, des ondes radios aux rayons gamma. À chaque fois qu'une fenêtre s'est ouverte dans le domaine des ondes électromagnétiques, des découvertes spectaculaires ont été faites, comme par exemple l'existence des pulsars, des trous noirs et du rayonnement fossile ou encore les disques protoplanétaires.
Toutefois, la lumière a un inconvénient. De la matière peut s'interposer entre les yeux de la noosphère et les objets lointains du cosmos. On sait par exemple que la poussière interstellaire dans la Voie lactée nous a dérobé bon nombre d'explosions de supernovae. Heureusement, le cerveau de l'Homo sapiens a découvert et développé une astronomie multimessager, en particulier avec les neutrinos, ces particules de matière fantomatiques qui interviennent notamment dans les réactions thermonucléaires faisant briller les étoiles mais aussi exploser des soleils.
L'astronomie des neutrinos
Neutres, contrairement aux particules chargées tels les protons, les positrons ou les noyaux d'hélium qui sont chaotiquement déviés au point de se déplacer comme si ils étaient ivres dans les champs magnétiques galactiques et intergalactiques, les neutrinos sont aussi très pénétrants au point de pouvoir traverser la Terre sans généralement interagir avec les autres particules de matière. Ils sont générés dans des processus à haute énergie en particulier et, en les observant, contrairement donc aux autres rayons cosmiques matériels, on peut déterminer avec assurance de quelle portion de la voûte céleste et donc de quel objet ils ont été émis.
L'astronomie neutrinos a donc été intensément cultivée, elle nous a révélé les secrets des sources d’énergie faisant briller le Soleil et les autres étoiles. On attend d'elle qu'elle nous en livre d'autres concernant les collisions d'étoiles à neutrons avec d'autres astres compacts et ce qui se passe aux abords des trous noirs supermassifs au cœur des noyaux actifs de galaxies, en particulier quand ils apparaissent comme des quasars.
Une présentation de IceCube chassant les neutrinos de haute énergie pour déterminer notamment leurs origines. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © IceCube Collaboration/NSF
Un des instruments conçus pour détecter ces neutrinos s'appelle l'IceCube Neutrino Observatory et il a été construit dans les glaces de l’Antarctique. Il a débusqué plusieurs énigmes et l'une d'entre elles fait l'objet d'une publication dans Physical Review Letters par une équipe internationale menée par Kohta Murase, professeur adjoint de physique, d'astronomie et d'astrophysique à l'Université Penn State et également membre du Center for Multimessenger Astrophysics de l'Institut de gravitation et du cosmos (IGC).
Dans un communiqué, Kohta Murase explique l'origine de l'article publié, également en accès libre sur arXiv, de la façon suivante : « Les neutrinos cosmiques de haute énergie sont créés par des accélérateurs énergétiques de rayons cosmiques dans l'Univers qui peuvent être des objets astrophysiques extrêmes tels que des trous noirs et des étoiles à neutrons. Ils doivent être accompagnés de rayons gamma ou d'ondes électromagnétiques à des énergies plus faibles, et même parfois d'ondes gravitationnelles. Donc, nous nous attendons à ce que les niveaux de ces divers "messagers cosmiques" que nous observons soient liés. Fait intéressant, les mesures faites avec IceCube ont indiqué un excès d'émission de neutrinos avec des énergies inférieures à 100 téraélectrons volts (TeV), par rapport au niveau des rayons gamma à haute énergie correspondant vu par le télescope spatial à rayons gamma Fermi ».
En arrière-plan, la galaxie spirale M77 et une image d'artiste faisant le zoom vers son noyau actif qu'occupe un trou noir supermassif entouré d'un tore de poussière enveloppant un disque d'accrétion. © Nasa
Dit autrement, les mécanismes invoqués jusqu'ici pour produire des émissions de neutrinos à hautes énergies impliquaient qu'ils soient accompagnés de photons gamma en proportion du flux produit. Or, en dessous des énergies de 100 TeV pour des neutrinos, il y a un déficit de photons gamma que l'on constate en particulier si l'on combine les observations de IceCube avec Fermi en direction de la célèbre galaxie active M77 alias NGC 1068.
Une couronne de plasma pour les trous noirs
Murase et ses collègues pensent avoir une solution à cette énigme : « Nous savons que les sources de neutrinos de haute énergie doivent également créer des rayons gamma, donc la question est : "où sont ces rayons gamma manquants ?" Les sources sont en quelque sorte cachées à notre vue dans le domaine des rayons gamma de haute énergie, et le bilan énergétique des neutrinos libérés dans l'univers est étonnamment élevé. Les meilleurs candidats pour ce type de source ont des environnements denses, où les rayons gamma seraient bloqués par leurs interactions avec le rayonnement et la matière mais où les neutrinos peuvent facilement s'échapper. Notre nouveau modèle montre que les systèmes formés de trous noirs supermassifs sont des sites prometteurs et le modèle peut expliquer les neutrinos en dessous de 100 TeV avec des contraintes et des hypothèses sur les énergies en jeu modestes ».
Le modèle en question n'est pas compliqué à comprendre. On sait que les trous noirs accrétant de la matière, et particulièrement quand cette accrétion est importante en donnant des noyaux actifs de galaxies, s'entourent d'un disque de plasma particulièrement chaud comme l'illustrent les fameuses simulations découlant des travaux de Jean-Pierre Luminet et Jean-Alain Marck. Ce que l'on sait moins, c'est qu'au-dessus de ce disque se forme l'équivalent du plasma de la couronne solaire mais cette fois-ci, à des températures qui peuvent atteindre non pas le million mais le milliard de degrés ! Dans cet environnement magnétisé et turbulent, les particules peuvent être accélérées par des processus de magnétohydrodynamique qui conduisent à des collisions de particules créant des neutrinos et des rayons gamma, mais le plasma est suffisamment dense pour empêcher la fuite de rayons gamma de haute énergie.
Une autre image d'artiste montrant le tore entourant le disque d'accrétion d'un trou noir supermassif formé d'un plasma au-dessus duquel existe l'équivalent de la couronne solaire. © Nasa
Toujours dans le communiqué de l'Université Penn State, Murase précise que « le modèle prédit également des équivalents électromagnétiques des sources de neutrinos dans des rayons gamma "mous" au lieu de rayons gamma de haute énergie. Les rayons gamma à haute énergie seraient bloqués mais ce n'est pas la fin de l'histoire. Ils finiraient par être dégradés en cascade par les collisions avec la matière du plasma pour atteindre des énergies inférieures et être libérés sous forme de rayons gamma "mous" dans la gamme des méga-électrons volts, mais la plupart des détecteurs de rayons gamma existants, comme le télescope spatial à rayons gamma Fermi, ne sont pas conçus pour les détecter ».
Le modèle de ces astrophysiciens des particules est donc réfutable au sens de Popper car il prédit ce flux de rayons gamma à basse énergie que devraient pouvoir mesurer de nouveaux détecteurs en préparation, en complément d'autres télescopes à neutrinos comme KM3NeT, et comme l'explique Murase, « ces nouveaux détecteurs de rayons gamma et de neutrinos permettront de rechercher plus efficacement les émissions multimessagers provenant des couronnes des trous noirs supermassifs. Cela permettra d'examiner de manière critique si ces sources sont responsables du flux important de neutrinos de moyennes d'énergies observé par IceCube comme le prédit notre modèle ».
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LE 12.07.2020: Actualité de l'astronomie / Cet été, Curiosity part en road trip sur Mars.
- Par dimitri1977
- Le 12/07/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Cet été, Curiosity part en road trip sur Mars
Nathalie Mayer
Journaliste
Alors qu'une équipe de la Nasa (États-Unis) se prépare à lancer vers Mars, d'ici quelques jours, le rover Perseverance, une autre continue d'opérer Curiosity. Posé sur la planète rouge depuis presque huit ans, le rover est actuellement en plein road trip estival. Il se dirige vers l'un des principaux objectifs de la mission : l'« unité sulfatée » du mont Sharp.
Voilà presque huit ans que Curiosity, le rover de la Nasa (États-Unis), s'est posé sur Mars. C'était le 6 août 2012. Au pied du mont Sharp -- un mont de 5,5 kilomètres de haut --, dans le cratère Gale -- un cratère d'environ 150 kilomètres de diamètre. En huit ans, il a parcouru presque 23 kilomètres. Et cet été, un road trip épique va lui en faire avaler encore... 1,6 de plus !
Le tout avec pour objectif de rejoindre enfin ce que les scientifiques appellent l'« unité sulfatée » du mont Sharp. L'une des priorités de la mission. Les sulfates, en effet, comme le gypse et les sels d'Epsom, se forment généralement autour d'étendues d'eau, après leur évaporation. Ils pourraient ainsi renseigner les astronomes sur le climat passé de Mars et surtout, sur les perspectives qui ont pu être offertes à la vie pour se développer sur la planète rouge.
VOIR AUSSICuriosity : sept ans d’exploration de Mars et de surprenantes nouvelles découvertes
Avant d'atteindre cette zone, Curiosity doit franchir une vaste parcelle sablonneuse. Si possible, sans y rester coincé. L'idée est donc de la contourner. À une vitesse qui variera entre 25 et 100 mètres par heure. Pour cela, le rover comptera beaucoup sur ceux restés sur Terre pour le guider. Mais une partie du road trip devrait se faire de manière automatisée. Le rover est en effet capable de trouver par lui-même les voies les plus sûres, d'éviter les gros rochers ou les terrains à risque.
Des pauses pourront être aménagées dans le road trip estival de Curiosity sur Mars. Si un site intéressant était identifié sur son trajet. Comme de petites bosses formées par de l’eau, au centre de cette image, et découvertes en février de cette année. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Changement de paysage pour Curiosity
Curiosity s'éloigne donc maintenant de l'« unité argileuse » qu'il explorait depuis début 2019. Mais en mars dernier, le rover avait déjà pris un peu de distance. Ou de hauteur. Puisqu'il avait gravi l'extrémité nord d'un fronton qui s'étend de cette « unité argileuse » à l'« unité sulfatée » : le fronton de Greenheugh.
Selon les astronomes, ce fronton marque une transition majeure dans le climat du cratère Gale. À un moment donné, les eaux qui remplissaient le cratère ont en effet disparu, laissant des sédiments qui se sont érodés pour former le mont que nous connaissons aujourd'hui. Le fronton de Greenheugh, quant à lui, s'est formé plus tard. Puis du sable soufflé par les vents a recouvert sa surface, lui construisant un chapeau de grès.
Cette image composite montre le fronton de Greenheugh, vu le 9 avril 2020. AU premier plan, son chapeau de grès. Au centre, l’« unité argileuse » du cratère Gale. © Nasa, JPL-Caltech, MSSS
Et lorsque Curiosity a jeté un œil par-dessus ce fronton, il a découvert de petites bosses, au-dessus du fronton et d'autres, juste en dessous. Du même genre que celles découvertes par Opportunity, en 2004. « Après la formation du fronton, l'eau semble être revenue, altérant la roche au fur et à mesure de son passage », commente Alexander Bryk, chercheur à l'université de Californie, dans un communiqué de la Nasa. De quoi prolonger la période où le cratère a pu héberger la vie...
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LE 12.07.2020: Actualité de l'astronomie / Héliosismologie.
- Par dimitri1977
- Le 12/07/2020
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Héliosismologie
Laurent Sacco
Journaliste
L'héliosismologie est une jeune discipline de l'astrophysique qui a pris naissance à partir d'une découverte concernant le Soleil en 1960. Toute son importance n'a été comprise qu'à partir des années 1970, quand des astrophysiciens tentant de percer les secrets de notre étoile ont montré qu'ils pouvaient jouer à un jeu comparable à ceux de leurs collègues géophysiciens sur Terre, avec la résolution de problèmes inverses avec les mesures du champ de gravité, du champ magnétique mais précisément dans ce cas avec des ondes sismiques.
L'idée commune est simple à comprendre. Elle équivaut à reconstituer la taille, la forme et la composition d'un instrument de musique en analysant de plus en plus précisément, et complètement, l'ensemble des fréquences et amplitudes contenues dans les sons que cet instrument peut émettre. Comme tout problème inverse, il s'agit de remonter des données de signaux à leur source et donc de faire l'inverse de la prédiction de signaux à partir des caractéristiques de cette source. La technique est particulièrement efficace avec les séismes qui se produisent sur Terre et est évidemment plus délicate à mettre en œuvre dans le cas du Soleil.
Jean-Pierre Luminet nous parle de l'héliosismologie. © Jean-Pierre Luminet, YouTube
Il est pourtant possible de le faire et il faut pour cela mesurer des décalages spectraux produits par l'effet Doppler provenant de la matière à la surface du Soleil, qui vibre comme la membrane d'un tambour. C'est en 1960 que des pulsations extrêmement faibles du Soleil d'une période de cinq minutes ont été mises en évidence de cette façon pour la première fois par Robert B. Leighton (dont le nom est associé au fameux cours de son collègue Richard Feynman au Caltech). Plus généralement, les vibrations que l'on peut détecter sont la manifestation des modes de deux types d'ondes, qui sont elles-mêmes produites, notamment, par les mouvements turbulents du plasma solaire dans sa zone convective, comme ont commencé à le comprendre une décennie plus tard Roger Ulrich, Robert Stein et John Leibacher.
Pour mieux le comprendre, il faut savoir que le Soleil possède une structure que l'on peut diviser en deux et qui correspond à deux modes de transfert de la chaleur dans la fournaise solaire. Il y a :
- une zone dite « radiative », qui occupe environ 70 % du rayon du Soleil depuis son centre ;
- une zone dite « convective », qui enveloppe la première.
Les ondes de gravité (à ne pas confondre avec les ondes gravitationnelles qui sont des vibrations de l'espace-temps) se propagent essentiellement dans la zone radiative alors que les ondes acoustiques se propagent dans les deux zones du Soleil.
Les ondes de gravité, clé de la structure interne du Soleil
Comme leur nom l'indique, les ondes de gravité correspondent à des mouvements de la matière qui oscille en reprenant sa position d'équilibre sous l'effet de la force de gravité (via la poussée d'Archimède), alors que pour les ondes acoustiques, la force de rappel est la pression. Les ondes acoustiques sont de mieux en mieux mesurées et étudiées depuis quelques décennies, mais les progrès sont plus lents en ce qui concerne les ondes de gravité.
Ce schéma montre les différentes couches de l'atmosphère et de l'intérieur du Soleil. Les ondes acoustiques (p-modes, en anglais sur le schéma) peuvent se propager dans tout le Soleil mais elles prennent naissance, et se trouvent surtout, dans la zone convective (Convection zone) et ses mouvements turbulents. Les ondes de gravité (g-modes) sont confinées pour l'essentiel dans la zone radiative (Radiative zone) et le cœur du Soleil (Core). Les ondes de gravité ont été fermement observées et mesurées indirectement par l'effet de modulation qu'elles produisent sur le temps de parcours mis par les ondes acoustiques pour effectuer l’aller-retour le long du diamètre solaire en passant par son centre (environ 4 h 7 mn). © CEA
Les résultats obtenus ont toutefois été spectaculaires. En effet, en posant de sérieuses contraintes sur les modèles de structure interne du Soleil (en particulier ceux expliquant la genèse de son énergie grâce à des réactions thermonucléaires dans son cœur), il a été possible de les confirmer. Ce faisant, on ne pouvait plus expliquer la fameuse énigme du déficit des neutrinos solaires par une mauvaise compréhension de ce qui se passait dans ce cœur. Le recours à une nouvelle physique, en l'occurrence le mécanisme d'oscillation des neutrinos, devenait inévitable et les programmes de recherche qui allaient conduire à la découverte de ce mécanisme devenaient de plus en plus impératifs. Le Soleil était donc bien plus qu'un laboratoire de physique nucléaire et des plasmas, mais aussi un laboratoire d'astroparticules.
En France, l'un des célèbres pionniers de l'héliosismologie est Éric Fossat, astronome émérite au Laboratoire Lagrange, de l'Observatoire de la Côte d'Azur (OCA). L'héliosismologie a beaucoup progressé grâce aux d'observations patientes du Soleil rendues possible par l'instrument Golf (Global Oscillations at Low Frequencies) équipant le satellite Soho (Solar and Heliospheric Observatory), une mission spatiale conjointe de l'ESA et de la Nasa lancée sur orbite en 1995.
Les méthodes de l'héliosismologie ont pu être étendues aux étoiles faisant naître ce que l'on appelle désormais l'astérosismologie.
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