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Actualité de l'astronomie du 21.02.2021 / Perseverance : qu'est-ce que la SuperCam ?
- Par dimitri1977
- Le 21/02/2021
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Perseverance : qu'est-ce que la SuperCam ?
Rémy Decourt
Journaliste
Publié le 20/02/2021
[EN VIDÉO] Perseverance : découvrez l'instrument SuperCam, ses yeux et ses oreilles Présentation de l'instrument SuperCam qui équipe le rover Perseverance de la Nasa. Plus de 300 personnes en France ont été impliquées dans son développement et sa fabrication. SuperCam réalisera des tirs lasers dont l'objectif est d'analyser la composition chimique des roches et de détecter la présence éventuelle de molécules organiques.
SuperCam, un des principaux instruments installés à bord du rover Perseverance a pour objectifs de chercher des traces de vie fossile et d'identifier les échantillons qui pourraient revenir sur Terre. Francis Rocard, responsable des Programmes d'Exploration du Système solaire au Cnes (maître d'ouvrage de la partie française de l'instrument) nous explique son fonctionnement et les attentes des scientifiques. Passionnant.
Parmi les sept instruments scientifiques de la mission Perseverance se trouve l'instrument SuperCam développé conjointement par un ensemble de laboratoires (Irap, Lesia, Latmos, LAB, IAS, Isae), universités et industriels français et américains (Lanl). Cet instrument, qui est la version boostée de ChemCam à bord du rover Curiosity de la Nasa, est conçu pour « chercher des traces de vie éteintes sur la Planète rouge et identifier les échantillons les plus intéressants à rapporter sur Terre », nous explique Francis Rocard, responsable des Programmes d'Exploration du Système solaire au Cnes (maître d'ouvrage de la partie française de l'instrument).
SuperCam est une évolution par rapport à ChemCam dont « il hérite du procédé Libs (en français spectroscopie de plasma induit par laser) qui consiste à utiliser un laser pour vaporiser le matériau à étudier, puis à analyser par spectrométrie la lumière émise par le plasma ainsi créé pour en déterminer la composition élémentaire, atome par atome ». Alors que ChemCam utilisait « seulement » le Libs pour déterminer la composition des roches et des sols, SuperCam intègre deux autres techniques d'analyse à distance, la spectrométrie Raman et l'infrarouge passif, ce qui va lui permettre d'acquérir des informations sur « la composition minéralogie et moléculaire, voire la présence éventuelle de matière organique sur la roche étudiée ».
Le saviez-vous ?
Les différentes techniques d'analyse de SuperCam fonctionnent à distance : jusqu’à 7 mètres pour le Libs, 12 mètres pour le Raman, et jusqu’à l’horizon pour la spectroscopie IR et l’imagerie.
Installation de SuperCam sur le mat du rover Perseverance. © Nasa, JPL, Cnes
Deux autres nouveautés sont à signaler. La caméra de contexte, en noir et blanc sur ChemCam, sera en couleur. « Elle photographiera en haute résolution les cibles analysées. » Un microphone, fourni par l'Isae-Supaéro, a été installé sur l'instrument, ce qui aidera à mieux connaître les propriétés mécaniques des roches en étudiant les sons associés aux impacts laser sur la roche martienne qui seront différents en fonction de la dureté et de la quantité de minéral abrasé.
« L'interprétation des sons (les tic-tic des impacts laser contre la roche) donnera des indications sur la structure et la dureté de la roche ». Ce microphone sera également utilisé pour écouter les vents martiens ainsi que les sons et bruits du rover, ce qui devrait aider les contrôleurs au sol à surveiller l'état de fonctionnement de Perseverance.
L'instrument SuperCam installé sur le rover Perseverance. La photographie a été prise en juillet 2019 dans les installations du JPL, à Pasadena en Californie. © Nasa, Cnes, JPL-Caltech
Identifier les échantillons à rapporter sur Terre
Parmi les sept instruments du rover, SuperCam sera le seul à pouvoir effectuer des mesures au-delà d'un périmètre de deux mètres. Il sera donc utilisé pour guider Perseverance en direction des roches « identifiées comme intéressantes » qui seront ensuite étudiées de près par les instruments de contact (Pixl et Sherloc) et sur lesquelles seront prélevés des échantillons. En fonction des résultats, l'équipe du rover « décidera de leur intérêt scientifique et s'il faut réaliser un prélèvement afin de le rapporter sur Terre ». Dans ce cas, un « carottage sera réalisé et l'échantillon placé dans un des 36 tubes ». Ces échantillons seront récupérés par le Fetch rover de l’ESA qui sera lancé en 2026 sur l'atterrisseur américain équipé du MAV...
VOIR AUSSIPerseverance embarque deux micros qui nous feront entendre les sons de Mars pour la première fois
Après les missions Viking de la Nasa (1976), les scientifiques ne cherchent plus la vie « vivante » en surface : « Nous estimons qu'elle n'existe pas en surface ou dans les premiers mètres du sous-sol ». Si elle existe, elle « pourrait se situer dans des niches biologiques situées à deux ou trois kilomètres de profondeur », voire avoir « un lien avec les émissions de méthane détectées dans l'atmosphère martienne ». Cependant, ces émissions « nous rendent perplexes car, certes, elles pourraient trahir l'existence de micro-organismes mais d'autres explications non liées à la vie sont également possibles, et les mesures actuelles ne permettent pas de trancher ».
Principe de fonctionnement de SuperCam. Concrètement, le Libs sublime, avec un laser pulsé, les roches afin de déterminer la composition élémentaire. Cela a aussi pour effet de dépoussiérer la roche autour de l’impact et de la mettre à nu, ce qui va permettre aux mesures Raman et infrarouge de déterminer la nature des molécules et la composition minéralogique des minéraux. Cette image montre la zone d'impact de plusieurs tirs laser pulsé effectués par l'instrument ChemCam de Curiosity. © Nasa/JPL-Caltech/Lanl/Cnes/Irap
Depuis 1976, la stratégie de la Nasa, du Cnes et de l'ESA est de « chercher des traces anciennes de vie éteinte en [se] basant sur les caractéristiques intrinsèques de la vie terrestre, seul exemple de vie que nous connaissons ». La tâche est tout sauf simple car le vivant n'est pas la seule source de matière organique. Les comètes ou les astéroïdes sont aussi des sources potentielles ! Après 8 ans d'exploration, Curiosity a certes montré que le cratère Gale avait été un habitable dans un lointain passé, qui se mesure en milliards d'années, mais sans pouvoir préciser pendant combien de temps. Mais, s'il a bien trouvé de la matière et des composés organiques, il n'a pas été possible d'en déterminer l'origine biologique ou minérale. Parmi les exemples de biosignatures que devrait chercher Perseverance, on citera les « molécules prébiotiques dont on sait que sur Terre le biologique les synthétise tels les acides aminés et les protéines » ou bien la mesure du rapport isotopique 12C/13C qui oscille en 89 (origine minérale) et 91-92 (origine biologique).
Emplacements des sept instruments de Perseverance. © Nasa, JPL-Caltech
Dernier exemple, la « découverte de molécules chirales » dont certaines, comme quelques acides aminés sont « chimiquement identiques mais sont symétriques dans un miroir (comme les mains par exemple) ». Alors que le minéral produit les 2 formes en quantité égale, en se développant, la vie a sélectionné et favorisé une seule des deux formes, de sorte que « la mesure de la chiralité serait un indice fort sur l'existence passée d'une vie sur Mars ». À suivre donc.
CE QU'IL FAUT RETENIR
SuperCam est une évolution par rapport à ChemCam.
Il aidera à identifier les échantillons qui seront rapportés sur Terre.
Il cherchera des traces de vie éteintes.
Il intègre deux techniques d’analyse à distance que n'a pas ChemCam : la spectrométrie Raman et l’infrarouge passif.
Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/mars-perseverance-quest-ce-supercam-82180/?utm_content=buffer02a48&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura&fbclid=IwAR047b5WzEMZRPDmaGAal_3iUQsrMTAs5pnyiQEUsYd6aE3OYOK4NACSy0o
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Actualité de l'astronomie du 21.02.2021 / Des restes de planètes désintégrées découverts autour de naines blanches.
- Par dimitri1977
- Le 21/02/2021
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Des restes de planètes désintégrées découverts autour de naines blanches
Laurent Sacco
Journaliste
Publié le 16/02/2021
L'étude des atmosphères des cadavres d'étoiles que sont les naines blanches avait déjà permis de découvrir des traces de cadavres de planètes rocheuses, mais c'est la première fois que l'on trouve une preuve convaincante des restes vaporisés dans ces atmosphères de la croûte d'une exoterre.
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[EN VIDÉO] Mission Gaia : la Voie lactée bientôt cartographiée La mission Gaia de l'ESA a mesuré les positions et les vitesses d'un milliard d'étoiles dans la Voie lactée. Cela va permettre de reconstituer l'histoire de notre Galaxie, de mieux connaître sa structure mais aussi de partir à la chasse à la matière noire et aux exoplanètes.
Le prix Nobel de physique 2019 a récompensé les Suisses Michel Mayor et Didier Queloz pour leur découverte de la première exoplanète autour d'une étoile sur la séquence principale. Depuis plus d'un quart de siècle, le nombre de détections de ces astres a été grandissant. De plus, contrairement à ce que l'on pouvait croire il y a encore 100 ans, lorsque l'on pensait le modèle cosmogonique de Kant-Laplace réfuté et le modèle de naissance des planètes lors de rares rencontres rapprochées entre les étoiles favorisé (voir le traité d’Harold Jeffreys sur ces questions), nous savons que la formation planétaire est aussi inévitable que la naissance des étoiles.
En bonus, les instruments désormais à la disposition de la noosphère non seulement nous montrent divers stades d'évolution des disques protoplanétaires où naissent des Jupiter chaudes, des superterres et même des exocomètes - nous permettant également de préciser nos modèles de la naissance du Système solaire -, mais ces yeux de l'Humanité nous montrent aussi le destin que peut attendre la Terre lorsque le Soleil aura atteint le stade de naine blanche après celui de géante rouge.
Extrait du documentaire Du Big bang au Vivant (ECP Productions, 2010), Jean-Pierre Luminet parle de l'évolution des étoiles de type solaire, leur transformation en géantes rouges puis en naines blanches. © Jean-Pierre Luminet
Rappelons à ce sujet que la majorité des étoiles dans la Voie lactée sont des naines, des rouges en particulier comme Proxima Centauri ou Trappist-1. Il y a aussi de nombreuses naines jaunes comme notre Soleil. Elles partageront toutes un destin commun avec les étoiles de moins de huit masses solaires, elles ne finiront pas en supernovae SN II. Elles finiront toutefois par mourir en épuisant leur carburant nucléaire et elles se transformeront alors en naines blanches, une fois les réactions thermonucléaires de type proton-proton et CNO devenues impossibles.
Si les astronomes ont fait la découverte des naines blanches au XVIIIe siècle, ils n'ont commencé à se rendre compte à quel point ces astres étaient exotiques qu'au tout début du XXe siècle avec la détermination de l'extraordinaire densité des naines blanches. Une valeur de l'ordre de la tonne par centimètre cube fut en effet déduite de l'observation d'étoiles comme Sirius B.
La mécanique quantique jointe à la théorie de la relativité restreinte explique cet état de la matière dans une naine blanche. Ces mêmes lois de la physique vont la forcer à se cristalliser à force de se refroidir, donnant des sortes de diamants de la taille de la Terre à partir de leur noyau très riche en carbone (un cristal de Wigner pour être précis). Certaines finiront parfois sous forme de supernovae SN Ia lorsqu'elles sont en couple dans un système binaire.
Que deviendra la Terre lorsque le Soleil deviendra une géante rouge ?
La théorie de l'évolution stellaire, amplement vérifiée par les observations, nous dit que les couches supérieures du Soleil en phase géante rouge pourraient bien atteindre l'orbite de la Terre qui sera donc soumise à des températures élevées. Certainement aussi en raison de la modification du champ de gravité du Soleil, puisqu'il se sera dilaté, on peut s'attendre à des modifications des orbites des corps célestes du Système solaire. D'importantes collisions pourraient alors se produire.
De fait, comme Futura l'expliquait dans le précédent article ci-dessous, en analysant l'atmosphère de la naine blanche NLTT 43806, des astrophysiciens y ont trouvé des traces d'anomalie chimique montrant que des matériaux planétaires, vraisemblablement issus d'une collision entre une exoterre et une exothéia, étaient tombés à la surface de la naine blanche.
D'autres cas de « contamination » d'atmosphères de naines blanches trahissant des destructions d'exoplanètes ont été démontrés mais, jusqu'à présent, il s'agissait surtout de traces de cœur et de manteau rocheux d'exoplanètes défuntes. Malgré l'exemple de NLTT 43806, on avait pas encore de preuves convaincantes de l'existence de restes des roches constituant la croûte d'une exoterre.
Une vue d'artiste de la naissance et de la mort du Système solaire. 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 ». © Nasa
Cela vient de changer comme le prouve la publication d'un article dans Nature Astronomy dont on peut trouver une version en accès libre sur arXiv et qui est le fruit du travail d'une équipe internationale de chercheurs, menée par des membres de l'Université de Warwick.
Les chercheurs ont dépouillé des données spectrales concernant l'atmosphère de plusieurs naines blanches dans les catalogues d'observations menées avec le satellite Gaia de l'ESA et les instruments au sol du fameux Sloan Digital Sky Survey. Il est possible avec ces données de déterminer la présence et les abondances des éléments chimiques. En l'occurrence, les chercheurs ont trouvé dans plusieurs des atmosphères de ces naines blanches des anomalies concernant ces abondances, c'est-à-dire des contradictions entre les faits et les prédictions de la composition chimique des naines blanches basées sur la théorie de l'évolution stellaire.
Ces anomalies reposent en premier lieu sur la détection des raies spectrales du lithium et du potassium et la comparaison des abondances de ces éléments avec celles déduites de la même manière des raies du sodium et du calcium. Un joli exercice qu'aurait sans doute apprécié à sa juste valeur le regretté Jean-Claude Pecker, grand spécialiste de l'étude des atmosphères stellaires.
Une chute continuelle de débris d'exoterre ?
Les astrochimistes ont constaté que le rapport des éléments correspondait à la composition chimique de la croûte de planètes rocheuses comme la Terre et Mars, si ces croûtes étaient vaporisées et mélangées dans les couches extérieures gazeuses de l'étoile pendant 2 millions d'années. C'est la première fois que l'on obtient une preuve convaincante de l'existence de ce matériau crustale car le lithium et le potassium sont présents en faible quantité comparativement aux roches du manteau ou du cœur de la Terre et aussi, on le pense, d'autres planètes telluriques du Système solaire. Auparavant, on n'avait pas utilisé de mesures concernant des naines blanches suffisamment refroidies pour voir clairement ce signal dans les atmosphères.
Une vue d'artiste de la collision entre la jeune Terre et Théia. © Nasa, JPL-Caltech
Les quantités de lithium et de potassium déterminées dans plusieurs naines blanches sont équivalentes à celles contenues dans des astéroïdes du Système solaire dont la composition est proche de celle de la croûte terrestre, et qui aurait quelques dizaines de kilomètres de rayon.
Les chercheurs en tirent la conclusion que les quantités mesurées viennent non pas de l'accrétion d'une planète rocheuse entière mais de petits corps célestes issus de la destruction d'une telle planète.
Dans le cas de l'une des naines blanches considérées, sa masse - plus de 70 % plus élevée que la moyenne - implique un champ de gravitation qui aurait dû faire sédimenter les noyaux de lithium et de potassium dans l'étoile et donc les faire disparaître de son atmosphère.
Il faut donc faire intervenir un apport continuel, ce qui suggère la présence d'un disque de débris proche, peut-être issus de la destruction d'une exoterre par les forces de marée de la naine blanche. De fait, la naine blanche en question rayonne plus dans l'infrarouge qu'elle ne le devrait, sauf à postuler un disque de poussières chauffées par le rayonnement de la naine blanche dont la surface dépasse la température de celle du Soleil et qui re-rayonnerait ensuite dans l'infrarouge.
Nous ne sommes qu'au début de ce genre d'études. Tout comme Gaia permet de faire de l'archéologie galactique, l'étude des atmosphères des naines blanches nous permet donc de faire de l'archéologie des planètes disparues.
Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-restes-planetes-desintegrees-decouverts-autour-naines-blanches-32869/?fbclid=IwAR1ObKg32CHsQ44st19M7tQlGBUBLVDv0WPl6efiJVOUWFnbQSnXX24xEtc&utm_content=buffer12c9e&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura
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Actualité de l'astronomie du 18.02.2021 / Spaceborne, un supercalculateur doté d'une IA à bord de la Station spatiale.
- Par dimitri1977
- Le 18/02/2021
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Spaceborne, un supercalculateur doté d'une IA à bord de la Station spatiale
Rémy Decourt
Journaliste
Publié le 16/02/2021
[EN VIDÉO] ISS : incroyable visite guidée de la Station spatiale L’astronaute américain Randy Bresnik partage son regard sur les coulisses de la Station spatiale, et veut nous montrer sa beauté intérieure.
Hewlett-Packard Enterprise (HPE) va envoyer son second supercalculateur à bord de la Station spatiale internationale. Ce Spaceborne Computer-2, c'est son nom, est la seconde unité utilisée à bord du complexe orbital, après le premier Spaceborne utilisé de 2017 à 2019. Spaceborne Computer-2 amène l'intelligence artificielle et l'edge computing dans l'ISS, avec à la clé une capacité inédite d'analyser les données sur place et une réduction du temps de traitement de plusieurs mois à seulement quelques minutes.
Lors du prochain vol de ravitaillement de la Station spatiale internationale, le cargo Cygnus transportera plus de 3,5 tonnes de fret, dont trois expériences du Cadmos pour la mission Alpha de Thomas Pesquet et le supercalculateur Spaceborne Computer-2 de Hewlett-Packard Enterprise.
Après une première expérience réussie avec le Spaceborne Computer-1, entre 2017 et 2019, qui a permis de s'assurer que ce type de produits informatiques standards de hautes performances (HPC) était capable de fonctionner dans l'espace sans détériorer ses performances, la Nasa s'apprête à tester un système encore plus avancé.
Le Spaceborne Computer-2 comprend le HPE Edgeline Converged EL4000 Edge System, un système robuste et compact conçu pour fonctionner dans des environnements complexes soumis à des chocs, des vibrations et des températures élevées. Il permet de traiter la puissance de calcul à la périphérie afin de collecter et d'analyser des volumes de données provenant de dispositifs et de capteurs dispersés à distance dans l'espace. © Hewlett-Packard Enterprise
Une vitesse de calcul deux fois plus rapide
Spaceborne Computer-2 proposera une vitesse de calcul deux fois plus rapide grâce au edge computing alimenté par le système HPE Edgeline Converged Edge et le serveur HPE ProLiant. Il prendra en charge et traitera des données provenant de toute une série de dispositifs, y compris des satellites et des caméras, en temps réel. Il sera également équipé d'unités de traitement graphique (GPU) pour traiter efficacement des données nécessitant une résolution d'image plus élevée, comme les clichés des calottes glaciaires polaires terrestres ou des radiographies médicales. Les capacités des GPU permettront également de soutenir des projets spécifiques utilisant l'IA et le machine learning.
“La fiabilité informatique spatiale du Spaceborne Computer-2 permettra aux astronautes de suivre chaque étape de leur expérience sur place et en temps réel“
« La fiabilité informatique spatiale du Spaceborne Computer-2 permettra aux astronautes de suivre chaque étape de leur expérience sur place et en temps réel. La façon de mener des recherches dans l'espace en sera transformée, puisque les astronautes pourront s'appuyer sur des données facilement disponibles améliorant la prise de décision », a déclaré le Professeur Mark Fernandez, architecte de solutions, Converged Edge Systems à HPE, et chercheur principal de Spaceborne Computer-2.
Dit autrement en termes plus simples, la puissance de calcul du Spaceborne Computer-2 va permettre aux astronautes d'obtenir plus rapidement les résultats de leurs calculs dans une très grande variété de thématiques. Cela permettra, par exemple, d'éliminer le temps de latence associé à l'envoi de données depuis la Terre pour s'attaquer à la recherche et obtenir immédiatement des informations pour des projets tels que l'analyse en temps réel d'images satellite avec l'intelligence artificielle.
VOIR AUSSIAitken, un supercalculateur pour faire atterrir des humains sur la Lune
Accélérer le temps de traitement de plusieurs mois
L'utilisation de ce supercalculateur vise donc à démontrer que le traitement des données scientifiques des expériences peut être traité à bord de l'ISS. Ce qui élimine la nécessité de les envoyer sur Terre à des fins d'analyse, et devrait permettre d'obtenir plus rapidement les résultats passant ainsi de plusieurs à mois à seulement quelques minutes.
En démontrant que de telles machines sont capables de résister aux contraintes de l'environnement spatial, à savoir l'apesanteur et les niveaux élevés de rayonnement qui peuvent endommager le matériel informatique - ce qui imposait jusqu'ici de traiter et analyser l'essentiel de ces données sur Terre pour être sûr de leur intégrité -, HPE et la Nasa ouvrent de nouvelles opportunités en matière d'exploration spatiale. En effet, en matière de voyages spatiaux habités vers la Lune, vers Mars, l'amélioration de la fiabilité informatique embarquée est une nécessité.
Par exemple, grâce aux évolutions du Spaceborne Computer-2, les temps de latence et d'attente liés à l'envoi de données depuis et vers la Terre seront réduits. À titre d'exemple, les astronautes vont pouvoir entreprendre des recherches et obtenir immédiatement des informations pour toute une série de projets :
Surveillance en temps réel de l'état physiologique des astronautes par le traitement des rayons X, des sonogrammes et d'autres données médicales pour accélérer le temps de diagnostic dans l'espace.
Comprendre les données des capteurs à distance : des centaines de capteurs placés sur l'ISS et sur des satellites par la Nasa et d'autres organisations collectent des volumes importants de données dont le traitement nécessite une excellente bande passante pour être envoyés sur Terre. Avec le Spaceborne Computer-2, les chercheurs pourront traiter les images, les signaux et d'autres données directement à bord, tels que :
la circulation routière, en examinant plus largement le nombre de voitures sur la route et même dans les parkings ;
la qualité de l'air en mesurant le niveau des émissions et autres polluants dans l'atmosphère ;
le suivi des objets se déplaçant dans l'espace et dans l'atmosphère, des avions aux lancements de missiles.
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Actualité de l'astronomie du 18.02.2021 / Perseverance débarque sur Mars : comment suivre son atterrissage en direct ?
- Par dimitri1977
- Le 18/02/2021
- Dans Actualité de la météo,de l'astronomie et de la sciences à la une du jour
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Perseverance débarque sur Mars : comment suivre son atterrissage en direct ?
Xavier Demeersman
Journaliste
Publié le 17/02/2021
Jeudi soir, à partir de 20 h 30, l'un des plus grand moment spatial de l'année nous attend : l'atterrissage sur Mars du rover Perseverance. Étape cruciale de cette mission qui va rechercher des traces de vies anciennes dans dans un milieu où l'eau coulait.
Le grand jour arrive ! Ne manquez pas surtout, ce jeudi 18 février, à partir de 20 h 30, l'événement spatial majeur de ce début d'année 2021 qu'est l'atterrissage sur Mars du dernier-né des rovers de la Nasa : Perseverance -- vous pouvez aussi le surnommer « Percy » --, de la mission Mars2020.
VOIR AUSSI Mars : le rover Perseverance en 12 chiffres clés
Cela ne sera pas un coup d'essai pour l'Agence spatiale qui a déposé son premier rover il y a 24 ans, mais cela promet quand même d'être intense et palpitant car, rappelons-le, si une des étapes de la séquence nommée Entry, Descent and Landing (EDL) venait à faire défaut, « c'est terminé ! », explique Olivier Sanguy, dans l’entretien qu’il nous a accordé sur ce moment crucial qui attend Perseverance. Un moment, déjà vécu et que les membres du JPL il y a qualifient à juste titre de « sept minutes de terreur ».
Rejoignez-nous sur Futura dans les étoiles !
À 21 h 36, le rover encapsulé dans son vaisseau de croisière plongera dans l'atmosphère de Mars à quelque 20.000 km/h... Et donc, en l'espace de sept minutes, et une enchainement d'actions programmées, il devra se poser en douceur à l'intérieur de l'ellipse choisie dans le cratère Jezero. Une ellipse qui est 10 fois plus petite que celle de Curiosity dans le cratère Gale, pour son atterrissage en 2012.
Frissons garantis, donc, pour cet événement réunissant en direct sur Futura dans les étoiles (Facebook), Twitch et Youtube, le planétologue Charles Frankel (nous avions eu le plaisir de commenter ensemble le lancement de Perseverance il y a sept mois), Thomas Fauchiez, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la Nasa, et Nathan Le Guennic, ingénieur spatial.
Rejoignez-nous !
Vivez en direct l'atterrissage de Perseverance avec Futura.
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Actualité de l'astronomie du 13.02.2021 / Hubble débusque plus de 20 trous noirs regroupés au même endroit.
- Par dimitri1977
- Le 13/02/2021
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Hubble débusque plus de 20 trous noirs regroupés au même endroit
Laurent Sacco
Journaliste
Publié le 12/02/2021
On s'attendait à trouver un représentant des mythiques trous noirs de masse intermédiaire au cœur de l'amas globulaire NGC 6397 en utilisant les observations de Hubble et de Gaia. Mais, à la place, on a découvert une population dense de trous noirs au cœur de cet amas dont le diamètre est inférieur à 100 années-lumière.
On sait reproduire sur ordinateur l’effondrement gravitationnel des étoiles ayant épuisé leur carburant nucléaire central et l'on sait qu'en utilisant les lois de la physique connues, un trou noir doit inévitablement se former. Des candidats au titre de trou noir stellaire, contenant quelques dizaines de masses solaires tout au plus ont été détectés dès les années 1970, notamment à cause des rayons X qu'émettent les disques d'accrétion qui les entourent.
Dès les années 1960, la découverte des quasars a rapidement été interprétée en imaginant qu'il s'agissait cette fois-ci de trous noirs supermassifs accrétant, là aussi, de la matière. Cette hypothèse s'est renforcée au cours des cinquante dernières années, d'abord et en particulier avec les travaux des prix Nobel de physique Andrea Ghez et Reinhard Genzel, puis plus récemment avec les résultats des observations de la collaboration Event Horizon Telescope.
Toutefois, ces objets qui contiennent au moins un million de masses solaires ont une origine qu'il est beaucoup plus difficile de déterminer clairement. Plusieurs hypothèses ont été proposées dont celle des trous noirs intermédiaires avec des masses seraient comprises entre une centaine de masses solaires et un million de fois la masse du Soleil. Des fusions répétées de ces trous noirs pourraient rendre compte de l'existence des trous noirs supermassifs ; or, il est plus facile de faire naître des trous noirs de masses intermédiaires que ces géants.
Encore faut-il qu'ils existent, depuis quelques décennies les astrophysiciens sont partis à leur recherche. Quelques candidats à ce titre ont été trouvés et les théoriciens ont également avancé que les amas globulaires pouvaient être des lieux de genèse assez propices à la naissance des trous noirs intermédiaires. La densité d'étoiles dans un amas globulaire est nettement plus élevée que dans une galaxie standard. Des processus de friction dynamique résultant du gaz d'étoile sur des astres compacts comme les naines blanches, les étoiles à neutrons et les trous noirs stellaires - selon une célèbre formule déterminée par le prix Nobel de physique Chandrasekhar - favorisent une sorte de sédimentation de ces objets au cœur des amas globulaires, et donc les rencontres et les fusions dans les cœurs denses en étoiles de ces amas.
Une présentation de la découverte des trous noirs au cœur de NGC 6397. 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 ». © Nasa, ESA, Hubble Space Telescope
Vingt trous noirs dans une sphère de 34 années-lumière de rayon
Eduardo Vitral et Gary A. Mamon sont deux chercheurs en poste à l'Institut d'astrophysique de Paris et c'est en partant à la recherche des trous noirs de masses intermédiaires qu'ils ont dirigé leur regard en direction d'un amas globulaire parmi les 150 environ connus de la Voie lactée, ceux-ci comportant jusqu'à un million d'étoiles rassemblées dans des sphères dont les diamètres ne sont que de quelques centaines d'années-lumière tout au plus.
Il se nomme NGC 6397, se trouve à environ 7.800 années-lumière du Système solaire et la quantité d'étoiles sorties de la séquence principale sur le fameux diagramme de Hertzsprung-Russell (comme le fera le Soleil d'ici cinq milliards d'années) laisse penser qu'il est très âgé, s'étant formé il y a environ 13,4 milliards d'années.
Les deux astrophysiciens, comme ils l'expliquent dans un article en accès libre sur arXiv, avaient entrepris d'analyser des données concernant les vitesses, positions et distances des étoiles dans cet amas qui ont été collectées pendant quelques années à l'aide du télescope Hubble et du satellite Gaia pour l'essentiel. Ils ont exprimé le contenu de ces observations dans un communiqué de la Nasa et de l'ESA. Mamon explique ainsi que : « Notre analyse a établi que les caractéristiques des formes des orbites des étoiles sont presque distribuées de façon aléatoire dans tout l'amas globulaire, plutôt que systématiquement circulaires ou très allongées. » Vitral de son côté précise : « Nous avons trouvé des preuves très solides de la présence d'une masse invisible dans les régions centrales denses de l'amas, mais nous avons été surpris de constater que cette masse supplémentaire n'est pas ponctuelle mais étendue sur quelques pourcents de la taille de l'amas. »
En clair, il ne pouvait pas y avoir un trou noir intermédiaire mais bien une collection de trous noirs de type stellaire, attendu que la théorie de l'évolution stellaire pour un amas globulaire ne pouvait pas s'accommoder de l'hypothèse que les astres forcément très peu lumineux détectés indirectement soient des membres de populations d'étoiles à neutrons ou de naines blanches au cœur de l'amas.
Si l'on peut généraliser ce résultat à d'autres amas globulaires autour d'autres galaxies, il serait intéressant de pouvoir déterminer à quel point des collisions entre ces trous noirs contribuent aux sources d'ondes gravitationnelles que peuvent détecter Ligo et Virgo.
CE QU'IL FAUT RETENIR
On ne comprend pas très bien l’origine des trous noirs supermassifs contenant de quelques millions à quelques milliards de masses solaires.
Parmi les hypothèses avancées pour l'expliquer, on fait intervenir des trous noirs de plus petite taille, contenant entre cent et quelques centaines de milliers de masses solaires. On les appelle des trous noirs de masses intermédiaires, des Intermediate-mass black holes, en anglais, ou IMBH.
Ils se trouveraient au cœur des galaxies naines ou des amas globulaires, et lors de collisions entre galaxies ces trous noirs fusionneraient.
Quelques candidats au titre d'IMBH ont été découverts par leurs émissions de rayons X et localisés hors des grandes galaxies avec l'aide du télescope Hubble dans le cas de la source 3XMM J215022.4−055108.
Mais, en cherchant dans l'amas globulaire NGC 6397, ce sont au moins 20 trous noirs stellaires qui ont été découverts.
Cette impression d'artiste représente une étoile déchirée par les forces de marée d'un trou noir de masse intermédiaire (IMBH), entouré d'un disque d'accrétion. © ESA, Hubble, M. Kornmesser
Les trous noirs sont parmi les objets les plus opaques de l'Univers. Ils sont cependant parmi les plus attractifs, et c'est par leur pouvoir d'attraction démesuré que nous pouvons les détecter. Les trous noirs géants sont les ogres les plus monstrueux du zoo cosmique, mais ils ne sont pas des armes de destruction massive. Les jets de matière qu'ils produisent auraient contribué à allumer les premières étoiles et à former les premières galaxies. Hubert Reeves et Jean-Pierre Luminet, spécialistes en cosmologie contemporaine, répondent à toutes vos questions. Pour en savoir plus, visitez www.dubigbangauvivant.com. © Groupe ECP, YouTube
Cette image du télescope spatial Hubble a identifié l'emplacement d'un trou noir de masse intermédiaire, pesant 50.000 fois la masse de notre Soleil (ce qui le rend beaucoup plus petit que les trous noirs supermassifs trouvés au centre des galaxies). Le trou noir, nommé 3XMM J215022.4−055108, est indiqué par le cercle blanc. L'imagerie à haute résolution de Hubble montre que le trou noir se trouve à l'intérieur d'un amas dense d'étoiles bien au-delà de notre Galaxie, la Voie lactée. © Nasa, ESA, and D. Lin (University of New Hampshire)
Une présentation de la découverte de 3XMM J215022.4−055108. 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 ». © NASA Goddard
Représentation artistique de la source X, nommée HLX-1 (point lumineux bleu en haut à gauche du bulbe galactique). Elle est située dans la périphérie de la galaxie spirale ESO 243-49. HLX-1 est le candidat le plus solide détecté à ce jour, appartenant à la classe, si longtemps recherchée des trous noirs de masse intermédiaire. © Insu/Heidi Sagerud
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