Mondes de l'eau dans la Voie lactée

Comment les planètes obtiennent-elles leur eau? Les scientifiques recherchent des preuves à la lumière de naines blanches.

Par Nola Taylor Redd  | Publication: jeudi 13 septembre 2018

Une planète entre dans la dernière phase de sa spirale de mort dans la naine blanche en orbite. Pendant quelques années, le nuage de débris résultant changera le spectre de la naine blanche.

Mark Garlick pour l'astronomie

En ce qui concerne les exoplanètes, la recherche d'eau est primordiale, grâce à son rôle vital dans l'évolution de la vie telle que nous la connaissons. Cependant, trouver le liquide vital dans d'autres mondes est un défi permanent.

Pendant près d'une décennie, les scientifiques ont sondé la composition des planètes alors que les mondes sont déchiquetés et consommés par les étoiles naines blanches. Parce que les éléments lourds coulent rapidement sous la surface stellaire riche en hydrogène et en hélium, tous les métaux (tous les éléments ne sont pas l'hydrogène ou l'hélium) détectés dans l'étoile doivent provenir de débris planétaires qui y tombent. Grâce à ce processus, les astronomes en savent plus sur l'intérieur des exoplanètes mortes que sur la composition de la Terre.

Eaux inexplorées

Que recherchent donc les scientifiques? L'eau est l'ingrédient clé de la vie sur Terre. Ainsi, lorsque nous recherchons la vie sur des mondes de notre système solaire, la présence de l'eau dicte généralement notre intérêt. Il n'est donc pas surprenant que les astronomes à la recherche de mondes potentiellement habitables autour d'autres étoiles saisissent la possibilité de l'eau.

Souvent, la recherche d'exoplanètes se concentre sur la zone habitable, la région autour d'une étoile où l'eau pourrait rester liquide à la surface d'une planète. Malheureusement, il faudra beaucoup de temps avant que l'un de nos télescopes puisse résoudre la surface d'un monde à des années-lumière de nous. Des instruments comme le télescope spatial Hubble de la NASA sondent d'autres mondes, à la recherche de signes d'eau dans leur atmosphère. Mais malgré l'identification de milliers de planètes et de planètes candidates au-delà du système solaire, les scientifiques ne peuvent glaner que les données les plus fines les concernant.

La plupart des planètes identifiées ont été initialement trouvées et étudiées en utilisant la méthode de transit, qui examine comment un objet bloque la lumière de l'étoile. Malheureusement, cela ne peut fournir que la taille du monde. D'autres ont été trouvés en utilisant la méthode de la vitesse radiale, qui mesure combien une planète tire sur son étoile, révélant ainsi sa masse. Si les scientifiques suivent un monde en transit avec une mesure de vitesse radiale - et ils l'ont dans de nombreux cas - alors ils peuvent utiliser la masse et la taille pour calculer la densité moyenne de la planète, fournissant une estimation approximative de sa composition et peut-être un indice si l'eau est présent.

Cette illustration représente la planète extrasolaire HD 189733b avec son étoile parente furtivement au-dessus de son bord supérieur. Les astronomes ont utilisé le télescope spatial Hubble pour détecter le méthane et la vapeur d'eau dans l'atmosphère de la planète de la taille de Jupiter. Ils ont fait cette constatation en étudiant comment la lumière de l'étoile hôte filtre à travers l'atmosphère de la planète.

NASA / ESA / G. Bacon (STScI)

D'où vient l'eau?

Malgré notre familiarité avec notre propre planète, les scientifiques ne connaissent toujours pas la source de l'eau de la Terre. Bien que certains soutiennent que les quatre planètes internes rocheuses de notre système solaire auraient pu naître humides, la majorité pense que les mondes étaient probablement trop chauds pour s'accrocher à l'eau. D'une manière ou d'une autre, la Terre et Mars, et peut-être même Vénus, sont passés de mondes chauds du désert à des planètes aux océans vibrants. Alors que Vénus et Mars ont de nouveau perdu leur eau, le liquide est resté sur Terre, la transformant en une planète riche en vie.

Mais si la Terre s'était formée à sec, d'où venait cette eau? Pendant des décennies, les scientifiques ont cru que les comètes étaient un concurrent sérieux. Les boules de neige rocheuses du système solaire auraient pu s'écraser sur les planètes intérieures lorsque tout entrait en collision dans le violent système solaire primitif, apportant non seulement de l'eau, mais aussi d'autres matières volatiles comme le carbone et l'azote. Malheureusement, des missions sur des comètes ont révélé que l'empreinte chimique de leur eau ne correspond pas tout à fait aux océans de la Terre, ce qui a conduit la plupart des chercheurs à les considérer comme une source d'eau principale - bien qu'ils aient pu contribuer à une fraction de notre approvisionnement actuel.
Aujourd'hui, les astéroïdes restent le concurrent le plus puissant pour la livraison d'eau sur Terre. Dans la ceinture d'astéroïdes, l'eau est emprisonnée dans des minéraux. Si le jeune Jupiter avec son immense gravité y a fait remuer de la matière, certains ont pu se précipiter vers l'intérieur. Les collisions et la chaleur qui en résulteraient auraient libéré l'eau sur la jeune Terre.

«Les astéroïdes contiennent suffisamment d'eau pour donner une belle couche de surface humide à la formation de jeunes planètes rocheuses», explique Ben Zuckerman, qui étudie les naines blanches à l'Université de Californie à Los Angeles.

Ainsi, les chercheurs découvrent le mystère de la façon dont l'eau est arrivée sur Terre, et ils supposent qu'un processus similaire a fonctionné pour les planètes autour d'autres étoiles.

La clé: les nains blancs

Les exoplanètes peuvent être entourées de mystère, mais leurs restes fournissent des indices sur leur vie. Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont trouvé un moyen de sonder ce qui se trouve à l'intérieur d'une exoplanète, non pas de l'extérieur vers l'intérieur, mais de l'intérieur vers l'extérieur. De telles observations fournissent un aperçu plus détaillé de la composition de ces corps que les études de nos mondes les plus proches - y compris la Terre.

«Dans le système solaire, nous n'avons en fait pas de méthode pour voir l'intérieur des planètes», explique Jay Farihi, astronome à l'University College de Londres. «Nous ne connaissons pas, par exemple, 70 à 80% de la composition de la Terre, même si nous y sommes.»

L'impression de cet artiste montre un objet massif semblable à une comète tombant dans la naine blanche WD 1425 + 540, qui se trouve dans la constellation Boötes à environ 170 années-lumière.

NASA / ESA / Z. Levy (STScI)

Cela ne signifie pas que les scientifiques sont aveugles sur la composition de la Terre. L'étude de sa densité et de son champ magnétique, ainsi que l'examen des météorites, ont fourni de nombreuses informations. Mais personne ne peut creuser jusqu'au cœur de la Terre et identifier directement les couches de la planète.

Mais d'une certaine manière, Farihi peut être en mesure de contourner de telles tactiques pour étudier les exoplanètes. Plutôt que de regarder les mondes eux-mêmes, lui et ses collègues étudient les naines blanches - les restes d'étoiles semblables au Soleil qui ont conservé une grande partie de leur masse mais n'ont que la taille de la Terre. Certaines de ces étoiles ont consommé les mondes qui les ont tournées en orbite.

À la fin de sa vie, lorsqu'elle ne peut plus fusionner l'hélium, une étoile comme le Soleil se gonfle pour devenir une énorme géante rouge avant de libérer ses couches externes comme une nébuleuse planétaire. Ce qui reste s'effondre en une naine blanche. Ces cadavres stellaires ne fusionnent plus d'éléments, mais leur haute densité et leur chaleur résiduelle signifient qu'ils passeront des milliards d'années à se refroidir.
 
Contrairement aux étoiles, les atmosphères des naines blanches sont assez vierges. Les astronomes ne détectent que de l'hydrogène et parfois de l'hélium, qui montent au sommet. D'autres matériaux coulent rapidement. Ainsi, lorsque les scientifiques voient quelque chose comme le carbone ou l'azote polluer l'atmosphère, ils savent que quelque chose tombant sur l'étoile doit l'avoir délivré.

«Un nain blanc agit comme une feuille de papier vierge», dit Farihi. "Quand les choses tombent là-bas, nous pouvons voir de quoi elles sont faites."

Et les nains blancs sont des mangeurs voraces. Alors que le matériau en orbite se rapproche, la gravité intense de l'objet le déchire. Alors que les étoiles semblables au soleil produisent des vents qui chassent le gaz, les étoiles mortes sont silencieuses, sans coups de vent pouvant transporter des débris vers la liberté.

"Une fois que vous êtes pris au piège dans le champ gravitationnel d'une naine blanche, peu importe la forme dans laquelle vous vous trouvez - finalement, vous allez être englouti par cette naine blanche", a déclaré Zuckerman.
C'est là que la science commence. En sondant les couches extérieures des naines blanches, vous découvrez les tripes de leurs derniers repas, consommés de 10 000 à 100 000 ans plus tôt. Des disques de débris entourent les naines blanches. Récemment, des astronomes ont repéré un astéroïde de la taille de Cérès en train de se désintégrer en orbite autour d'une naine blanche, suggérant qu'une grande partie de la matière dans son atmosphère pourrait provenir de la planète mineure détruite.

Parce que les naines blanches déchiquettent des objets en spirale, il peut être difficile de dire si le matériau provient d'une planète pleine ou simplement d'un morceau de la taille d'un astéroïde. Mais au cours de la dernière décennie, les observations des derniers repas des naines blanches ont montré que l'eau est courante dans les systèmes mourants, ce qui suggère qu'elle est également un ingrédient des planètes.

Repas de petite planète

Comme il devenait plus évident que les naines blanches grignotaient les mondes mourants, de nombreux scientifiques voulaient un autre regard. En 2012, Farihi et ses collègues ont capturé de nouvelles images du nain blanc GD 61, jetant un regard plus approfondi avec Hubble et les télescopes Keck I et II à Hawaï. Après avoir étudié la chimie de l'atmosphère de la naine blanche, l'équipe a annoncé que le GD 61 avait récemment mangé un objet riche en eau. Pour la première fois, l'eau a été identifiée comme un ingrédient majeur dans un objet en dehors du système solaire.

La chimie de l'objet de la taille de Vesta suggère qu'il faisait autrefois partie d'une ceinture d'astéroïdes lorsque GD 61 était une étoile. Bien qu'il soit impossible de dire si l'eau est arrivée sous forme solide, liquide ou gazeuse, elle était très probablement piégée à l'intérieur des roches.

Uri Malamud et Hagai Perets, chercheurs de l'Institut israélien de technologie, ont modélisé ce qui pourrait arriver à l'eau à la fois sur et dans un objet de la taille d'un astéroïde alors que son étoile se transforme en une géante rouge. Ils ont constaté que, pour tous les corps rocheux, sauf les plus éloignés, toute eau de surface s'évapore probablement et est chassée lorsque l'étoile devient un géant. Mais l'eau emprisonnée dans les roches pourrait survivre.

Depuis que GD 61 a été trouvé en train de consommer un objet semblable à un astéroïde, une poignée d'autres naines blanches ont montré les mêmes habitudes alimentaires. Selon Boris Gänsicke, professeur de physique à l'Université de Warwick, les collations naines blanches repérées avant cette année ressemblaient toutes à des objets de notre système solaire interne: des matériaux rocheux riches en fer qui ressemblaient aux noyaux des planètes éclatées, avec seulement une poignée d'eau transportant. Mais les corps rocheux des ceintures d'astéroïdes éloignées ne sont pas les seules choses que les naines blanches consomment.

À certains égards, il serait plus facile d'étudier la composition d'une planète comme la Terre comme une étoile naine blanche la détruit qu'en la sondant d'en haut, comme le font les scientifiques vivant ici.

NASA

Snack du système solaire externe

Début 2017, une équipe dirigée par Siyi Xu à l'UCLA a trouvé des preuves que des naines blanches consommaient également du matériel de leurs systèmes solaires externes. Xu utilise le télescope Keck pour arpenter des naines blanches polluées, et elle a travaillé avec Michael Jura de l'UCLA, qu'elle qualifie de «pionnière dans ce genre de travail». (Jura est décédée en 2016.)

L'un des objets, WD 1425 + 540, ne se démarquait pas vraiment de la foule, à l'exception d'une caractéristique notable. Bien qu'il s'agisse d'un nain blanc d'hélium (plus d'informations sur ce type d'objet plus tard), il est riche en hydrogène. Lorsque Xu a étudié la naine blanche avec Hubble, elle a également découvert qu'il est étonnamment riche en carbone et en azote, un matériau rare près d'une étoile, et qui n'apparaît qu'à des distances équivalentes à la position de Saturne dans notre système solaire.

«L'azote est un panneau ou un indicateur des basses températures», explique Zuckerman. Et là où l'azote existe, l'eau peut-elle être loin derrière?

La teneur élevée en azote a été un signal pour Xu, maintenant à l'Observatoire européen austral, qui a déclaré qu'aucune autre naine blanche n'avait auparavant montré des signes d'accrétion de l'élément. La grande quantité d'azote par rapport à d'autres éléments suggère que l'objet détruit provenait encore plus loin qu'une orbite semblable à Saturne, peut-être d'une ceinture de Kuiper extrasolaire. Dans notre système solaire, la ceinture de Kuiper abrite les comètes et les planètes naines. Tout ce que WD 1425 + 540 grignotait était plus gros qu'une comète, pesant à peu près la même masse que le plus célèbre habitant de la ceinture de Kuiper, Pluton.

«Nous ne connaissons vraiment pas la composition globale [de Pluton]», dit Xu. "Vous ne le savez pas jusqu'à ce que vous le brisiez et que nous le mesurions." Ainsi, le nain blanc lointain a peut-être fourni le regard le plus proche que nous aurons à l'intérieur de l'un des mondes les plus extérieurs de notre système solaire.

Une façon de trouver de l'eau à proximité est d'observer un monde qui l'éjecte des geysers. Les scientifiques ont basé cette illustration (non à l'échelle) des panaches provenant de la lune Encelade de Saturne sur l'analyse des données du vaisseau spatial Cassini de la NASA, qui a traversé les panaches en 2015. La découverte d'hydrogène dans le matériau en éruption fournit des preuves de l'activité hydrothermale, ce qui rend l'existence d'un océan souterrain probable.

NASA / JPL-Caltech

Mais alors que les mondes intérieurs rocheux sont facilement perturbés après qu'une étoile se transforme en une géante rouge, tombant vers l'intérieur s'ils ne sont pas détruits, il peut être difficile de comprendre comment un objet plus éloigné pénètre dans la gueule d'un nain blanc. Xu et ses collaborateurs soupçonnent que la raison pourrait être la gravité du compagnon de WD 1425 + 540, une étoile qui orbite plus de 2200 fois plus loin de la naine blanche que la Terre en orbite autour du Soleil. Des collègues chercheurs examinent s'il est possible que de légères perturbations de ce compagnon déplacent un objet de la ceinture de Kuiper vers son destin.

Les ceintures Exo-Kuiper ne sont pas nouvelles - les scientifiques les ont repérées autour d'autres étoiles avant même de savoir que le Soleil avait sa propre ceinture. Mais jamais auparavant ils n'ont pu regarder à l'intérieur de l'un d'eux.

«Maintenant, pour la première fois, nous sommes en mesure de mesurer la composition élémentaire et chimique d'un objet qui se trouvait autrefois dans une ceinture de Kuiper extrasolaire», explique Zuckerman.
Si la ceinture de Kuiper du Soleil a lancé des comètes et d'autres objets vers la Terre, l'ensemencant avec au moins une partie de l'eau et des éléments nécessaires à la vie, alors une ceinture exo-Kuiper riche en mêmes ingrédients donne de l'espoir à d'autres systèmes suivant une piste similaire.

Le simple fait que de tels objets riches en naines blanches en orbite volatile soit encourageant. «Les mondes semblables à la Terre, s'ils existent, pourraient également avoir une couche de placage ou de surface qui serait propice à l'origine de la vie», explique Zuckerman.

À gauche: un astéroïde se dirige vers sa destruction aux mains du nain blanc Giclas 29–38. À droite: le télescope spatial Spitzer a acquis ce spectre de G 29–38. Une naine blanche normale montre une signature spectrale à dominante bleue comme celle sur le côté gauche du graphique. G 29–38, cependant, a un autre élément rougeâtre qui, selon les scientifiques, provient d'un disque de poussière entourant l'étoile. Ils croient que les débris sont les restes d'un astéroïde qui faisait partie du système solaire qui existait lorsque G 29–38 était encore une étoile semblable au soleil.

NASA / JPL-Caltech / W. Portée (SSC / Caltech)

Teneur en hydrogène

Alors que Farihi et Xu traquent des naines blanches individuelles pour déceler des signes d'astéroïdes riches en eau et d'exo-KBO, Nicola Gentile Fusillo, associée postdoctorale à l'Université de Warwick, a décidé de prendre du recul et de sonder des centaines d'étoiles mortes, en se concentrant sur une classe plus petite connue sous le nom de naines blanches d'hélium. Ses découvertes suggèrent que les objets riches en eau sont abondants dans toute la galaxie.

Les naines blanches d'hélium représentent environ un tiers de toutes les naines blanches. Contrairement à leurs cousins ​​plus nombreux, ils ont des atmosphères riches en hélium plutôt qu'en hydrogène. En fait, leur source d'hydrogène est un mystère. Certains chercheurs soutiennent que ces naines blanches se sont formées avec un réservoir d'hydrogène qui a été progressivement dilué par l'atmosphère d'hélium. D'autres se demandent si les étoiles ont pu capter de l'hydrogène sur leurs surfaces lors de leur passage à travers un matériau interstellaire.

Fusillo et ses collègues ont récemment découvert une nouvelle naine blanche riche en hélium, GD 17, dont la composition ressemblait fortement à GD 61. Les deux sont lourds en hydrogène et riches en d'autres éléments. Se demandant si les deux caractéristiques pouvaient être liées, Fusillo a sondé 729 naines blanches d'hélium. Il a constaté que l'hydrogène était presque deux fois plus courant chez les naines blanches polluées que chez leurs homologues.

Et si l'hydrogène de ces riches naines blanches était le seul signe survivant d'objets riches en eau? Comme avec GD 61, un astéroïde ou KBO peut avoir percuté l'étoile mourante. Mais alors que l'oxygène, le carbone, l'azote et tout le reste finiraient par couler hors de l'atmosphère, l'hydrogène persisterait. Au fil du temps, il s'accumulait, laissant des naines blanches qui avaient consommé de l'eau avec une atmosphère d'hydrogène exceptionnellement épaisse.

La consommation de débris planétaires n'est pas la seule source d'hydrogène dans les naines blanches d'hélium. Fusillo pense toujours que beaucoup de naines blanches conservent probablement des traces d'une atmosphère d'hydrogène primordiale. Mais les débris apportent certainement une contribution importante. «Un nombre important d'entre eux ont dû subir cet événement d'accrétion», dit-il.

Sans disque de débris pour fournir des indices supplémentaires, il est impossible de dire si des naines blanches d'hélium riches en hydrogène non polluées ont dévoré quelques gros objets semblables à des planètes ou une multitude de minuscules astéroïdes au cours de leur vie d'un milliard d'années. «L'hydrogène peut remonter dans le temps, mais cette information est perdue», explique Fusillo. «Il pourrait s'agir d'événements distincts au fil du temps, chacun transportant une petite quantité d'eau sur de longues échelles de temps.»

Farihi met en garde contre la possibilité de surestimer le lien entre l'eau et les atmosphères riches en hydrogène. Avec des objets pollués comme le GD 61 et le GD 17, il est plus facile de défendre la cause de l'eau en faisant correspondre les signatures des éléments présents. Une fois que les éléments se sont enfoncés dans l'étoile, cependant, il ne reste plus que de l'eau.

Pourtant, le co-auteur et conseiller de Fusillo, Gänsicke, pense que la recherche révèle que les planétésimaux riches en eau - grands ou petits - sont fréquents dans d'autres systèmes planétaires. «C'est excitant dans un sens, mais peut-être en fait naturel, car nous savons dans le système solaire que l'eau se produit dans de nombreux endroits, certains inattendus», dit-il. Après tout, l'eau apparaît dans les cratères ombragés de Mercure, et dans les océans au plus profond des lunes de Saturne et de Jupiter, et peut-être même sous la surface glacée de Pluton.

Tester l'eau

Donc, tout en comprenant les mondes vivants reste un défi, les planètes mortes livrent lentement leurs secrets. Et il semble que leurs secrets pourraient être très humides, en effet.
"Il est prouvé que l'eau semble être un ingrédient général des systèmes planétaires, même ceux qui ont évolué jusqu'à la toute fin de la vie de leurs étoiles hôtes", explique Gänsicke.
Fusillo est d'accord. «L'eau n'est pas rare», dit-il. «À chaque fois qu'une naine blanche accroche des roches, elle accumule également de l'eau. C'est une petite quantité, mais très souvent présente. »

Si l'eau est abondante non seulement dans les planètes mortes mais aussi dans les planètes vivantes, cela pourrait être une bonne nouvelle pour ceux qui chassent des mondes potentiellement habitables. Les planètes autour d'étoiles vivantes peuvent également avoir reçu de l'eau, soit d'astéroïdes ou de comètes, et peuvent conserver cette eau jusqu'à la fin de leur vie.

«Si des planètes rocheuses se forment dans la zone habitable, il existe un nombre suffisant de corps porteurs d'eau qui fournissent des matériaux et les rendent habitables, même s'ils n'étaient pas habitables au départ», explique Gänsicke. «Le genre d'histoire qui s'est produite dans le système solaire est également susceptible de se produire dans d'autres systèmes planétaires.»

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://astronomy.com/magazine/news/2018/09/water-worlds-in-the-milky-way?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0ZxQaylz5890tgE9R_LyPCg1lkBMqMLe6aRCwzZKfRacyo7sU-cc8A4hw

LE 23.12.2019:Météo en Live, phénomènes dangereux / Vigilance météorologique 74 - HAUTE-SAVOIE  73 - SAVOIE  17 - CHARENTE-MARITIME 35 - ILLE-ET-VILAINE EN ALERTE ORANGE

Emis le : lundi 23 décembre 2019 à 12h50 par : Météo-France Toulouse Date et heure du prochain message : au plus tard le lundi 23 décembre 2019 à 16h00

Type de phénomène     Avalanches.   Phénomène en cours. Fin de phénomène prévue le mardi 24 décembre 2019 à 16h00      Localisation     Début de suivi pour : Savoie (73) et Haute-Savoie (74). Maintien de suivi pour : Aucun département Fin de suivi pour : Aucun département        Description     Qualification du phénomène : L’activité avalancheuse attendue au cours des prochaines 24 heures est observée en moyenne deux à trois fois par an. Faits nouveaux : La vigilance est étendue au département de la Haute-Savoie (1m de neige mobilisable à 1500m dans le massif du Mont-Blanc observé localement). Les prévisions météorologiques sont confirmées ( poursuite des précipitations ventées). Situation actuelle : Une succession rapide de perturbations actives touche les Alpes. Les chutes de neige fraîches reposent souvent sur un manteau neigeux peu consolidé en surface sur 80 à 100 cm dès 1800m, localement plus bas. Des avalanches de grande ampleur ont déjà été reportées depuis hier après-midi et dans la nuit, approchant ou traversant des routes d’altitude en Haute-Maurienne et Haute-Tarentaise. Des routes de montagne sont fermées préventivement en Savoie et Haute-Savoie. Evolution prévue : Le risque d’avalanches est fort, de niveau 4 sur 5 sur l’ensemble des massifs de la Savoie et de la Haute-Savoie pour la journée de lundi et resteront forts jusqu'à mardi. De nombreuses grandes avalanches et quelques très grandes avalanches se produiront spontanément. Ces avalanches pourront toucher les quelques secteurs routiers habituellement exposés ( principalement dans les massifs de Haute-Tarentaise, Haute-Maurienne, Vanoise et Mont-Blanc), ainsi que les infrastructures de montagne dans ces deux départements. Pour l'après-midi de lundi et la première partie de nuit. Les chutes de neige se raréfient mais le vent de Nord-Ouest continue de souffler, ce qui maintiendra le risque de départ spontané d’avalanches de grande ampleur dans certaines pentes. Pour la seconde partie de nuit et mardi. Fait aggravant : un redoux intervient dans la nuit avec une reprise des précipitations, progressivement sous forme de pluie jusqu’à 2000/2200m. Cela provoquera sous ces altitudes, un nouveau pic avalancheux de neige humide entre la fin de nuit et la matinée de mardi selon les massifs. Au dessus de 2200m, les chutes de neige maintiendront pour toute la journée de mardi le risque de départs d'avalanches poudreuses, parfois de très grande ampleur. Les risques sont également forts sur les hauts massifs de l'Isère, mais ne nécessitant pas pour l'instant une vigilance orange (cumuls de neige récente depuis 3 jours et précipitations à venir un peu plus faibles). Crues en cours: consultez le site hhtps://www.vigicrues.gouv.fr       Conséquences possibles     Avalanches/Orange * Très fort risque d'avalanche. * Nombreux départs spontanés d'avalanche.   Conseils de comportement Avalanches/Orange * Informez vous sur l'ouverture et l'état des secteurs routiers d'altitude. * Conformez vous aux instructions et consignes de sécurité en vigueur dans les stations de ski et communes de montagne. * Renseignez vous en consultant les bulletins spécialisés de Météo France, les informations locales et les professionnels de la montagne.

Pourquoi Encelade ne gèle-t-il pas déjà?

Les astronomes ont créé un modèle pour Encelade, la lune de Saturne, qui pourrait expliquer pourquoi son océan souterrain n'a pas encore gelé.

Par Jake Parks  | Publication: mardi 7 novembre 2017

Cette coupe transversale de la lune glaciale d'Encelade de Saturne montre comment elle peut être chauffée de l'intérieur vers l'extérieur. Alors que l'eau fraîche s'infiltre dans son noyau rocheux poreux, l'eau est réchauffée par la chaleur générée par les forces de marée (causées par l'attraction gravitationnelle de Saturne sur Encelade). Cette eau désormais chaude se fraye ensuite un chemin à travers les évents hydrothermaux du fond marin, fondant finalement certaines zones de la coquille glacée extérieure de l'océan. À son tour, cela forme des fissures dans la coquille, à partir desquelles des jets de vapeur d'eau et des particules du fond marin sont éjectés dans l'espace.

NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute / LPG-CNRS / U. Nantes / U. Angers / ESA

Au cours de son voyage autour de la planète annelée de 2004 à 2017, le vaisseau spatial Cassini a observé une quantité surprenante d'activité géologique sur la sixième plus grande lune de Saturne, Encelade. Cassini a constaté que le monde glacial a non seulement un vaste océan mondial caché sous sa coquille épaisse et glacée, mais aussi des dizaines de geysers qui éclatent régulièrement des fissures à sa surface, projetant des panaches de vapeur d'eau chargée de minéraux dans l'espace à des vitesses supérieures à 800. miles par heure.

Cependant, la force motrice derrière cette activité géologique est depuis longtemps un mystère. Bien qu'étant à peu près aussi large que l'Arizona, Encelade est l'un des objets les plus brillants de notre système solaire. Étant donné que sa surface recouverte de glace reflète près de 100 pour cent de la lumière solaire entrante, la surface d'Encelade est également extrêmement froide, oscillant autour de 330 degrés Fahrenheit en dessous de zéro (-201 Celsius). Compte tenu de sa petite taille, de sa croûte glacée et de ses températures glaciales, on pourrait s'attendre à ce qu'Encelade se soit refroidi rapidement après sa formation, gelant depuis longtemps. Mais ce n'est apparemment pas le cas.

Comment Encelade est-il toujours aussi géologiquement actif lorsque son voisin de taille similaire, Mimas, semble complètement gelé et mort? L'océan sous la croûte glacée d'Encelade ne devrait-il pas avoir gelé il y a des milliards d'années? Ces questions, qui ont intrigué les astronomes et les géologues planétaires au cours de la dernière décennie, ont peut-être finalement trouvé une réponse dans un article publié hier dans Nature Astronomy.

Dans l'étude, les chercheurs ont présenté le premier modèle informatique d'Encelade qui non seulement reproduit toutes les caractéristiques fondamentales de la lune vues par Cassini, mais démontre également un mécanisme de chauffage efficace grâce auquel Encelade pourrait maintenir son océan liquide souterrain pendant des milliards d'années.

On peut voir des panaches de glace d'eau pulvériser des cravasses près du pôle sud de la lune de Saturne Encelade. Plus de 30 jets de différentes tailles ont été capturés dans cette image prise alors que le vaisseau spatial Cassini volait à travers les jets le 21 novembre 2009.

NASA / JPL / Space Science Institute

"Où Enceladus obtient le pouvoir soutenu de rester actif a toujours été un peu un mystère", explique l'auteur principal Gaël Choblet de l'Université de Nantes en France dans un communiqué de presse , "mais nous avons maintenant examiné plus en détail comment la structure et la composition du noyau rocheux de la lune pourrait jouer un rôle clé dans la génération de l'énergie nécessaire. »

Pendant des années, les chercheurs ont suggéré que les forces de marée - poussées et tractions gravitationnelles - agissant sur les surfaces des lunes couvertes de glace pourraient générer suffisamment de chaleur pour maintenir la subsurface. océans; Cependant, des recherches antérieures ont montré que si seule la croûte glacée d'Encelade fléchissait en raison de son bras de fer de marée avec Saturne et ses autres lunes, alors il n'y aurait que suffisamment de chaleur générée pour maintenir son océan pendant environ 30 millions d'années.

Les informations clés des chercheurs sont arrivées lorsqu'elles ont cessé de supposer qu'Encelade avait un noyau rocheux solide et ont plutôt envisagé la possibilité d'un noyau poreux contenant 20 à 30 pour cent d'espace vide. Quand ils ont fait cela, leur modèle a montré qu'Encelade en orbite autour de sa planète mère, les forces de marée de Saturne fléchissent facilement le noyau poreux d'Encelade, provoquant le broyage des roches ensemble, générant d'énormes quantités de chaleur par friction.

Comme cette chaleur est générée au cœur d'Encelade, elle reste quelque peu isolée et a tendance à s'accumuler avec le temps. Et, parce que le noyau poreux de la lune est semi-perméable, l'eau ruisselle également de l'océan dans la roche en dessous. Ici, l'énergie du noyau chaud et rocheux est transférée à l'eau, la chauffant à au moins 194 degrés Fahrenheit (90 degrés Celsius).

Cela fait que l'eau monte bien vers l'extérieur et vers l'extérieur, ce qui crée des points chauds sur le fond océanique d'Encelade. La simulation des chercheurs a montré que l'un de ces points chauds du fond marin était capable de libérer environ cinq gigawatts d'énergie. À titre de comparaison, le barrage Hoover est capable de produire un peu plus de deux gigawatts.

En outre, le modèle a montré que ce chauffe-eau mondial devrait être le plus fort près des pôles de la lune, où l'eau chaude et riche en minéraux monte du fond marin à la coque extérieure glacée. Au fil du temps, ce mécanisme de chauffage souterrain a aminci la croûte gelée d'Encelade à seulement quelques kilomètres d'épaisseur au pôle sud - où se trouvent les geysers de la lune. Pendant ce temps, le reste de l'enveloppe extérieure d'Encelade reste d'environ 12 à 16 miles d'épaisseur (20 à 25 km).

Bien que l'hémisphère nord d'Encelade soit marqué de cratères d'impact, l'hémisphère sud (en particulier près du pôle) est presque entièrement exempt de cratères. Au lieu de cela, cette région est tapissée d'innombrables rochers de glace de la taille d'une maison, ainsi que de longues crevasses sinueuses appelées «bandes de tigre». À partir de ces bandes relativement chaudes, des fissures se forment et disparaissent, créant d'énormes geysers de vapeur d'eau alimentés par une profonde, océan souterrain.

NASA / JPL-Caltech / SSI / ESA

«Nos simulations peuvent expliquer simultanément l'existence d'un océan à l'échelle mondiale en raison du transport de chaleur à grande échelle entre l'intérieur profond et la coquille de glace, et la concentration d'activité dans une région relativement étroite autour du pôle sud, expliquant ainsi le principal caractéristiques observées par Cassini », a déclaré le co-auteur Gabriel Tobie, également de l'Université de Nantes.

Compte tenu de l'endroit où la vie sur Terre se serait formée, l'une des questions évidentes qui accompagne cette étude est la suivante: la vie pourrait-elle exister près des évents hydrothermaux chauds et riches en minéraux d'Encelade? Et si oui, comment étudions-nous ces sites? Selon Nicolas Altobelli, scientifique du projet Cassini de l'ESA, «de futures missions capables d'analyser les molécules organiques dans le panache d'Encelade avec une précision plus élevée que Cassini seraient en mesure de nous dire si des conditions hydrothermales soutenues auraient pu permettre à la vie d'émerger.»

Et comme par chance l'aurait, il y a quelques jours, la NASA a annoncé ils ont l'intention de construire le Submillimeter Enceladus Life Fundamentals Instrument (SELFI), un instrument qui «étudiera la composition des geysers crachant de la vapeur d'eau et des particules de glace du pôle sud de la petite lune de Saturne, Enceladus». En mesurant les traces de produits chimiques dans l'eau. panaches, les scientifiques pensent qu'ils peuvent déterminer la composition de l'océan souterrain d'Encelade, mettant en lumière le potentiel de la petite lune froide à accueillir la vie extraterrestre.

Source: http://www.astronomy.com
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