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    La fin de l'univers pourrait avoir lieu

    dans 2,8 milliards d'années

     

     

    L'étude des supernovae (explosions d'étoiles) et de la répartition des galaxies permet de poser des contraintes sur la nature de l'énergie noire et donc le destin de l'univers observable. Des chercheurs viennent de montrer que l'énergie du vide pourrait devenir si grande qu'elle déchirerait noyaux d'atomes et galaxies dans 2,8 milliards d'années au plus tôt.

     

     
     


    L’univers est en expansion. Si l’on tient compte de la gravité, cette expansion devrait ralentir et pourtant elle semble accélérer au cours du temps. Ce phénomène pourrait être dû à une force étrange : l’énergie noire. Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom, explique pour Futura-Sciences ce que recouvre cette étrange notion.

     
     

    Albert Einstein mit un point final à sa théorie de la relativité générale en novembre 1915 et, de 1916 à 1918, il posa les bases de la théorie des ondes gravitationnelles, de l’effet laser et de lacosmologie relativiste pour laquelle il introduisit la fameuse constante cosmologique. L’expansion de l’univers qui découlait des travaux d’Einstein ne fut vraiment prise au sérieux qu’avec les recherches d’Alexandre Friedmann, Hubble et surtout Georges Lemaître.

     

    La théorie du Big Bang finit par s’imposer avec la découverte du rayonnement fossile en 1965. Depuis, elle est devenue le modèle standard de la cosmologie. Bien qu’elle reste muette sur l’idée d’une véritable naissance de l’univers observable, il n’y a plus de doute rationnel en ce qui concerne le fait que, il y a plus de 13,7 milliards d’années, cet univers était bien plus petit, bien plus chaud qu'actuellement et dépourvu d’atomes et d’étoiles.

    En revanche, on ne sait vraiment pas comment celui-ci finira et cette incertitude sur le destin du cosmos observable (qui n’est peut-être qu’une fraction infime d’un multivers infini et éternel) est devenue encore plus grande lors de la découverte en 1998 de son expansion accélérée.

     

    L'énigme de la nature de l'énergie noire

     

    Il fallut introduire, via la constante cosmologique d’Einstein, la notion d’énergie noire, encore appelée énergie sombre. Elle se manifeste comme une densité d’énergie, donc l’équivalent d’une pression, dans le fluide cosmologique constitué des amas de galaxies. Toute la question est de savoir si cette constante l’est vraiment ou pas au cours du temps et donc quelle est son origine.

     

    De gauche à droite Albert Einstein et Wolfgang Pauli. Le premier avait introduit la constante cosmologique en 1917 et le second avait pris conscience dès les années 1920 qu'elle pouvait résulter de l'état d'énergie minimal des champs quantiques.
    De gauche à droite, Albert Einstein et Wolfgang Pauli. Le premier introduisit la constante cosmologique en 1917 et le second prit conscience dès les années 1920 qu'elle pouvait résulter de l'état d'énergie minimal des champs quantiques. © Cern

     

    S’il s’agit, comme le favorise nettement les observations pour le moment, d’une vraie constante, pouvant notamment être simplement une manifestation de la fameuse énergie du point zéro des champs quantiques, alors l’univers observable continuera pour l’éternité son expansion en devenant de plus en plus froid et vide : c’est le Big Chill, encore appelé de façon plus explicite le Big Freeze. Le cosmologiste Lawrence Krauss s’est amusé à imaginer sur cette base à quoi pourrait ressembler notre univers dans 3.000 milliards d’années. Il se peut que cela ne soit en fait pas vraiment la fin de l’univers si l’on croit au modèle de cosmologie cyclique de Roger Penrose.

     

    S’il s’agit d’une quantité dynamique, par exemple parce qu’elle dérive d’un champ scalaire ou d’une théorie relativiste de la gravitation différente de celle d’Einstein, tout devient possible. Certains modèles de supergravité prédisent par exemple que l’énergie noire va changer dans quelques dizaines de milliards d’années ; de répulsive, la densité d’énergie du vide deviendra alors attractive, ce qui conduira le cosmos vers un Big Crunch ouvrant donc la porte, là encore, à une cosmologie cyclique avec des phases alternées d’expansion puis de contraction suivies d’un nouveau Big Bang.

     

     

    Un Big Rip dans 2,8 ou 22 milliards d'années ?

     

    D’autres possibilités existent avec des densités d’énergie variables. Une équipe internationale de chercheurs a exploré certaines d'entre elles dans un article déposé sur arXiv.

     

    L’une des hypothèses principales envisagées est celle du Big Rip. Selon elle, la densité d’énergie du vide va augmenter au cours du temps mais rester à l’origine d’une accélération de l’expansion qui ne fera que croître. En théorie, cette pression répulsive devrait atteindre l’infini. Cependant, bien avant cela, si l’on peut dire, elle sera tellement forte qu’elle finira par surpasser l’énergie de cohésion des amas de galaxies puis des galaxies, des étoiles et même des planètes pour finalement rompre jusqu’aux liaisons nucléaires entre protons et neutrons dans les noyaux : c’est le scénario du Big Rip. Plusieurs champs quantiques exotiques peuvent conduire à ce scénario ; l’un d’entre eux prédit même qu’il arrivera dans 22 milliards d’années.

     

    Parmi les hypothèses envisagées pouvant produire un Big Rip, les chercheurs ont voulu savoir quelles étaient celles qui prophétisaient la fin du monde la plus proche. En nourrissant les modèles théoriques avec des données observationnelles concernant l’énergie noire, à savoir les observations avec les supernovae SN Ia et les oscillations acoustiques de baryons, ces cosmologistes sont arrivés à unedurée de vie minimale pour notre cosmos observable.

     

    Selon eux, aucun Big Rip ne devrait survenir avant 2,8 milliards d’années. D’ici là, de toute façon, les océans de la Terre commenceront à bouillir.

     

    Cette image, acquise par le Très Grand Télescope (VLT) de l'Eso, à l'Observatoire du Cerro Paranal (Chili), révèle en détail les spectaculaires conséquences d'une collision cosmique vieille de 360 millions d'années. Parmi les débris qui entourent la galaxie elliptique NGC 5291 (au centre de l'image) figure un objet rare et mystérieux à la fois : une jeune galaxie naine (l'amas lumineux à droite). Cet objet offre aux astronomes l'excellente opportunité de mieux connaître ce type de galaxies, largement répandues dans l'univers jeune, mais généralement trop distantes et trop peu lumineuses pour pouvoir être observées au moyen des télescopes actuels. Ce spectacle pourrait prendre fin dans 2,8 milliards d'années avec un Big Rip. © Eso

    Cette image, acquise par le Très Grand Télescope (VLT) de l'Eso, à l'Observatoire du Cerro Paranal (Chili), révèle en détail les spectaculaires conséquences d'une collision cosmique vieille de 360 millions d'années. Parmi les débris qui entourent la galaxie elliptique NGC 5291 (au centre de l'image) figure un objet rare et mystérieux à la fois : une jeune galaxie naine (l'amas lumineux à droite). Cet objet offre aux astronomes l'excellente opportunité de mieux connaître ce type de galaxies, largement répandues dans l'univers jeune, mais généralement trop distantes et trop peu lumineuses pour pouvoir être observées au moyen des télescopes actuels. Ce spectacle pourrait prendre fin dans 2,8 milliards d'années avec un Big Rip. © Eso

     

    Astronomie:  La fin de l'univers pourrait avoir lieu dans 2,8 milliards d'années

     

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    La Nuit des étoiles sous le signe du climat

    et des atmosphères planétaires

     

    Pour la Nuit des étoiles, une fête qui s'étend du 7 au 9 août, les astronomes amateurs seront au rendez-vous pour faire découvrir le ciel dans leurs instruments. Cherchez donc le club de bénévoles le plus proche de chez vous ! Les professionnels sont aussi mobilisés pour cette 25e édition. En lien avec l'association Humanité et biodiversité, des manifestations se dérouleront autour du thème « Climat, biodiversité et atmosphères planétaires ». C'est que l'on fête aussi le superbe survol de Pluton par New Horizons, la mission Rosetta autour de sa comète et le 20e anniversaire de la découverte de la première exoplanète

     

     
     

    La Nuit des étoiles se déroule chaque année à une date proche du maximum de l'essaim météoritique des Perséides. L'occasion d'observer de nombreuses étoiles filantes. Le thème de cette 25e édition est « Climat, biodiversité et atmosphères planétaires ». © Unsplash, Pixabay, DP

    La Nuit des étoiles se déroule chaque année à une date proche du maximum de l'essaim météoritique des Perséides. L'occasion d'observer de nombreuses étoiles filantes. Le thème de cette 25e édition est « Climat, biodiversité et atmosphères planétaires ». © Unsplash, Pixabay, DP

     
     

    La vingt-cinquième édition des Nuits des étoiles organisée par l’Afa (Association française d’astronomie) se déroulera ce weekend du 7, 8 et 9 août 2015. Cette année, en partenariat avec l’association Humanité et biodiversité, dont Hubert Reeves est le président d’honneur, plus de 416 manifestations auront lieu dans 285 sites différents, partout en France (voir carte), sur le thème «Climat, biodiversité et atmosphères planétaires ». À cette occasion, la manifestation des Nuits des étoiles a obtenu le label COP 21 pour son engagement dans la lutte contre les bouleversements climatiques. Un sujet brulant qui sera au centre des préoccupations des décideurs de toute la Planète, à Paris, en décembre prochain, pour la 21e Conférence des parties à la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques.

     

    Plusieurs conférences et débats seront organisés sur ce thème astronomique relatif à l’atmosphère terrestre, aux gaz à effet de serre, à l'écosystème et à la biodiversité en péril de plus en plus menacée ces dernières décennies. Puisque nous fêtons cette année les 20 ans de la découverte de la première exoplanète (Pegasi 51b par Michel Mayor et Didier Quéloz), et en écho à notre biosphère, il sera question de l'atmosphère planétaire et, bien sûr, des possibilités de vie ailleurs ou pas. Nul doute que Kepler-452b, la dernière exoterre potentiellement habitable détectée, ou encore le système Gliese 892, à seulement 21 années-lumière de nous, seront au cœur des conversations.

     

    Pas question d’oublier Pluton et Charon, survolés le 14 juillet dernier par la sonde New Horizons. Tous deux aussi arborent des atmosphères, témoins de leur activité en surface. La comète Tchouri dont l’atmosphère, la coma, n’a de cesse de s’étoffer à quelque jours de son périhélie (le 13 août à 186 millions de kilomètres du Soleil) sera également de la partie. Les derniers résultats de Rosettaet Philae seront abordés.

     

    L’atmosphère de la Terre et celles d’autres mondes comme ici la planète naine Pluton, photographiée le 14 juillet 2015 par la sonde New Horizons, sont à l’honneur pour la 25e édition des Nuits des étoiles. © Nasa, JHUAPL, SwRI
    L’atmosphère de la Terre et celles d’autres mondes comme ici la planète naine Pluton, photographiée le 14 juillet 2015 par la sonde New Horizons, sont à l’honneur pour la 25e édition des Nuits des étoiles. © Nasa, JHUAPL, SwRI

     

    Découvrir le ciel d’été

     

    Comme chaque année, le grand public pourra profiter des douces nuits claires du milieu de l’été pour faire connaissance avec le ciel étoilé (voir Le ciel du mois d'août) et observer dans les instruments des associations et astronomes amateurs bénévoles aux quatre coins de la France et de l’Europe de nombreux objets célestes. Notamment Saturne, la galaxie d’Andromède, de nombreuses étoiles doubles ou encore des grappes d’étoiles ou des nébuleuses tapies dans la Voie lactée… Le tout saupoudré d’étoiles filantes.

     

    Le pic d’activité des traditionnelles Perséides est attendu dans la nuit du 12 au 13 août. Après un début autour du 17 juillet, avec un radiant dans la constellation de Cassiopée (au-dessus de l’horizon nord-est), l’essaim météoritique se décale peu à peu en août vers Persée. Lorsque laTerre reçoit un maximum de ces poussières éjectées par la comète 109P/Swift-Tuttle (période orbitale de 134,6 ans), la plupart d'entre elles semblent provenir de cette direction du ciel.

     

    Dans son Guide du Ciel, Guillaume Cannat, qui rapporte les prévisions de l’éminent spécialiste Jérémie Vaubaillion, estime que le 12 août, vers 18 h 39 TU (il sera 20 h 39 en France métropolitaine), notre planète pourrait passer à quelque 80.000 km de la veine de poussière laissée lors du passage de la comète en 1862. Mais il n’y a aucune certitude. Aussi, pour espérer voir un maximum de ces débris cométaires pénétrer dans notre atmosphère, à une vitesse moyenne de 59 km/s, il est préférable de rester de longues heures étendu dehors à scruter le firmament, le plus loin possible de toute source de pollution lumineuse. Nous avons la chance, de surcroit, que la Lunesoit absente cette nuit-là ; sa luminosité ne nous gênera pas.

     

    Observation d'objets célestes qui peuplent les nuits d’été à travers les télescopes et lunettes d’une association d’astronomie, dans le cadre des Nuits des étoiles. © Afa
    Observation d'objets célestes qui peuplent les nuits d’été à travers les télescopes et lunettes d’une association d’astronomie, dans le cadre des Nuits des étoiles. © Afa

     

    Les conférences des Nuits des étoiles

     

    Trois conférences de grands chercheurs sont à découvrir sur le thème « Climats et atmosphères planétaires » :

    Humanité et biodiversité, le Cnes, le CEA, le CNRS-INSU, Airbus Defence and Space, l’Ademe, le ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche et le ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie se sont associés à l’occasion de cette 25e édition des Nuits des étoiles.

     

     

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    Les projets de mission de la Nasa

    pour scruter l'univers

     

    Comprendre l'origine de notre univers et sa phase d'inflation survenue juste après le Big Bang, en savoir davantage sur la matière interstellaire : les missions présélectionnées par la Nasa pour son programme Small Explorer peuvent en faire rêver plus d'un ! Au final, la Nasa n'en choisira que deux. L'annonce est prévue en 2017 en vue d'un lancement en 2020.

     

     
     

    L'univers est loin d'avoir révélé tous ses mystères. Pour mieux le comprendre, dans le cadre de son programme Small Explorer, la Nasa lancera deux nouvelles missions en 2020. Cinq sont actuellement en lice et espèrent bien obtenir le financement nécessaire à leur développement. © Nasa

    L'univers est loin d'avoir révélé tous ses mystères. Pour mieux le comprendre, dans le cadre de son programme Small Explorer, la Nasa lancera deux nouvelles missions en 2020. Cinq sont actuellement en lice et espèrent bien obtenir le financement nécessaire à leur développement. © Nasa

     
     

    La Nasa a dévoilé fin juillet la liste des cinq missions mises en compétition dans le cadre de son programme Small Explorer. Typiquement, le budget de ces missions n’excède pas 125 millions de dollars soit 114 millions d'euros. Cependant, à l’intérieur de ce programme, la Nasa, comme elle le fait avec d’autres, a identifié deux missions dites « d’opportunité », pour lesquelles la participation financière se limite à quelque 65 millions de dollars soit plus de 59 millions d'euros. Généralement il s’agit d’un instrument, voire d’une participation américaine à une mission étrangère. À l'issue de la sélection, en 2017, seules deux missions pourront être réalisées : une mission standard et une mission d'opportunité.

     

    Spherex veut sonder l'univers dans le proche infrarouge

    Spherex est une mission ambitieuse qui fait le pari de sonder la totalité du ciel dans le procheinfrarouge. Cette longueur d’onde a la particularité de pénétrer plus facilement les nuages de poussière. Cela permet aux astronomes de scruter l'intérieur de nébuleuses et d'observer la formation d'étoiles et de planètes qui, autrement, nous seraient invisibles. Le but du sondage Spherex est de mieux comprendre l’origine de notre univers en s’attardant sur l’origine et l’évolution des galaxies. Il tentera également de déterminer si des planètes extrasolaires sont susceptibles d’abriter une forme de vie. Si elle est sélectionnée, cette mission poursuivra les observations de Wise ; ce télescope est notamment utilisé pour débusquer des civilisations extraterrestres à l’intérieur de plusieurs centaines de milliers de galaxies.

     

    Une chronologie de l'univers observable, du Big Bang (The Big Bang, en bas) jusqu'à aujourd'hui (Now, en haut). Les sondes Planck et Herschel sont représentées en haut du schéma. Notez la phase d'inflation ayant prodigieusement dilaté l'espace juste au moment du Big Bang. © Rhys Taylor, Cardiff University
    Une chronologie de l'univers observable, du Big Bang (The Big Bang, en bas) jusqu'à aujourd'hui (Now, en haut). Les sondes Planck et Herschel sont représentées en haut du schéma. Notez la phase d'inflation ayant prodigieusement dilaté l'espace juste au moment du Big Bang. © Rhys Taylor, Cardiff University

     

    IXPE et PRAXyS travailleront dans le rayonnement X

    L’autre mission en compétition travaillera dans le rayonnement X, qui est la mesure et l'interprétation de la polarisation des ondes électromagnétiques. IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) doit améliorer notre compréhension de la façon dont l’émission de ce rayonnement électromagnétique de haute énergie est produit dans des objets tels que les étoiles à neutrons, les nébuleuses à ventde pulsar, les trous noirs stellaires et supermassifs.

     

    Une autre mission dans le rayonnement X est également à l’étude. Il s’agit de PRAXyS (Polarimeter for Relativistic Astrophysical X-ray Sources) qui prévoit d’utiliser la polarimétrie des rayons X pour caractériser la géométrie et le comportement des sources de rayons X comme des trous noirs supermassifs, des pulsars, ou encore des magnétars et des supernovae.

     

    Deux missions d'opportunité : Gusto et LiteBird

    Gusto (Gal/Xgal U/LDB Spectroscopic/Stratospheric THz Observatory) est un observatoire aéroporté placé dans un ballon. Il étudiera l’origine des émissions radio à haute fréquence de la Voie lactée, notre galaxie, et une de ses proches voisines, le Grand Nuage de Magellan. Pour les astronomes qui portent ce projet, le but est d’étudier le cycle de vie de la matière interstellaire.

     

    Quant au deuxième projet à recevoir un financement, ce n’est pas une mission. Il s’agit plus exactement d'une participation américaine à la mission japonaise LiteBird qui a notamment pour objectif de comprendre la phase d’inflation de l’univers primordial. Elle tracera la carte des fluctuations polarisés dans le fond diffus cosmologique, ou rayonnement thermique à 3 K. Il s'agit d'un reliquat de la période d'intense chaleur qu'a connu l'univers 380.000 ans après le Big Bang. Les chercheurs utiliseront cette carte pour découvrir la trace de signature des ondes gravitationnelles du Big Bang, ce qui pourrait apporter de nouveaux indices sur l’univers, alors âgés de seulement une fraction de seconde.

    Astronomie:  Les projets de mission de la Nasa pour scruter l'univers

     

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    La face cachée de la Lune est-elle au

    programme de la Chine ?

     

    Johann-Dietrich Wörner, le nouveau directeur de l’Agence spatiale européenne (Esa) a relancé le vieux rêve de la colonisation de la Lune en annonçant souhaiter une station lunaire permanente comme successeur de l’ISS, idéalement installée sur la face cachée de notre satellite. Une région que vise également la Chine qui pourrait bien y récupérer des échantillons pour les retourner sur Terre. Deux paris audacieux, que l’on soit européen ou chinois, qui techniquement sont possibles. Mais verront-ils le jour ? Petite revue de l’état d’avancement de la mission chinoise de retour d’échantillons.

     
     

    Pour la Chine une mission de retour d’échantillons lunaire est à portée de main. Elle sait naviguer dans le système Terre-Lune, autour du point de Lagrange, situé entre la Terre et la Lune, ainsi que ramener une capsule de retour d’échantillons depuis l’orbite. © CNSA

    Pour la Chine une mission de retour d’échantillons lunaire est à portée de main. Elle sait naviguer dans le système Terre-Lune, autour du point de Lagrange, situé entre la Terre et la Lune, ainsi que ramener une capsule de retour d’échantillons depuis l’orbite. © CNSA

     
     

    Une des conséquences du changement politique survenu en Chine — qui a vu le remplacement de l’équipe dirigeante composée du président Hu Jintao et du Premier ministre Wen Jiabao, par le vice-président Xi Jinping, nouveau numéro un chinois, et par Li Keqiang nommé chef du gouvernement — est que la communication autour du programme spatial se fait plus discrète qu’auparavant.

     

    À l’exception des exploits lunaires, « les annonces majeures se font rares », nous confie Philippe Coué, le spécialiste français de la Chine spatiale que nous avons rencontré lors du dernier Salon du Bourget, en juin 2015. Cela pourrait s’expliquer par le retard pris dans le développement des nouveaux lanceurs CZ-5 et CZ-7. Il semblerait que les ingénieurs « rencontrent des difficultés dans la mise au point de la motorisation de ces deux lanceurs. À cela s’ajoute une difficulté inattendue dans le soudage d’éléments de 5 mètres de diamètre du lanceur CZ-7 ». Ces retards ont des répercussions sur d’autres programmes dont ceux liés à l’exploration robotique de la Lune et de Mars.

     

    Le pari du retour d’échantillons lunaires

    Cela étant, malgré ce ralentissement, la Chine avance et « prépare les étapes suivantes de son programme lunaire qui doit l’amener à retourner sur Terre des échantillons lunaires d’ici la fin de cette décennie, voire le début de la prochaine ». Depuis la première mission, Chang'e 1 en octobre 2007, tout le programme est bâti autour de cet objectif de sorte que « chaque mission apporte son lot de compétences nécessaires à ce retour d’échantillons ». Dernière en date : Chang'e 5, en octobre 2014, a effectué un joli aller-retour autour de la Lune et testé une capsule de rentrée atmosphérique. La sonde est toujours en orbite et utilisée pour réaliser des « manœuvres préparatoires et se familiariser avec la complexité et la contrainte du pilotage d’une mission de retour d’échantillons ».

     

    Pour ramener les 2 kg prévus, les Chinois ont déjà fait la démonstration de leur capacité à poser et déployer un rover lunaire. Il leur reste juste à « démontrer qu’ils sont capables de redécoller de la Lune puis retrouver l’orbiteur resté en altitude avant d’amorcer le trajet retour ». La manœuvre du rendez-vous spatial a déjà été testée avec Tiangong 1 et des véhicules Shenzhou.

     

    L’idée que ces échantillons soient récupérés sur la face cachée de notre satellite naturel fait son chemin. Techniquement, il n’y a pas d’obstacle « sauf qu’il lui manque un lanceur suffisamment puissant ». Ce qui nous fait penser que la Chine pourrait le réaliser, c’est qu’elle envisage de « lancer un satellite relais autour d’un point de Lagrange, derrière la Lune ». C’est très pratique pour relayer les communications, notamment d’une sonde qui irait se poser sur la face cachée de la Lune. Certes, souligne Philippe Couet, « ce serait une réelle performance et d’un très grand intérêt scientifique, mais sachons raison gardée ».

     

    Yutu, le « Lapin de jade », photographié depuis l’atterrisseur Chang'e 3 (décembre 2013). © CNSA
    Yutu, le « Lapin de jade », photographié depuis l’atterrisseur Chang'e 3 (décembre 2013). © CNSA

     

    Les autres projets spatiaux

    Enfin, on signalera que jusqu’à Chang'e 4, toutes les missions lunaires étaient doublées. Cependant, la Chine apprend vite et « il lui apparait moins nécessaire de rééditer des exploits précédents ».Chang'e 3 qui s’est posé sur la Lune avec le rover « Lapin de Jade » a bien fonctionné malgré des pannes du rover et ne sera pas réédité. Chang'e 4 sera donc une mission réalisée dans le cadre d’un partenariat public-privé avant la fin de cette décennie. « La chine fournira la plateforme et si elle se dit ouverte à une coopération internationale, celle-ci ne pourra se faire qu’avec une dominante chinoise. » Elle sera lancée par un lanceur Long March 3 et pourrait se diriger sur la face cachée de la Lune.

     

    Concernant le domaine des vols habités, la Chine n’est pas encline à faire de coopérations directes avec d’autres puissances spatiales. Quant à la planète Mars, malgré l’échec de la mission russe Phobos-Grunt qui embarquait le petit orbiteur chinois Yinghuo-1, elle ambitionne une mission importante qui prévoit le lancement d’un rover en 2018.

     

     

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    New Horizons dévoile les montagnes de

    Pluton et de Charon

     

    Les images et les données capturées par New Horizons lors du survol historique de Pluton et de Charon arrivent au compte-gouttes. L’équipe scientifique a dévoilé mercredi 15 juillet les contours de la petite lune Hydre puis s’est attardée sur les paysages de Charon et de Pluton. Ce système binaire qui appartient à la ceinture de Kuiper n’a pas fini de nous surprendre : leurs surfaces apparaissent bien plus jeunes que prévu. Parmi les plus jeunes du Système solaire ! Leur géologie est donc active. Mais d'où vient l'énergie ?

     

     
     

    Cette région de Pluton située sur l’équateur, au sud de la zone en forme de cœur, a été prise une heure et demie avant le survol à environ 77.000 km de la surface. Les montagnes de glace observées s’érigent jusqu’à 3,5 km. Sa formation daterait de plus de 100 millions d’années et témoigne d’une activité géologique interne encore inexpliquée. © Nasa, JHUAPL, SwRI

    Cette région de Pluton située sur l’équateur, au sud de la zone en forme de cœur, a été prise une heure et demie avant le survol à environ 77.000 km de la surface. Les montagnes de glace observées s’érigent jusqu’à 3,5 km. Sa formation daterait de plus de 100 millions d’années et témoigne d’une activité géologique interne encore inexpliquée. © Nasa, JHUAPL, SwRI

     
     

    Quelques heures après les équipes de la mission New Horizons, nous découvrons — avec autant de bonheur et de ravissement qu’elles — les premières images (et d’autres données collectées) de Pluton et de Charon acquises le 14 juillet lors de ce premier survol de l’histoire de ce tandem des confins du Système solaire. Transmises au compte-gouttes jusqu’à la Terre, elles lèvent enfin le voile sur la diversité des paysages à leurs surfaces, lesquels sont l’objet de spéculations depuis des décennies en ce qui concerne leurs distributions spatiales et leurs compositions variées.

     

    Aussi, ce mercredi 15 juillet, en ouverture de la conférence de presse qui dévoilait les premières images adressées par la sonde spatiale depuis le survol de la veille, le directeur adjoint de la Nasa, John Grunsfeld, a rappelé : « New Horizons est une vraie mission d’exploration qui nous montre pourquoi la recherche scientifique fondamentale est si importante. Aujourd’hui, a-t-il continué, nous avons le premier échantillon d’un trésor scientifique collecté durant ce moment critique [le rendez-vous historique du 14 juillet, NDLR] et je peux vous dire que cela dépasse de façon spectaculaire toutes nos attentes ».

     

    Cette image prise par New Horizons, le 14 juillet, à environ 640.000 km de distance nous dévoile enfin la silhouette patatoïde du petit satellite naturel Hydre (43 km x 33 km). © Nasa, JHUAPL, SwRI
    Cette image prise par New Horizons, le 14 juillet, à environ 640.000 km de distance nous dévoile enfin la silhouette patatoïde du petit satellite naturel Hydre (43 km x 33 km). © Nasa, JHUAPL, SwRI

     

    Le satellite Hydre plus lumineux que prévu

     

    Pour ce faire, Alan Stern et son équipe ont fait le choix de garder le meilleur pour la fin. « New Horizons nous a déjà envoyé des résultats incroyables, a déclaré le directeur scientifique de la mission au Southwest Research Institute (SwRI). Les données ont l’air absolument magnifiques etPluton et Charon sont tout simplement hallucinants ».

     

    C’est Hydre qui a ouvert le bal. Découvert il y a seulement dix ans, en même temps que Nix, grâce au télescope spatial Hubble, qui avait été alors sollicité pour préparer l’aventure de New Horizons, ce (pseudo-)satellite naturel n’était connu jusqu’ici que comme un petit point flou. En approchant du système Pluton-Charon, la sonde et son télescope Lorri (Long Range Reconnaissance Imager) ont obtenu une première image avec une résolution de 3 km/pixel qui a permis d’affiner ses dimensions. De forme irrégulière, plutôt patatoïde, il s’étend donc sur quelque 43 km en longueur et 33 km en largeur. Les chercheurs ont aussi pu constaté que cet objet figurant dans la ceinture de Kuiper n’est pas aussi sombre qu’ils le supposaient. La lune Hydre est en effet plus lumineuse que prévu, sa réflectivité se situant entre Pluton et Charon. Une abondance de glace d’eau pourrait en être à l’origine.

     

    Voici Charon (1.208 km), photographié le 14 juillet 2015 par New Horizons lorsqu’elle était à 466.000 km de sa surface. Le compagnon de Pluton présente une longue bande centrale de falaises et de crevasses. Près du bord supérieur droit, on peut distinguer un canyon profond de 7 à 9 km. Les chercheurs sont très intrigués par la rareté des cratères d’impact. © Nasa, JHUAPL, SwRI
    Voici Charon (1.208 km), photographié le 14 juillet 2015 par New Horizons lorsqu’elle était à 466.000 km de sa surface. Le compagnon de Pluton présente une longue bande centrale de falaises et de crevasses. Près du bord supérieur droit, on peut distinguer un canyon profond de 7 à 9 km. Les chercheurs sont très intrigués par la rareté des cratères d’impact. © Nasa, JHUAPL, SwRI

     

    Charon et sa calotte polaire Mordor

     

    Vint ensuite Charon. Et plusieurs surprises nous attendaient concernant ce fidèle compagnon de Pluton. Voici quelques jours, les images réalisées à plusieurs millions de kilomètres du système suggéraient l’existence de crevasses et aussi de gouffres « aussi profonds que le Grand Canyon »sur Terre. En réalité, le nôtre est largement dépassé car celui de Charon affiche une profondeur de 7 à 9 km… Des fissures bordées de falaises sont déroulées sur environ 1.000 km au milieu du globe. Pour l’équipe, cela a pu être provoqué par une activité interne qui s’étend à l’ensemble de cet astre de 1.208 km de diamètre. Mais ce qui les a peut-être le plus étonnés est la relative absence de cratères d’impact (ils sont assez peu nombreux). Charon montre une surface plutôt jeune, récemment refaçonnée, et complexe.

     

    Quant à sa ténébreuse calotte polaire, surnommée Mordor par l’équipe, ses bords diffus supposent que cela pourrait être un maigre dépôt de ce matériau sombre. Des images en plus haute résolution sont attendues pour les prochains jours.

     

    Des montagnes de glace sur Pluton

     

    Pour ce qui est de Pluton, les planétologues ont eu le plaisir de recueillir un gros plan d’une région équatoriale située au sud du fameux grand cœur de couleur crème qu’arbore la planète naine. Cette première pièce du puzzle du survol de New Horizons — qui ne représente qu’un pourcent de toute la surface — dévoile un paysage montagneux dont certains sommets s’élèvent à 3.500 m. Ils se sont probablement érigés il y a plus de 100 millions d’années — ce qui n’est vraiment pas très ancien au regarde de l’âge de Pluton (4,5 milliards d’années) — et cela continue peut-être toujours d’évoluer.

     

    « C’est une des surfaces les plus jeunes jamais vues dans le Système solaire », a déclaré Jeff Moore, de l’équipe de géologie et géophysique de la mission. Le chercheur fait allusion à des mondes comme Europe, Ganymède, Io, Triton dont l’activité interne et les remodelages en surface s’expliquent par les forces de marées exercées par les planètes géantes autour desquelles elles gravitent (Jupiter, Saturne, Neptune…). Or, dans le cas de Pluton, qui navigue seul avec Charon dans la ceinture de Kuiper à plus de 5,9 milliards de kilomètres du Soleil en moyenne, quelle pourrait être la cause de ces processus géologiques, réguliers, depuis si longtemps ?

     

    « Cela peut nous amener à repenser les pouvoirs de l’activité géologique sur de nombreux autres mondes glacés », estime John Spencer du SwRI. Nous ne sommes donc pas au bout de nos surprises. Petit à petit, nous essayons de recoller les morceaux de son histoire géologique et, par conséquent, aussi celle des origines du Système solaire et de la naissance des planètes dont Pluton serait unembryon.

     

    À découvrir en vidéo autour de ce sujet :


    New Horizons est en train de survoler Pluton. Avant de concentrer l’intégralité de ses capacités techniques à l’observation de la planète naine, elle a pu transmettre quelques images, les meilleures capturées à ce jour. Les voici en vidéo.

    Astronomie:  New Horizons dévoile les montagnes de Pluton et de Charon + vidéo

     

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