dimanche 29 mars 2015

Quizz Astro n°2

Merci aux 125 participant(e)s (en date du 29/03) au premier quizz de cette année. Un grand bravo spécial aux 18 parmi vous qui ont obtenu plus de 8 bonnes réponses sur 10 (et qui ont laissé leur nom/pseudo):
Nelly (10), jeanber06 (10), Xx (10), PL56 (10), David Loureiro (9), scottola (9), curu (9), rene66 (9), Dr Goulu (9), yuhn (9), padoue (9), dominique boid (9), Ryuzaki21 (9), Clem (8), Yvounet (8), Tootow (8), alain P (8), babayaya (8)

Poursuivons tout de suite avec notre deuxième volet, à vos souris ! (toutes les réponses sont cachées dans les billets de Ça Se Passe là-Haut)




jeudi 26 mars 2015

Des plans de galaxies étonnants découverts au sein d'un amas

Voilà une découverte importante. Importante car pouvant remettre en cause des idées jusqu'alors bien établies. Il s'agit d'observations de galaxies au sein d'un amas de galaxies appelé le groupe de Centaurus A. Brent Tully, astrophysicien à l'université d'Hawaï, accompagné de collègue européens, viennent de publier leur découverte que les galaxies de cet amas se distribuent sur des plans ! 


Distribution des galaxies du groupe de Centaurus A (les distances sont exprimées en mégaparsec,
1 Mpc = 3,26 millions d'années-lumière). Deux plans distincts apparaissent clairement (ronds = plan 1, carrés = plan 2),
les lignes pointillées ont été ajoutées pour aide visuelle. (Tully et al.)
Si vous vous souvenez, nous avions déjà parlé à deux reprises ici et d'observations un peu similaires de galaxies satellites se répartissant en un plan de rotation autour de la grande galaxie d'Andromède. Ici, il s'agit  d'un petit amas de galaxies, dans lequel les astrophysiciens ont pu mesurer précisément les distances de 29 galaxies. Et ils obtiennent le résultat fascinant que 27 galaxies parmi ces 29 se distribuent en 2 plans fins parallèles entre eux, et aussi parallèles au plan de l'équateur supergalactique (le plan du superamas de galaxies, duquel le Groupe Local incluant notre galaxie fait partie). Cette observation est totalement inédite.

Les deux plans sont de taille semblable, avec un grand axe d'environ 1 million d'années-lumière et un petit-axe d'environ 200000 années-lumières. Ils apparaissent séparés d'une distance de 1 million d'années-lumière environ.
Le groupe de Cen A est proche de nous, la galaxie elliptique Centaurus A est elle-même seulement à 12 millions d'années-lumière. Au delà des 29 galaxies dont les distances ont pu être mesurées avec précision, il y a encore 7 autres galaxies dans ce groupe, mais dont les chercheurs n'ont pas pu obtenir de valeur de distance précise, mais ils précisent que même en connaissant leur caractéristiques dynamiques, la conclusion en serait inchangée, il existe bel et bien deux plans de galaxies parallèles dans le groupe de Centaurus A. 
Brent Tully et ses coauteurs montrent que les directions normales aux deux plans ne diffèrent entre elles que de 7°, et que cette différence n'est pas statistiquement significative. L'écart angulaire avec le plan supergalactique, lui, n'est que de 17°. 
L' "épaisseur" de ces deux plans de galaxies vaut respectivement 250000 années-lumière et 180000 années-lumière.
Image composite de Centaurus A
ESO/WFI (Optical);
MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre);
NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray)

Les auteurs font alors un petit calcul statistique pour évaluer quelle est la probabilité qu'un tel nombre de galaxies qui se retrouveraient en deux sous groupes au sein du groupe de Centaurus A forment deux plans comme ceux qui sont observés. Ils trouvent une probabilité de 0,03%...  Clairement, ces plans de galaxies ne sont pas dus au hasard.
Mais alors, d'où viennent-ils ? 

Il faut également rappeler que le plan de galaxies autour de la galaxie d'Andromède qui a été reporté il y a quelques mois et lui aussi parallèle à l'équateur supergalactique. Alors que ce passe-il là-haut ? 

L'équipe de Brent Tully n'apporte pas de réponse définitive ni très argumentée, ils tentent une explication en rappelant que toutes les galaxies qui nous entourent dans un rayon de 25 millions d'années-lumière font partie de ce qu'on appelle un grand "mur", ou Feuille Locale, frontière d'une zone "vide", le Vide Local. Ce vide est actuellement en expansion, ce qui produit un mouvement vers le "bas" de la Feuille Locale à une vitesse de 260 km/s. 
Selon les chercheurs, un scénario plausible serait qu'il y aurait eu initialement deux grands groupes situés à des distances très différentes du centre du Vide Local mais orientés vers la même direction, ces deux entités auraient été étirées parallèlement à l'axe orthogonal au plan supergalactique par une répulsion radiale du grand vide, et seraient aujourd'hui en train de se rapprocher, ce qui aurait eu pour effet de donner à Centaurus A une grosse influence sur la formation des deux plans.

Si cette explication vous paraît être une jolie petite usine à gaz, vous pouvez également vous souvenir du billet que j'ai consacré il y a deux semaines à une théorie développée par un chercheur indépendant français pour éliminer les notions de matière noire et d'énergie noire par la prise en compte d'un champ gravitique, dont l'une des prédictions annexes est l'existence de plans de galaxies au sein d'amas de galaxies... 


Source : 
TWO PLANES OF SATELLITES IN THE CENTAURUS A GROUP
R. Brent Tully et al.
A paraître dans Astrophysical Journal Letters

mercredi 25 mars 2015

La Nova de 1670 n’était pas une Nova

A l'heure où une nova vient d'apparaître dans le ciel en plein milieu de la constellation du Sagittaire, on imagine combien l’émotion fut grande il y a 345 ans en 1670 lorsque de nombreux observateurs du ciel, astronomes établis ou simples amateurs de la nuit aperçurent une nouvelle étoile brillante apparaître dans la constellation du Petit Renard (en latin Vulpecula), non loin de la grande constellation du Cygne. Cette nova stella fut depuis lors classée dans la catégorie des novae, éruptions transitoires d’étoiles. Mais cette nova, Nova Vul 1670, reste mystérieuse car aucune étoile résiduelle n’a jamais pu être observée à cette position.




CK Vul (détail de la zone d'émission submillimétrique à droite)
(T. Kaminski et al, Nature)
En revanche, c’est en 1982 que quelque chose a pu être détecté à l’emplacement exact de la nova de 1670, sous la forme d’une nébuleuse bipolaire, ayant un peu la forme d’un sablier, qui fut nommée CK Vulpeculae. Une équipe de chercheurs a décidé d’enquêter sur le cas de CK Vulpeculae (CK Vul) et parvient aujourd’hui à démontrer que l’événement de 1670 n’était pas une nova, mais autre chose.
Tomasz Kamiński et son équipe euro-américaine publie leur étude dans la revue britannique Nature. Ils ont observé CK Vul avec un télescope situé dans les Andes chiliennes, APEX (Atacama Pathfinder Experiment), qui explore le ciel dans le domaine des ondes millimétriques. Leur trouvaille qui permet d’exclure une origine de type nova se trouve dans la composition de la nébuleuse résiduelle. L’analyse spectrale des émissions de la nébuleuse (fréquences entre 217 et 910 GHz) montre en effet pléthore de molécules différentes. De plus, à l’aide d’un autre radiotélescope, le radiotélescope d’Effelsberg, des raies caractéristiques de la molécule NH3 ont été mises en évidence. La température du gaz moléculaire a d’ailleurs pu être estimée et se trouve basse, entre 8 et 22 K.

L’image qui se dégage de cette nébuleuse est qu’elle est très pauvre en composés oxygénés et carbonés, et au contraire étonnamment riche en composés azotés qui sont très diversifiés. De fait, parmi toutes les molécules azotées susceptibles d’être rencontrées dans ces conditions, seules le NO et le N2 manquent à l’appel. Cette composition chimique très azotée est très rare, il existe deux autres systèmes connus pour posséder les molécules azotées observées ici dans CK Vul, il s’agit d’une supergéante jaune, IRC+10420 et de la célèbre supergéante Eta Carinae. Ces deux objets ont d’ailleurs récemment été proposés pour être des étoiles prototypes riches en azote.
Les astronomes ont ensuite cherché à préciser d’où venaient exactement ces émissions caractéristiques dans CK Vul, et pour « zoomer » et atteindre une meilleure résolution angulaire, ils ont exploité un autre radiotélescope, le réseau interférométrique SMA (SubMillimeter Array) situé à Hawaï. Grâce à cet outil, Tomasz Kamiński et ses collègues sont parvenus à déterminer que ce gaz moléculaire si spécifique provenait de la zone centrale de la nébuleuse, et formait également une distribution bipolaire de manière similaire à la nébuleuse elle-même. Les données de SMA ont également permis de déterminer la présence de quantités importantes de poussière froide (15 K), qui semble former une enveloppe aplatie, peut-être ayant la forme d’un tore, ainsi que de deux jets symétriques.

Crédit: ESO/Digitized Sky Survey 2/N. Risinger (skysurvey.org) Acknowledgement: Davide De MartinMusic: Johan B. Monell (www.johanmonell.com)

Pour savoir si ces émissions submillimetriques pouvaient être attribuées au résidu d’une nova, l’équipe d’astrophysiciens a observé dans les mêmes conditions 17 specimens de novae du disque galactique, et ne trouvent aucun point commun. D’autres candidats potentiels, qu’on appelle des étoiles rouges transitoires et qui sont connues pour avoir des spectres d’émission moléculaire riches, ont de la même façon pu être éliminés.
Un nouvel élément est venu s’ajouter dans l’enquête sur les origines de CK Vul, c’est la présence de molécules ionisées, comme par exemple HCO+ et N2H+. Ces deux molécules ne peuvent se former, en absence d’eau, qu’avec une forte abondance de H+3. Et ce H+3 ne peut se former qu’à partir de la molécule de dihydrogène H2 soit exposée à un fort rayonnement UV ou soit à des ondes de choc. Or, comme la vitesse des nuages de gaz est ici très élevée (210 km/s), le mécanisme d’ionisation du dihydrogène le plus probable apparaît être celui de l’onde de choc.

L’indice peut-être définitif pour exclure une origine de type nova vient de l’évaluation des ratios isotopiques du gaz observé. Les astrophysiciens ont réussi à mesurer des rapports d’isotopes des trois éléments fabriqués classiquement dans les étoiles : C N et O, et ils les ont comparé avec les ratios mesurés sur le soleil. Les résultats sont si différents qu’ils indiquent immédiatement l’existence d’une activité nucléaire au sein même du nuage de gaz circumstellaire. 12C/13C = 4 (contre 89 pour le soleil), 14N/15N = 26 (contre 272 pour le soleil), 16O/18O = 23 (499 pour le soleil) et 16O/17O supérieur à 225 (2682 pour le soleil).
A partir de tous ces indices concordants, et après avoir méthodiquement étudié et éliminé toutes les autres solutions possibles, Tomasz Kamiński et son équipe proposent le scénario suivant pour expliquer le cataclysme vu en 1670 : deux étoiles seraient entrées violemment en collision en fusionnant. L’explosion qui s’ensuivit aurait pu être assez violente pour être bien visible depuis la Terre et surtout pour disperser complètement les enveloppes internes des deux étoiles, exposant ainsi à cœur ouvert la matière qui était alors active dans le processus de combustion thermonucléaire des deux étoiles.
Ce phénomène est certainement aussi peu probable qu’une explosion « classique » de supernova.


Source :

Nuclear ashes and outflow in the eruptive star Nova Vul 1670
T. Kamiński et al.
Nature (2015) publié en ligne 23 Mars 2015

lundi 23 mars 2015

Quizz Astro 2015, n°1

Vous l'aurez remarqué, le printemps est revenu ! Et avec lui le grand Quizz de Ça Se Passe là-Haut! Le QUIZZ ASTRO, c'est 10 questions chaque semaine durant tout le printemps, pour apprendre en s'amusant. Testez vous, les réponses aux questions vous seront données dès l'envoi de vos réponses au formulaire.  N'hésitez pas à utiliser les commentaires pour discuter...
A vos souris ! (toutes les réponses se trouvent quelque part dans Ça Se Passe Là-Haut...)





Les lunes de Mars, Phobos et Deimos, pourraient être des morceaux de la planète rouge.

Les deux lunes de Mars, Phobos et Deimos, ont longtemps été considérées être des astéroïdes capturés par la planète rouge. Mais il se pourrait bien que leur nature et leur histoire soit bien différente...



Les satellites de Mars Phobos et Deimos, imagés par la
sonde américaine Mars Reconnaissance Orbiter,
échelle différente sur les deux images(NASA/JPL)
Les premiers indices qui ont mis la puce à l'oreille des planétologues sont des observations de la composition des deux satellites ainsi que la forme de leur orbite. Des observations effectuées par la sonde européenne Mars Express ainsi que par l'américaine Mars Global Surveyor, ont montré en 2011 et en 2014 que les émissions thermiques infra-rouge de Phobos et de Deimos ne correspondaient pas à celles de matériaux riches en carbone comme le sont les chondres carbonacés formant les astéroïdes. De plus, ces mêmes missions ont mis en évidence la présence de minéraux sur Phobos, qui se retrouvent également à la surface de Mars. Enfin, l'expérience Mars Radio Science qui était embarquée sur la sonde Mars Express a permis de mesurer en 2010 la densité et la porosité de Phobos, avec pour résultats respectivement une densité de 1,87  et une porosité d'environ 30%. Une si faible densité et si forte porosité sont inconnues pour la plupart des astéroïdes... Des astronomes ont même montré qu'avec de telles caractéristiques, un astéroïde n'aurait pas survécu à une capture gravitationnelle et se serait désagrégé.

Quant à leur orbite, que ce soit celle de Phobos ou celle de Deimos, elles se trouvent quasi circulaires et presque exactement dans le plan équatorial martien. Or, s'il s'était agit d'une capture gravitationnelle, les deux petits corps auraient dû montrer des orbites aléatoires, très elliptiques, pas forcément dans le plan équatorial et même pourquoi pas rétrograde. Rien de tout ça en réalité.

Des chercheurs américains, mené par Robert Citron de l'université de Californie à Berkeley viennent de montrer à l'aide de simulations numériques qu'il se peut très bien que et Phobos et Deimos soient le produit de débris de Mars issus d'un ou plusieurs impacts géant sur Mars.
Mars
Il se trouve qu'il existe sur Mars une très vaste zone de 7700 km de diamètre nommée le bassin Borealis, qui ressemble à s'y méprendre à un énorme bassin d'impact météoritique, et qui recouvre presque la totalité de l'hémisphère nord de Mars. Les planétologues sont donc partis de l'hypothèse qu'un corps d'une masse égale à 1% de la masse de Mars a impacté la planète au niveau du bassin Borealis, puis ont simulé ce qui se passerait.
Avec un impact produisant une énergie colossale de 3 10^29 joules, énergie nécessaire pour produire le bassin Borealis, les chercheurs trouvent qu'une énorme quantité de poussière et de débris se retrouve éjectée en orbite de Mars : pas moins de 500 millions de milliards de tonnes... correspondant à quelques pourcents de la masse du corps à l'origine de l'impact. Pour fixer les ordres de grandeur, la masse de Deimos est de 1480 milliards de tonnes et celle de Phobos de 10700 milliards de tonnes...

Une fois en orbite, ces débris sont pour certains éjectés hors de l'influence martienne ou bien se retrouvent former un disque autour de Mars, bien sûr dans le plan de l'équateur, ou enfin retombent sur la planète. S'ensuit pour les débris formant un disque ce que l'on appelle une ré-accretion : tous les grains de poussière et de débris s’agrègent les uns avec les autres en formant des corps de plus en plus gros, à l'image d'une boule de neige que l'on fait rouler, jusqu'à entièrement nettoyer l'orbite. C'est ainsi qu'auraient pu naître Phobos et Deimos.

Robert Citron et ses collègues montrent en tous cas grâce à leur code de calcul SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics simulationque la matière injectée en orbite est très largement suffisante pour expliquer la naissance des deux lunes de Mars à partir d'un disque et sous un régime d'effet de marée fort.
Reste maintenant à comprendre où serait passée toute la masse de débris en surplus du disque...

Source : 
FORMATION OF PHOBOS AND DEIMOS VIA A GIANT IMPACT
Robert I. Citron et al.
Icarus 252 (2015) 334-338

vendredi 20 mars 2015

Une seule supernova produit suffisamment de poussières pour fabriquer des milliers de planètes

Une équipe de chercheurs internationale vient de mettre en évidence comment une supernova peut produire des quantités phénoménales de poussières, sources de plusieurs milliers de planètes potentielles...




C'est grâce à un télescope un peu particulier appelé SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)  que les astronomes ont pu observer en détail ce résidu de supernova. SOFIA est un télescope de 2,5 m aéroporté, qui est installé à bord d'un Boeing 747 SP (Special Performance), modifié spécialement par la NASA pour accueillir un télescope infra-rouge et qui vole à très haute altitude, entre 39000 et 45000 pieds (entre 12000 m et 14000 m). Il est exploité conjointement par la NASA et le German Aerospace Center allemand.
Les astronomes se sont intéressé à un nuage de poussière interstellaire nommé SNR Sgr A East, qui est le résidu d'une supernova qui a explosé il y a maintenant 10000 ans. Ce qu'ont pu montrer l'américain Ryan Lau et ses collègues, c'est que cette supernova avait produit assez de poussières pour fabriquer plus de 7000 planètes comme la Terre...
L'équipe a estimé la masse totale de poussière dans le nuage à partir de l'intensité de ses émissions infra-rouge.
Les astronomes savaient déjà que les ondes de chocs générées par les supernovas pouvaient produire des quantités non négligeables de poussière, et jusqu'à aujourd'hui, on se demandait surtout si les toutes nouvelles particules de poussières produites pouvaient survivre au rebond de la première onde de choc quand cette dernière impacte les nuages de gaz et de poussière environnants. 

Et la réponse est donc : oui. La poussière résiste bien à ces ondes de choc de rebond et peuvent alors se disperser dans l'espace interstellaire pour devenir les graines de futurs petits corps rocheux, qui peuvent par le suite devenir grands comme des planètes.
Ce que ces résultats montrent aussi c'est que les grandes quantités de poussières qui sont observées dans les jeunes galaxies très distantes sont probablement le fruit d'explosions de supernovas d'étoiles massives, car aucun mécanisme ne permet aujourd'hui de l'expliquer autrement. 

L'observation d'un résidu de supernova situé non loin du centre galactique permet ainsi d'en déduire des informations cruciales sur les processus en jeu dans les premières galaxies de l'Univers...  et nous rappeler ô combien nous ne sommes que des poussières d'étoiles.

L'article de Ryan Lau et ses collègues est paru en ligne le 19 mars dans Science.


Source : 
Old supernova dust factory revealed at the Galactic center
R. M. Lau et al.
Science, Published Online March 19 2015

mardi 17 mars 2015

Observer l'éclipse de Soleil sans lunettes spéciales, grâce à un sténopé.

Vous aimeriez observer l’éclipse partielle de soleil ce vendredi 20 mars, mais vous n’avez pas pu vous procurer les lunettes spéciales en mylar ? Qu’à cela ne tienne, il existe une autre méthode très simple qui vous permettra de voir en toute sécurité ce croissant de soleil et d’en faire profiter tout un groupe en même temps. Il vous suffira juste d’un peu de travail manuel, pour fabriquer un sténopé « maison ». Le gros intérêt d’un sténopé est qu’il permet une observation par projection et qu’il ne fait intervenir aucun système optique de focalisation, donc sans risque pour les yeux.



Le concept de sténopé repose sur la projection de l’image du Soleil par un petit trou, ce qui est le principe même de la chambre noire. Il existe par ailleurs différentes façons de construire un sténopé pour l’observation du soleil.

Le sténopé « à tube »
Vous avez besoin d’un tube de carton, d’une feuille de carton rigide, d’une feuille de papier translucide (papier calque ou papier sulfurisé par exemple), d’une épingle, et d’un rouleau de ruban adhesif. 
Fermez la première extrémité de votre tube avec la feuille de carton rigide en la scotchant, aucune lumière ne doit pouvoir rentrer dans le tube par cette ouverture (pour le moment).
A l’autre extrémité du tube, faites de même, mais avec le papier translucide. C’est par ce côté que vous pourrez voir le croissant solaire, mais pas en regardant directement avec l’œil dans le tube, non, simplement en regardant la surface du papier calque en restant sur le côté. Mais pas si vite, il nous faut encore faire quelque chose.

Percez la feuille cartonnée qui ferme la première extrémité du tube à l’aide de votre épingle, de manière à faire un petit trou circulaire, au centre du tube. Ce petit trou doit faire environ 1 mm de diamètre seulement (au maximum). Plus votre tube a une petite longueur, plus le trou à percer doit être petit.
Voilà, votre sténopé à tube est prêt à être utilisé.
Le plus dur reste à faire puisqu’il faut maintenant orienter votre tube dans la direction du soleil, l’idéal étant de pouvoir le fixer par exemple à l’aide de sangles élastiques sur un poteau, puis de le positionner en altitude et azimuth jusqu’à ce qu’apparaisse le disque solaire sur la surface du papier calque.  Une fois que vous l’avez, si l’éclipse n’a pas encore commencé, vous devrez bouger légèrement le tube pour suivre la course du soleil durant les deux heures du phénomène.

Le sténopé « à miroir »
Le sténopé à miroir est encore plus simple à fabriquer que le sténopé à tube. Vous avez besoin d’un miroir bien plan de faible dimensions et bien réfléchissant, d’une feuille de carton rigide, d’une épingle, de ruban adhésif et d’un mur uni bien orienté par rapport à la position du soleil (à peu près dans la même direction que celle du soleil au moment de l’éclipse, ici vers le sud-est), situé à plusieurs mètres, mais moins haut que le soleil bien sûr !
De la même façon que précédemment, percez un petit trou de 1 à 2 mm de diamètre dans la feuille de carton opaque, puis collez ce carton sur la surface du miroir. Le carton opaque doit recouvrir entièrement le miroir.

C’est tout ! Vous avez donc dans les mains en quelque sorte un minuscule miroir de 1 mm. Vous devez maintenant  orienter ce miroir de manière à projeter l’image réfléchie du soleil sur le mur. Repérer où se trouve l’image réfléchie du  disque solaire peut être assez difficile. Pour vous aider, il convient de faire la manip avant de placer le carton sur la surface du miroir pour voir où se trouve l’image du miroir pour une position donnée (vous verrez dans ce cas non pas le disque solaire mais un rectangle (si votre miroir est rectangle).
Ne pas tenir le miroir à la main mais plutôt le positionner au sol avec le bon angle et la bonne orientation, de manière à obtenir une image fixe qui ne tremble pas.

Le sténopé « à plaque »
C’est la version la plus simpliste, mais qui peut aussi marcher. Elle se rapproche du sténopé à tube. Le principe est toujours le même, on perce un petit trou dans une plaque de carton fine mais rigide, à l’aide d’une épingle, puis on projette l’image du soleil qui passe par ce trou. Cette fois-ci non pas sur une feuille calque translucide, mais sur un « écran », blanc de préférence.

Cet écran peut être constitué simplement d’une ou plusieurs  feuilles de papier. La plaque percée doit avoir une surface assez grande, de manière à produire une ombre la plus grande possible au niveau de l’écran blanc (qui peut être simplement posé au sol, mais préférentiellement orienté perpendiculairement à la direction du soleil).

A vous de jouer et d’observer le Soleil se faire grignoter par la Lune…

credit photo : sciencevirale.com