mercredi 12 décembre 2018

Nouvelle détermination de la constante de Hubble en désaccord avec les données du CMB


Un nouveau calibrage de l'échelle des distances par l'utilisation de supernovas de type Ia vient d'être effectué et publié dans The Astrophysical Journal. Les chercheurs prennent en compte des effets ténus d'absorption de la lumière des supernovas par la poussière environnante pour obtenir une valeur de luminosité toujours plus précise, dans le but d'atteindre une valeur  pour la constante de Hubble la plus précise possible à partir des mesures de distance des supernovas Ia; résultat de ce nouveau calibrage : H0= 73,2 ± 2,33 km.s−1.Mpc−1. 




lundi 10 décembre 2018

La surface de Cérès extrêmement carbonée


La surface de Cérès serait extrêmement carbonée, d'après les dernières données obtenues par la sonde Dawn. C'est ce qu'une équipe de chercheurs du Southwest Research Institute vient de conclure. La croûte de Cérès apparaît ainsi avoir une concentration en carbone plusieurs fois plus forte que ce qu'on trouve sur les météorites primitives.




vendredi 7 décembre 2018

WASP-69b, l'exoplanète qui perd son enveloppe


Un groupe d'astronomes vient de montrer que l'atmosphère de l'exoplanète WASP-69b  est en train de s'évaporer, cette dernière laissant derrière elle une longue traînée d'hélium qui est détectable lorsque la planète passe devant son étoile.




lundi 3 décembre 2018

Quatre nouvelles sources d'ondes gravitationnelles identifiées par LIGO/VIRGO


Les collaborations LIGO et VIRGO viennent de publier presque en catimini leur tout premier catalogue de sources gravitationnelles qui contient aujourd'hui 10 fusions de trous noirs et 1 fusion d'étoiles à neutrons : on y découvre notamment 4 nouvelles fusions de trous noirs qui n'avaient pas encore été rendues publiques, avec parmi elles celle qui est la plus lointaine et la plus massive de toutes.




vendredi 30 novembre 2018

L'histoire de la formation stellaire révélée par des rayons gamma


Le taux de formation des étoiles en fonction de l'histoire de l'Univers vient d'être évalué grâce à une toute nouvelle méthode : l'atténuation différentielle des rayons gamma par la lumière de fond extragalactique qui baigne l'Univers à toutes les époques, l'EBL.




mercredi 28 novembre 2018

Neutrinos : MiniBooNE confirme l'anomalie détectée par LSND il y a 20 ans


Les derniers résultats expérimentaux de l’expérience américaine MiniBooNE qui étudie l’oscillométrie des neutrinos vient de rallumer le feu en faveur de l’existence d’une quatrième saveur de neutrino, un neutrino stérile, au-delà du modèle standard de la physique des particules.



dimanche 25 novembre 2018

Découverte inédite d'un système triple de naines blanches


Une équipe d'astrophysiciens européens vient de découvrir le premier système triple d'étoiles naines blanches. Deux d'entre elles forment un couple resserré tandis que la troisième tourne autour du couple. Ces trois naines blanches sont étonnamment similaires, montrant qu'elles ont co-évoluées. 




jeudi 22 novembre 2018

Découverte de 3 pulsars émetteurs de rayons X non-thermiques


Des astrophysiciens viennent de découvrir, grâce aux données des télescopes spatiaux XMM-Newton et Chandra, 3 pulsars qui produisent une émission de rayons X pulsée, et qui colle parfaitement avec les prédictions théoriques. Cette émission est également liée à l'émission de rayons gamma.




mercredi 21 novembre 2018

Une étoile sur le point d'exploser produit une magnifique spirale de gaz


Cette image n’est pas une simulation ni un dessin. Il s’agit bien d’une image réelle, obtenue dans l’infra-rouge. Il s’agit d’un système stellaire comme on n’en avait encore jamais vu auparavant. Il y a ici un triplet d’étoiles ayant sculpté d’élégantes volutes de gaz et de poussière, mais dont l’une d'entre elles serait sur le point d’exploser.



jeudi 15 novembre 2018

La galaxie qui cannibalise ses trois voisines pour devenir hyperlumineuse


La galaxie WISE J224607.55-052634.9 qui a été découverte en 2015 par le télescope spatial Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) est une galaxie hors du commun : c'est la galaxie la plus lumineuse que l'on connaisse, avec une luminosité égale à 360 000 milliards de fois celle du Soleil.  Cette galaxie (qu'on appellera W2246-0526 pour faire court) vient de révéler l'origine de sa luminosité extrême : elle est en train de dévorer pas moins de trois galaxies voisines simultanément.




mercredi 14 novembre 2018

Découverte d'une galaxie fantôme autour de la Voie Lactée


Les données astrométriques de Gaïa ont permis d'identifier la présence d'une grosse galaxie satellite de notre Galaxie, mais contenant extrêmement peu d'étoiles et donc quasi indétectable. Cette grosse galaxie naine pose pas mal de questions.




dimanche 11 novembre 2018

Un blazar à l'origine de neutrinos et de rayons gamma ultra-énergétiques


Un seul neutrino de ultra-haute énergie détecté par IceCube, observé en coïncidence avec une éruption d'un blazar vue en multi-longueurs d'ondes, conduit à comprendre leur origine : l'existence de processus lepto-hadroniques dans les jets des noyaux actifs de galaxie, sources de ces blazars.




jeudi 8 novembre 2018

Des paires de trous noirs supermassifs au cœur de galaxies en fusion


De nombreuses paires de galaxies en train de finir de fusionner ont été observée par une équipe d'astronomes. En regardant de très près le coeur des noyaux galactiques, ce sont des paires de trous noirs supermassifs très rapprochés l'un de l'autre que les chercheurs peuvent entrevoir par leurs émissions indirectes...




mardi 6 novembre 2018

L'intérieur de la Terre scanné avec des neutrinos


Des mesures totalement inédites des caractéristiques physiques de notre planète telles que la masse de son manteau et de son noyau, ainsi que son moment d'inertie, viennent d'être effectuées sans aucune mesure gravitationnelle ou sismique : uniquement par la mesure de l'atténuation de neutrinos,  donc via l'interaction nucléaire faible, une première...





lundi 5 novembre 2018

Une étoile supermassive éjectée de son amas par un couple encore plus massif


VFTS682 est l'une des étoiles les plus massives que l'on connaisse, avec ses 137 masses solaires actuelles, ce qui lui fait une masse initiale (à sa formation) supérieure à 150 M⊙⁠. La vitesse de cette étoile qui se trouve étrangement au bord d'un amas, un peu isolée, vient d'être mesurée grâce à Gaia et au télescope Hubble. Ces observations indiquent qu'elle a dû être éjectée de son lieu de naissance par un phénomène amusant...




vendredi 2 novembre 2018

GRAVITY détecte une émission infra-rouge mobile autour de Sgr A*


Une nouvelle preuve de la présence du trou noir supermassif Sgr A* au centre de notre galaxie, s'il en fallait encore une. C'est ce que viennent de démontrer une équipe d'astrophysiciens par l'observation de trois intenses éruptions électromagnétiques provenant de gaz en accrétion situé sur la dernière orbite stable de Sgr A*, et qui lui tourne autour en seulement 50 minutes à 30% de la vitesse de la lumière...




jeudi 1 novembre 2018

Voie Lactée : une fusion majeure il y a 10 milliards d'années


Très tôt dans son histoire, il y a 10 milliards d'années, notre galaxie a fusionné avec une autre galaxie quatre fois plus petite qu'elle. Cette découverte est le fruit d'une analyse de la dynamique des étoiles de notre galaxie mesurée par Gaïa, associée à une analyse chimique des populations d'étoiles. Cette preuve s'étale devant nos yeux sur tout le ciel.



mardi 30 octobre 2018

Vers une violation de la symétrie CP dans les neutrinos


Les données de l'expérience T2K au Japon s'accumulent lentement année après année. Les résultats de cette année viennent d'être publiés, bien qu'encore intermédiaires, ils s'orientent doucement vers un résultat fondamental : la brisure de la symétrie CP dans les neutrinos, en d'autres termes : les neutrinos et les antineutrinos ne se comporteraient pas de la même façon...




dimanche 28 octobre 2018

Des étoiles à neutrons hybrides avec un cœur de plasma quarks-gluons


Comment expliquer l'existence d'étoiles à neutrons ayant une masse de près de 2 masses solaires ? Les modèles théoriques indiquent pourtant que les étoiles les plus massives (jusqu'à 40 masses solaires) peuvent produire, en explosant en supernova, des étoiles à neutrons d'au maximum 1,7 masses solaires, et au-delà de 40 masses solaires, c'est un trou noir qui serait produit. Pour faire face à cette question jusqu'ici sans réponse, une équipe de physiciens et d'astrophysiciens théoriciens vient de trouver une solution : la création d'étoiles à neutrons hybrides possédant un cœur de plasma quarks-gluons.




mercredi 24 octobre 2018

Découverte du pulsar le plus lent


On a l'habitude d'être conquis par les records de vitesse, d'énergie ou les records de distance. Cette fois-ci, c'est un record de lenteur dont je vais vous parler : la découverte du pulsar le plus lent jamais découvert. Il fait un tour sur lui-même en 23,5 secondes, ce qui est très très lent pour un pulsar... Une telle lenteur pose un petit challenge aux spécialistes.




mardi 23 octobre 2018

Mesure du rayon des étoiles à neutrons impliquées dans GW170817 : 11,9 km chacune.


La fusion de deux étoiles à neutrons le 17 août 2017 a été une occasion incroyable pour les astrophysiciens pour comprendre de nombreux phénomènes, à commencer par les phénomènes qu'on appelle les kilonovas et les GRB courts ou encore la naissance d'un trou noir signant sa présence par un jet de matière et de rayonnement. Mais cette collision de deux étoiles à neutrons a aussi été une occasion en or pour mieux comprendre les étoiles à neutrons elles-mêmes.



vendredi 19 octobre 2018

ANITA détecte 2 particules ultra-énergétiques bizarres ayant traversé la Terre


Le 28 décembre 2006, l’instrument ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) embarqué dans un ballon au-dessus de l’Antarctique pour détecter des neutrinos ultra-énergétiques par les signaux radio qu’ils induisent dans l'atmosphère (par l’effet Askaryan), a détecté une particule provenant non pas du haut de l’atmosphère, mais du bas, venant de la glace, et un second événement de même type a à nouveau été observé 8 ans plus tard, le 12 décembre 2014. Ces deux événements très bizarres pourraient être les premiers signes d’une physique encore inconnue.




mercredi 17 octobre 2018

Découverte surprenante de 4 planètes massives âgées de seulement 2 millions d'années


Voilà une découverte qui va dans le même sens que ce que je vous relatais hier ici même : quelque chose cloche dans la formation des planètes au sein des disques protoplanétaires. Cette nouvelle découverte, obtenue là encore avec ALMA, montre la présence de pas moins de quatre planètes gazeuses de type Jupiter et Saturne au sein du disque protoplanétaire d'une étoile qui n'a que 2 millions d'années seulement, une durée totalement insuffisante pour produire de telles planètes massives selon nos modèles de formation planétaire...




mardi 16 octobre 2018

Les disques protoplanétaires ne sont pas assez massifs pour former des planètes


Quelle idée de comparer la masse des exoplanètes et la masse des disques de gaz et de poussière qui sont censés leur donner naissance ! Une riche idée pourtant puisqu'on s'aperçoit que ça ne colle pas du tout, une nouvelle énigme en perspective...




jeudi 11 octobre 2018

Le Jour de la Nuit, c'est samedi !

Le Jour de la Nuit, c'est un événement qui a lieu ce samedi 13 octobre à partir de 20h, et pour la dixième année consécutive. Partout en France, des communes vont jouer le jeu de l'extinction de leurs éclairages publics (totale ou partielle), pour vous faire redécouvrir le ciel étoilé. 



Le Jour de la Nuit est une opération de sensibilisation à la pollution lumineuse, à la protection de la biodiversité nocturne et du ciel étoilé.

A cette occasion, vous pourrez découvrir quelques splendeurs du ciel nocturne grâce à des passionnés d'astronomie un peu partout sur le territoire, mais ce sera également l'occasion de découvrir ou redécouvrir la vie nocturne sans éclairages parasites, ces oiseaux, ces animaux, grâce à des balades guidées, dans des manifestations gratuites et conviviales.

Le programme est simple : balades nocturnes, observations des étoiles, sorties nature et extinctions des lumières.
Cette dixième édition du Jour de la Nuit réunit 20 partenaires : associations de protection de l’environnement, associations astronomiques, associations d’éducation populaire, associations de collectivités locales et regroupement de gestionnaires d’espaces naturels et de structures de projets territoriaux.  L’opération est coordonnée par l’association Agir pour l’Environnement depuis ses débuts.

Vous pouvez retrouver les informations sur les animations astronomiques et nocturnes qui ont lieu près de chez vous sur le site de l'opération en cliquant sur la carte ci-dessous : 



Les parcs naturels régionaux ont été particulièrement actifs cette année. Rien que dans le Parc Naturel Régional du Luberon par exemple, près de 50 communes s'engagent à éteindre leurs éclairages totalement ou partiellement à partir de 20h et 28 d'entre elles vont proposer des manifestations, très souvent astronomiques. (retrouvez les infos concernant le Luberon ici ).

Samedi soir, vous savez ce qu'il vous reste à faire : espérer une météo clémente, et sortir dans le noir ! 




mercredi 10 octobre 2018

La nova de 1670 serait une collision naine blanche - naine brune


En juillet 1670, les astronomes ont aperçu une étoile nouvelle juste en dessous de la tête du Cygne, dont nous voyons aujourd'hui un résidu nébuleux que l'on appelle CK Vulpeculae ( dans la constellation du Petit Renard, voisine du Cygne). Une nouvelle observation détaillée de cette nébuleuse en forme de sablier renversé avec ALMA  nous dévoile aujourd'hui ce qui s'est passé il y a 350 ans : une collision entre une naine blanche et une naine brune.




dimanche 7 octobre 2018

Cassini dévoile des anneaux de Saturne en train de disparaître


La seconde information un peu décoiffante issue des résultats de Cassini dans son passage entre Saturne et ses anneaux que publie Science cette semaine, après celle de l'existence d'une ceinture de protons, c'est la mesure directe de l'interaction de l'anneau D avec l'atmosphère de Saturne. En plus de sa composition étonnamment riche en composés organiques (entre autres), on y découvre l'ampleur de l'érosion de cet anneau, qui produit une véritable "pluie" sur Saturne, composée d'eau, de silicates et de nombreuses molécules organiques diverses. Le flux de cette pluie d'anneaux atteint plusieurs dizaines de tonnes par seconde...




samedi 6 octobre 2018

Découverte d'une ceinture de protons entre Saturne et son premier anneau


La phase finale de l'exploration de Saturne par la sonde Cassini n'aura pas été vaine, loin de là. Elle a mené à de nombreuses découvertes dont les résultats sont publiés aujourd'hui dans les journaux Science (qui en fait sa Une) et Geophysical Research Letters. La plus bluffante de ces découvertes est sans doute celle de l'existence d'une ceinture de radiations constituée de protons énergétiques située entre l'atmosphère de Saturne et son premier anneau : des protons qui viendraient de la désintégration spontanée de neutrons.




jeudi 4 octobre 2018

Un catalogue énorme de sources de rayons X fourni par XMM-Newton


365 amas de galaxies, plus de 26000 noyaux actifs de galaxies, c'est le résultat de la moisson foisonnante de la deuxième livraison du grand relevé XXL du télescope spatial européen XMM-Newton, qui permet de contraindre le modèle cosmologique standard.



mardi 2 octobre 2018

Des étoiles hypervéloces en provenance d'autres galaxies identifiées par Gaia


Les données astrométriques de Gaia viennent encore de fournir un résultat étonnant : de nombreuses étoiles à mouvement très rapide se dirigent non pas vers l'extérieur de notre Galaxie comme on pourrait s'y attendre, mais vers l'intérieur. Ces étoiles errantes viendraient d'autres galaxies...




samedi 29 septembre 2018

Vers une désintégration des neutrinos mu et tau ?


Et si les neutrinos pouvaient se désintégrer ? C'est cette hypothèse audacieuse qu'ont testé deux physiciens théoriciens dans l'objectif d'expliquer une anomalie observée dans les données du détecteur géant IceCube, un excès de neutrinos électroniques par rapport aux autres saveurs (muon et tau). Et le pire, c'est que cette hypothèse marche.




jeudi 27 septembre 2018

Une émission gamma étrange sur le Soleil durant les minimums des cycles solaires


L'émission gamma à très haute énergie en provenance du Soleil est très mal comprise. Une nouvelle analyse du flux gamma solaire mesuré par le télescope gamma Fermi-LAT montre un effet étrange apparaissant lors du minimum d'activité solaire.




lundi 24 septembre 2018

Tempête de poussière sur Titan


Des données de la sonde Cassini enregistrées autour de Titan entre 2005 et 2017 révèlent que le satellite Saturnien subit ce qui ressemble à de gigantesques tempêtes de poussière dans sa zone équatoriale.




vendredi 21 septembre 2018

Observation inédite d'une rotation différentielle dans 13 étoiles


Le Soleil tourne plus vite à son équateur qu'aux plus hautes latitudes, des observations de cette rotation différentielle ayant été suivies depuis très longtemps par le mouvement des taches solaires. Jusqu'à aujourd'hui, on n'avait jamais observé une telle rotation différentielle sur d'autres étoiles, mais grâce à des mesures d'astérosismologie obtenues avec le télescope Kepler, le phénomène a été identifié sur une grosse dizaine d'étoiles similaires au Soleil.




mardi 18 septembre 2018

Découverte d'une émission infra-rouge étendue autour d'un pulsar


Les pulsars sont à la fête en ce moment ! Après la découverte de la semaine dernière au sujet d’un tout jeune pulsar, voilà donc une autre observation inédite concernant une étoile à neutrons en rotation rapide : la première observation d’une émission infra-rouge autour d’un pulsar sans contrepartie dans le domaine visible. Et c’est au télescope spatial Hubble que l’on doit cette découverte.



samedi 15 septembre 2018

Observation de la signature d'un pulsar 6 ans après sa naissance


SN 2012au a été découverte le 14 mars 2012 dans la galaxie NGC 4790. Cette supernova de type Ib était très particulière, car très lumineuse. Aujourd'hui, 6 ans après, une équipe d'astronomes vient de voir apparaître la trace du résidu de ce cataclysme : un pulsar énergétique.




mardi 11 septembre 2018

La masse minimale des étoiles à neutrons


Il est possible de calculer par la théorie quelle doit être la masse minimale d'une étoile à neutrons. Leur masse maximale quant à elle avait été évaluée il y a quelques mois à partir des propriétés physiques d'une étoile à neutrons. Ici, pour la masse minimale, des chercheurs japonais l'ont calculée en s'intéressant aux processus qui ont lieu dans le cœur des étoiles massives en fin de vie juste avant et pendant qu'il s'effondre en faisant exploser l'étoile.




samedi 8 septembre 2018

Découverte d'un vent galactique inhibiteur de formation d'étoiles très lointain


C'est une nouvelle fois grâce aux radiotélescopes de ALMA qu'une observation inédite a pu être effectuée : l'éjection d'un vent de gaz moléculaire par une galaxie la plus lointaine à ce jour, située dans l'Univers âgé de moins de 2 milliards d'années. Les photons dont la longueur d'onde donne une signature sans équivoque de ce vent moléculaire ont mis 12 milliards d'années pour parvenir dans les antennes d'ALMA.




vendredi 7 septembre 2018

Trois pôles magnétiques pour Jupiter !


Une récente analyse des observations du champ magnétique de Jupiter par la sonde Juno durant ses 8 premières orbites montre que ce champ magnétique est différent de tout ce que l'on connaît, avec la présence de trois pôles magnétiques...




jeudi 6 septembre 2018

Vitesse supraluminique pour le jet ultra-relativiste issu de GW170817

Une association de trois réseaux de radiotélescopes parmi les plus performants du monde a permis de déterminer la vitesse du jet relativiste émanent du résidu de la fusion de deux étoiles à neutrons observée en 2017 et répertorié GW170817. La vitesse apparente atteint 4 fois la vitesse de la lumière, une illusion supraluminique due à la vitesse ultra-relativiste du jet qui se trouve légèrement désaxé par rapport à la ligne de visée.




lundi 3 septembre 2018

La rotation interne des amas globulaires révélée par Gaia


Pour la première fois, la rotation interne des amas globulaires a pu être étudiée quantitativement, grâce aux données astrométriques de Gaïa qui fournit la vitesse des étoiles en 3 dimensions.




jeudi 30 août 2018

COSMOS-AzTEC-1, la galaxie très lointaine qui fabrique 3 étoiles par jour


Une équipe d'astronomes japonais vient d'établir la cartographie la plus détaillée d'une galaxie suractive située dans l'Univers âgé de 1,4 milliards d'années. Sa flambée de formation d'étoiles semble liée à une très forte instabilité de ses nuages de gaz moléculaire, et l'origine de cette instabilité est pour le moment un mystère.



1000 étoiles par an, c'est le taux de formation stellaire que montre cette déjà grosse galaxie nommée COSMOS-AzTEC-1. C'est 1000 fois plus que ce que produit notre Galaxie aujourd'hui. Cette lointaine galaxie avait été découverte par le James Clerk Maxwell Telescope à Hawaï puis peu de temps après, le Large Millimeter Telescope (LMT) mexicain avait trouvé d'énormes quantités de monoxyde de carbone dans COSMOS-AzTEC-1 en plus de mesurer sa distance via son redshift.
Ken-ichi Tadaki (National Astronomical Observatory of Japan) et son équipe ont utilisé le réseau ALMA pour observer avec une très bonne résolution la structure de la galaxie-monstre. La configuration des antennes du réseau ALMA, avec la base maximale de 16 km, a permis d'atteindre une résolution spatiale de seulement 550 parsecs (1800 années-lumière) !
De telles galaxies sont estimées être les précurseurs des grosses galaxies elliptiques de l'Univers actuel. Pour comprendre pourquoi COSMOS-AzTEC-1 a un tel taux de formation d'étoiles, les chercheurs japonais ont cherché à étudier l'environnement proche des nurseries stellaires. Et ils n'ont pas été déçus. Dans leur étude qu'ils publient dans Nature aujourd'hui, Tadaki et ses collègues tracent une cartographie très précise des nuages de gaz moléculaire qui peuplent la galaxie, en terme de localisation mais aussi de vitesse. Les astronomes japonais montrent qu'il existe deux énormes nuages de gaz distincts qui sont séparés de plusieurs milliers d'années-lumière de part et d'autre du centre de la galaxie, et qui sont dynamiquement très instables. Cette découverte est surprenante car dans la grosse majorité des cas, les étoiles, dans ces galaxies à flambées d'étoiles, sont activement formées au centre de la galaxie.  
Dans une configuration normale, les nuages de gaz sont à l'équilibre, leur pression interne tendant à les étendre contrebalançant leur force de gravité qui tend à les condenser. Jusqu'au moment où une instabilité fait gagner la gravité et fait s'effondrer le nuage de gaz sur lui-même, produisant de nombreuses étoiles très rapidement. Puis des étoiles massives explosent au bout de quelques millions d'années en supernova, ce qui a pour effet d'apporter une nouvelle source de pression interne, et donc rééquilibre partiellement les forces à l'oeuvre dans le nuage de gaz, ce qui ralentit sensiblement la production stellaire. 
Mais chez COSMOS-AzTEC-1, il en va tout autrement : l'auto-régulation ne semble pas avoir lieu. Au contraire, on assiste à une sorte d'emballement de la formation d'étoiles, comme si elle n'allait jamais pouvoir s'arrêter... 
Tadaki et ses collaborateurs estiment que COSMOS-AzTEC-1 aura ainsi consommé tout son gaz dans seulement 100 millions d'années! Ce taux est juste 10 fois plus grand que ce qui est classiquement observé sur des galaxies à cette époque cosmique.
L'origine de cette forte instabilité gravitationnelle des nuages de gaz dans COSMOS-AzTEC-1 n'est aujourd'hui pas bien comprise. Un phénomène de fusion de galaxies est une cause possible selon les chercheurs. En effet, lors d'une collision-fusion de galaxies, de grandes quantités de gaz auraient pu se retrouver concentrées dans une zone donnée et être sujettes aux instabilités sources d'étoiles qui sont observées. Avant de conclure définitivement sur l'origine de cette particularité de COSMOS-AzTEC-1, il faudra observer des galaxies similaires avec des outils aussi performants que ALMA, seuls à même de déterminer la structure interne de galaxies aussi lointaines avec autant d'acuité. 


Source

The gravitationally unstable gas disk of a starburst galaxy 12 billion years ago
Tadaki et al.
Nature volume 560 (30 August 2018)


Illustration

La galaxie monstre COSMOS-AzTEC-1 imagée par ALMA (distribution du gaz moléculaire à gauche et de la poussière à droite; deux nuages denses apparaissent en plus du nuage dense central) (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tadaki et al.)

mercredi 29 août 2018

La croissance perturbée de Jupiter


Lors de sa formation, comment se fait-il que Jupiter ait pris 2 millions d'années pour grossir de 20 à 50 fois la masse de la Terre alors qu'il ne lui avait fallu auparavant qu'un seul million d'années pour atteindre 20 masses terrestres ? Une équipe d'astronomes suisses vient de trouver une explication.



Yann Alibert (Université de Berne) et ses collègues de Zürich  ont tenté de comprendre l'histoire de la formation de Jupiter, qui l'a amené à la planète géante gazeuse que nous connaissons aujourd'hui avec sa masse 300 fois plus grande que celle de la Terre. Ils se sont pour cela penchés sur des données de composition d’astéroïdes obtenues il y a quelques années. Elles montraient qu'il devait exister deux populations distinctes de petits corps durant les deux premiers millions d'années du système solaire. Il était donc fort probable que Jupiter agissait à l'époque comme une sorte de barrière séparant la zone externe et la zone interne du système solaire, au moment où Jupiter passait de 20 à 50 masses terrestres.
Les astronomes suisses ont construit un modèle de formation de Jupiter qui est cohérent avec les données des astéroïdes. Dans leur article que publie Nature Astronomy cette semaine, Yann Alibert et ses collaborateurs montrent comment Jupiter a du grossir en plusieurs étapes. D'après ce modèle, Jupiter est née tout d'abord en accrétant de la poussière et des petits "cailloux" d'une taille centimétrique en grande quantité, durant 1 million d'années. Cette phase de grossissement rapide lui a permis d'atteindre une masse déjà très importante de 20 masses terrestres. Mais cette phase s'est arrêtée pour être suivie par une deuxième phase avec un taux d'accrétion plus faible, et surtout des morceaux beaucoup plus gros, cette fois-ci des petits corps d'une taille de l'ordre du kilomètre, des planétésimaux. D'après les chercheurs, le fait qu'il s'agisse dans cette phase de corps de grande taille a certes apporté à nouveau de la masse à l'embryon de planète géante, mais il a surtout apporté de l'énergie. Cette deuxième phase aurait duré deux millions d'années, pour laisser ensuite la place à la troisième phase de grossissement, à T0+3 millions d'années, cette fois-ci par une forte accrétion de gaz qui a conduit Jupiter jusqu'aux 300 masses terrestres que nous lui connaissons aujourd'hui. 

Ce qu'expliquent les chercheurs, c'est que la Jupiter naissante aurait fortement perturbé le disque de poussières entourant le Soleil, en créant une zone de surdensité qui aurait confiné les petits cailloux à l'extérieur de son orbite. Les matériaux des régions extérieures n'auraient alors pas pu se mélanger avec ceux des régions internes du système solaire, jusqu'à ce que la protoplanète atteigne une masse suffisante pour perturber et diffuser des corps de taille moyenne de l'extérieur vers l'intérieur du système solaire. 
D'après Yann Alibert et son équipe leur nouvelle modélisation indique que c'est l'apport d'énergie par les planétésimaux qui aurait retardé le grossissement de Jupiter. En effet, les collisions avec des blocs de l'ordre du kilomètre aurait apporté suffisamment d'énergie à l'atmosphère gazeuse de la planète sous forme de chaleur pour l'empêcher de se refroidir rapidement et de se contracter, et d'enclencher une forte accrétion de gaz. Cette dernière a ensuite pu se déployer lorsque le réservoir de planétésimaux s'est tari. 
Les astronomes pensent avoir trouvé une explication pertinente pour expliquer l'histoire de la formation de Jupiter, et poussent même leur raisonnement vers le processus de formation d'autres planètes gazeuses comme Uranus et Neptune qui pourrait être assez similaire. Mais d'autres études seront nécessaires pour en savoir plus.


Source

The formation of Jupiter by hybrid pebble–planetesimal accretion
Yann Alibert, Julia Venturini, Ravit Helled, Sareh Ataiee, Remo Burn, Luc Senecal, Willy Benz, Lucio Mayer, Christoph Mordasini, Sascha P. Quanz & Maria Schönbächler 
Nature Astronomy (27 august 2018)


Illustrations 

1) L'hémisphère sud de Jupiter imagé par la sonde Juno (NASA/JPLCaltech/SwRI/MSSS/GeraldEichstaedt/Sean Doran)

2) Schéma des trois phases de grossissement de Jupiter (Alibert et al, Nature Astronomy)

lundi 27 août 2018

Détection de molécules d'acide formique dans un disque protoplanétaire


L'acide formique est l'acide organique le plus simple qui existe, de formule HCOOH. C'est notamment une brique fondamentale de l'acide organique bien connu qu'est ADN (acide désoxyribonucléique), à la base du vivant. Il vient d'être détecté pour la première fois dans un disque protoplanétaire autour d'une jeune étoile à 190 années-lumière.



C'est avec le réseau ALMA (Atacama Large Millimeter Submillimeter Array) qu'une équipe internationale menée par Cécile Favre (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri à Florence) a réussi à identifier la présence de la précieuse petite molécule dans le disque de poussières qui entoure l'étoile TW Hydrae.
On le sait, la composition chimique des disques protoplanétaires dans lesquels prennent naissance les planètes, comètes et autres astéroïdes, va influencer la composition de ces dernières, à la fois en ce qui concerne leur croûte rocheuse mais aussi leurs éventuels atmosphère ou océans de manière directe, ou indirecte par apports postérieurs à leur formation proprement dite.
Le groupe carboxylique -COOH contenu dans l'acide formique est un élément essentiel dans de nombreux acides aminés et acides carboxyliques utilisés par les systèmes vivant sur Terre. L'acide formique est notamment impliqué directement dans la formation de la thymine, l'acide aminé le plus simple qui est la base de nombreuses protéines. C'est aussi un composé que l'on trouve en abondance chez la fourmi, et qui lui a donné son nom...

Le disque protoplanétaire de TW Hydrae ressemble à ce que devait être notre système solaire il y a 4,5 milliards d'années. TW Hydrae est âgée de quelques millions d'années seulement, c'est une étoile de type T Tauri de 0,7 masse solaire qui est entourée par un disque riche en gaz dans lequel on s'en souvient, ALMA avait imagé en 2016 des anneaux ou lacunes, laissant penser que des planètes y sont aujourd'hui en cours de formation. On sait par ailleurs que la masse du disque de gaz et de poussières est supérieure à 0,006 masse solaire. D'autres observations de la molécule CO sur ce même disque protoplanétaire avaient par ailleurs montré qu'une fraction importante du réservoir de carbone n'existait pas sous la forme de gaz, et qu'il pourrait donc être présent sous la forme d'espèces chimiques organiques, plus ou moins complexes et donc difficiles à détecter.

Il était donc très intéressant de savoir quels types de molécules sont déjà présentes dans ce type de disque de poussières et de gaz à cette époque de l'évolution du système. Favre et ses collègues ont détecté une émission d'ondes millimétriques (2,3 mm de longueur d'onde, soit une fréquence de 129 GHz) qui correspond à une transition électronique particulière qui n'existe que dans la molécule de HCOOH. Les astronomes ont calculé la quantité d'acide formique et trouvent une densité équivalente à celle du méthanol (CH3OH) qui avait déjà été détecté dans ce disque protoplanétaire en 2016. 
Le fait de trouver pour la première fois dans un disque protoplanétaire une molécule organique qui possède deux atomes d'oxygène montre que la chimie organique et très active dans ce type d'environnement. 
Mais la formation de l'acide formique, selon Cécile Favre et ses collègues, est bien plus complexe que celle d'autres composés organiques qui sont trouvés dans des disques protoplanétaires, comme le méthanol ou le formaldéhyde. Le méthanol par exemple est le résultat de l'hydrogénation du monoxyde de carbone à la surface de grains de glace, une réaction facilitée à très basse température (20K). L'acide formique, quant à lui, ne peut pas être produit par un processus d'hydrogénation simple, il doit forcément impliquer des espèces déjà polyatomiques, que ce soit à la surface de gains solides ou bien en phase gazeuse. 
Cette étude montre ainsi qu'au moins quelques briques de la chimie pré-biotique sont déjà présentes dans un disque protoplanétaire similaire à la Nébuleuse Solaire qui a donné naissance à notre système planétaire. Les chercheurs montrent en revanche aussi que l'observation de molécules organiques plus complexes reste un gros challenge, même avec un outil comme ALMA qui offre une sensibilité jamais vue.


Source 

First Detection of the Simplest Organic Acid in a Protoplanetary Disk
Favre et al.
The Astrophysical Journal Letters, 862:L2 (20 July 2018)


Illustrations

1) TW Hydrae et son disque protoplanétaire montrant des gaps interstitiels, imagés par ALMA en 2016 (ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/Takashi Tsukagoshi et al.)

2) Représentation de la molécule d'acide formique HCOOH (Ben Mills, Wikipedia)

vendredi 24 août 2018

Gaia révèle l'existence de naines blanches massives issues de fusions


La livraison de données astrométriques de Gaia, parmi des centaines de millions d'étoiles, a fourni les distances de près de 14000 naines blanches résidant dans un rayon de 100 parsecs (326 a.l) autour de nous. L'étude statistique de cette population, inédite par son ampleur, montre l'existence d'un groupe important de naines blanches plutôt massives, très probablement issues de fusions entre naines blanches... 



Mukremin Kilic (Université de l'Oklahoma) et ses collaborateurs britanniques et Canadiens ont étudié les caractéristiques de cette grosse population de naines blanches identifiées par Gaia, en termes de composition et de masse. En comparant les observations avec des modèles d'évolution stellaire, ils arrivent à montrer que 15% d'entre elles ont une masse trop grande par rapport à ce qui est classiquement attendu. 
Pour estimer les paramètres intrinsèques des étoiles, il est indispensable de connaitre au mieux leur distance, et c'est ce que les données de Gaia permettent aujourd'hui sur un nombre phénoménal d'étoiles de notre galaxie.

Les chercheurs observent ainsi une "bifurcation" lorsqu'ils tracent le diagramme de la couleur en fonction de la magnitude pour l'échantillon de 13928 naines blanches mesurées par Gaia. Une telle bifurcation avait déjà été entraperçue il y a quelques années dans le grand relevé du Sloan Digital Sky Survey, mais sur une population de naines blanches beaucoup plus restreinte. L'anomalie observée dans le SDSS avait été expliquée par une différence de composition des naines blanches, avec une population possédant une atmosphère d'hélium. Mais ce que montrent Kilic et ses collègues dans l'article qu'ils publient dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, c'est que cette nouvelle différence observée dans le relevé de Gaia ne dépend pas uniquement de la composition des naines blanches mais aussi de leur masse. 

D'après les astrophysiciens, une population d'étoiles âgées de 10 milliards d'années aura convertit 77% de ces étoiles de la séquence principale en naines blanches. En considérant que le taux d'étoiles binaires et de 50%, un échantillon de 100 systèmes produira en moyenne 38,5 naines blanches, dont 7,5 naines blanches seules issues de fusions et 9,5 naines blanches doubles. La fraction de naines blanches seules formées à partir de fusions dans des systèmes binaires sera quant à elle de 14%. Ces proportions ont d'ailleurs pu être retrouvées par l'équipe de Kilic en simulant l'évolution d'une grande quantité d'étoiles binaires.

Et les naines blanches produites par des fusions sont prédites pour avoir une masse de  0,74 ± 0.19 masses solaires. Il se trouve que dans la population de naines blanches identifiées par Gaia, la distribution des masse montre deux bosses très nettes : une première centrée sur 0,6 masse solaire, et une seconde centrée sur 0,8 masses solaires.

Pour Mukremin Kilic et ses collaborateurs, la conclusion est évidente : une fraction significative des naines blanches qui sont situées dans un rayon de 100 pc autour de nous sont massives, révélées par leur différente magnitude absolue (liée à leur masse) en fonction de leur couleur. Les simulations indiquent clairement que cette population de naines blanches plus massives que la normale ne peut provenir que de phénomènes de fusions : soit de fusions d'étoiles avant que la résultante ne devienne une naine blanche, soit de fusions de naines blanches déjà produites et qui formaient des couples binaires, tout en restant en dessous de la limite de Chandrasekhar (1,4 masse solaire) au-delà de laquelle elles ne peuvent qu'exploser en supernova...


Source

Gaia reveals evidence for merged white dwarfs
Mukremin Kilic,  N C Hambly,  P Bergeron , C Genest-Beaulieu,  N Rowell
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 479 (1 September 2018)


Illustrations

1) Vue d'artiste de la fusion de deux naines blanches (David A. Aguilar (CfA))
2) Distribution de masses des naines blanches de l'échantillon étudié (relevé SDSS en haut et Gaia en bas) Kilic et al.