28/09/11

Un oeuf sur le plat dans le ciel ! et puis quoi encore ?

 Les astronomes manqueraient-ils d'imagination pour dénommer des astres bizarres nouvellement découverts ?
Nous voilà aujourd'hui en présence d'un "œuf sur le plat", the fried egg nebula. Il s'agit en fait d'une étoile de classe très rare, une hypergéante jaune (d'où le jaune d'oeuf ?), dont on est parvenu à voir des structures gazeuses l'enveloppant, pouvant laisser penser éventuellement, avec un peu d'imagination peut-être, à un oeuf sur le plat.... Mouais....
Je préfère de loin des noms plus sympathiques comme la nébuleuse de la Chouette, la nébuleuse de l’Oeil de chat, la nébuleuse de l'Hélice, celle de l'Anneau ou encore la nébuleuse du Clown...

Quoiqu'il en soit, je vous laisse admirer cette image de notre nouvel oeuf sur le plat cosmique et son hypergéante jaune, nichée dans la constellation du Scorpion  :

                                         crédit : ESO

Vous voulez en savoir plus ? Cliquez donc sur Fried Egg Nebula


Dobson Sky Watcher 254 mm F/4.7 TV Nagler 13 mm, TV Nagler 3.5 mm, HR planetary 5 mm, Plössl 10 mm, Plössl 25 mm, Barlow TV x2 filtres Moon et OIII, Guided by Telrad

23/09/11

Quand Mars se rapproche de la Lune.


Photo prise ce matin
Canon EOS 1000D, 180 mm, 0.6 s de pose, F/D=5.6

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22/09/11

BREAKING NEWS : Des neutrinos supraluminiques !

Une info vient de tomber : la collaboration OPERA annonce avoir mesuré une vitesse de neutrinos ayant voyagés depuis le CERN en Suisse jusque dans le souterrain du Gran Sasso en Italie de 6 km/s plus rapide que la lumière !... sans pouvoir expliquer expérimentalement cette étrangeté....

A suivre de très près...   Un peu de détails ici (Nature News)
Et tous les détails ici (publi preprint sur Arxiv).

                                crédit : CERN

Dobson Sky Watcher 254 mm F/4.7 TV Nagler 13 mm, TV Nagler 3.5 mm, HR planetary 5 mm, Plössl 10 mm, Plössl 25 mm, Barlow TV x2 filtres Moon et OIII, Guided by Telrad

20/09/11

Vers un Soleil immaculé et un âge glaciaire ?

Trois études indépendantes, une s'intéressant à l'intérieur du soleil, une autre à sa surface, et enfin à sa haute atmosphère prédisent toutes indépendamment que le prochain cycle solaire (le numéro 25) sera considérablement retardé, si jamais il arrive tout simplement... Normalement, ce prochain cycle serait prévu pour débuter autour de 2022.Les différentes données combinées indiquent que nous pourrions bientôt nous diriger vers ce qui est connu comme un Grand Minimum, une période d'activité solaire inhabituellement faible.

Les prévisions de sommeil solaire peuvent être comparées au dernier grand minimum enregistré qui s'est produit entre 1645 et 1715. Connu comme le Minimum de Maunder, cette période de près de 70 ans a coïncidé avec la période la plus froide des derniers 2000 ans, appelée le petit âge glaciaire...Cependant les liens entre activité solaire et température globale sont encore mal connus.


Il est probable que si nous entrions dans un minimum semblable à celui de Maunder, l'effet sur la température ne serait pas le même du fait des quantités considérables de gaz à effet de serre qui ont été injectés dans l'atmosphère depuis.
Les taches solaires sont
des taches sombres sur la surface visible du Soleil qui indiquent des régions d'activité magnétique intense.Pour les scientifiques des siècles passés, les taches solaires étaient utilisées pour suivre des hauts et les bas magnétiques du soleil.
Par exemple, Galilée et Cassini ont suivi séparément les taches solaires et avaient remarqué un manque d'activité pendant le minimum de Maunder.


Dans les années 1800 les scientifiques ont établi que les taches solaires apparaissent sur un cycle régulier, qui dure environ 11 ans. Nous sommes maintenant dans le cycle solaire numéro 24, en route pour un maximum (déjà étonnamment faible) de l'activité du Soleil dans le courant de 2013.



Récemment, Matt Penn et ses collègues du National Solar Observatory ont analysé plus de 13 années de données recueillies sur les taches solaires au télescope McMath-Pierce à Kitt Peak, en Arizona.Ils ont remarqué une tendance à long terme de l'affaiblissement des taches solaires, et si la tendance se poursuit, le champ magnétique du soleil ne sera pas assez fort pour produire une seule tache solaire au cours du cycle solaire 25.«Les taches sombres sont plus brillantes", à précisé Penn. A partir de ses données, l'équipe prévoit que, lorsqu'il sera terminé, le cycle solaire actuel (le numéro 24) n'aura atteint que la moitié de l'intensité du cycle 23, et le prochain cycle pourrait ne pas avoir du tout de taches.


                                crédit : NASA

Séparément, Frank Hill et al., du National Solar Observatory, ont suivi des cycles solaires via une technique appelée l'héliosismologie. Cette méthode utilise les vibrations de surface causées par les ondes acoustiques à l'intérieur de l'étoile pour cartographier sa structure interne.Plus précisément, Hill et ses collègues ont suivi des "jet streams" encerclant le soleil, appelées oscillations de torsion. Ces bandes de matière qui s'écoulent apparaissent d'abord près des pôles du soleil puis migrent ensuite vers l'équateur. Ces bandes sont supposées jouer un rôle dans la génération du champ magnétique du soleil.
Les taches solaires ont tendance à apparaître le long de ces bandes de subsurface, et le soleil devient plus actif généralement lorsque ces bandes parviennent près de son équateur, elles peuvent ainsi être utilisées  comme de bons indicateurs pour prévoir le calendrier des cycles solaires.«Les oscillations de torsion pour le cycle solaire actuel (24) sont apparues en 1997," précise Hill. "Cela signifie que le flux pour le cycle 25 aurait dû paraître en 2008 ou 2009, mais il ne s'est pas encore manifesté..."Selon Hill, les données suggèrent que le début du cycle solaire 25 pourrait être retardé jusqu'à 2022, soit environ deux ans de retard, ou bien simplement ne pas apparaître. 


Vient s'ajouter à l'évidence une troisième observation menée par Richard Altrock, qui mène des recherches sur la couronne solaire également au National Solar Observatory. Il a pu observer des changements révélateurs d'un phénomène magnétique de la couronne solaire.Connue comme la "ruée vers les pôles", le mouvement rapide vers le pôle d'anomalies magnétiques dans la couronne est lié à l'accroissement de l'activité des taches solaires, avec un cycle solaire qui atteint son maximum lorsque ces anomalies magnétiques atteignent environ 76 degrés de latitude nord et sud de part et d'autre de l'équateur solaire.La " ruée vers les pôles" est donc liée au balayage du champ magnétique associé à un cycle solaire donné, ouvrant la voie à un nouveau champ magnétique et un nouveau cycle d'activité des taches solaires.Cette fois, cependant, la "ruée vers les pôles" ressemble plus à une course d'escargot, ce qui signifie que nous dirigerions actuellement vers un maximum de très faible énergie en 2013 et qu'il pourrait retarder fortement ou même empêcher le début du prochain cycle solaire.

Prises ensemble, ces trois sources de données convergent vers le fait que le cycle solaire 25 sera peut être un cycle extrême, ont déclaré les scientifiques lors d'un meeting de l'American Astronomical Society à Las Cruces, Nouveau Mexique.Mais une accalmie solaire ne devrait pas nous alarmer outre mesure, Hill a dit: "C'est déjà arrivé, et la vie semble continuer, je ne suis pas inquiet , mais plutôt excité.."

À bien des égards une baisse ou un manque d'activité magnétique solaire est en fait une aubaine pour la science. Et n'oublions pas que lors de maxima, des fortes tempêtes solaires peuvent émettre des rafales de particules chargées qui interfèrent avec les communications radio, peuvent perturber les réseaux électriques, et même les satellites en orbite.


De plus, une diminution dans les taches solaires ne signifie pas nécessairement une baisse dans d'autres activités solaires telles que les protubérances solaires, déclenchant des éjections de masse coronale
qui peuvent produire des aurores boréales chez nous.
Les documents historiques montrent en effet que les aurores boréales ont continué à apparaître sur une base régulière, même pendant le minimum de Maunder.
Au lieu de cela, les changements inhabituels des cycles d'activité du soleil peuvent offrir une occasion sans précédent pour les scientifiques de tester les théories sur la façon dont le soleil fabrique et détruit son champ magnétique. "Actuellement, nous avons tant satellites regardant le soleil et d'observatoires terrestres prêts à entrer en action...", a déclaré Pesnell. "Si le Soleil nous offre quelque chose de différent à observer de près, c'est un grand moment !"

Peut-être devrons nous quand même enfiler nos moufles pour admirer ce soleil immaculé...


Dobson Sky Watcher 254 mm F/4.7 TV Nagler 13 mm, TV Nagler 3.5 mm, HR planetary 5 mm, Plössl 10 mm, Plössl 25 mm, Barlow TV x2 filtres Moon et OIII, Guided by Telrad

11/09/11

Trois géantes gazeuses et des sangliers...

 Et voilà, de retour aux affaires astronomiques... Malgré un vent assez pénible, le ciel étant parfait, je ressors mon ami Dobson resté trop longtemps remisé à prendre la poussière...
Bon, oui, il ne s'agira pas de ciel profond, évidemment, la lune étant presque pleine, on y voit comme en plein jour... Non, j'ai décidé de regarder un trio gazeux. Plus exactement le trio de nos géantes gazeuses préférées.
Au programme de cette soirée : Neptune, située presque à l'aplomb de la lune, à environ une dizaine de degrés seulement... Autant dire un petit challenge en soi.
Ensuite, direction Uranus, assez simple à trouver grâce au carré de Pégase, et pour finir, celle qui fut la première lumière de ce Dobson, et qu'on avait quittée il y a de longs mois : Jupiter...

Arrivé sur mon site préféré au milieu de la garrigue vers 23h. L'éclairement lunaire est vraiment énorme, on y voit vraiment comme en plein jour... Et je vérifie tout de suite que je peux voir le carré de Pégase, qui sera mon repère pour Uranus. C'est limite, mais OK. Ouf.
Reprenons dans l'ordre, on commence par Neptune, déjà entraperçue à la fin du printemps si je ne m'abuse. Mais cette fois, point de repère, à part cette lune terrifiante. Allons-y... C'est armé de mon seul telrad que je me mets en quête.... D'après mon Stellarium, Neptune se trouve à 1,5 cercle environ, c'est tout ce que je sais. Autant dire que je tâtonne un peu. La méthode ? Positionner au telrad, regarder au viseur, chercher le point le plus bleu et brillant dans le champ puis regarder dans mon oculaire le plus gros (25 mm) pour vérifier si ça ressemble à la Neptune que j'avais vue la dernière fois... Et si ça colle, passer le 3.5 mm.
Il m'a fallu sans doute une bonne heure pour la trouver, je dois dire. Mais très heureux de retrouver ce petit point bleu, très petit certes, mais bien là. Challenge réussi.

Passons à la suite maintenant. Le carré de Pégase est toujours limite visible (bon on ne voit que les quatre étoiles du carré, rien d'autre...). Et pour localiser Uranus, il "suffit" de poursuivre le côté du carré le plus éloigné de la Lune et de descendre de la même distance que le côté. Vous me suivez ? Et bien sûr, tout ça en aveugle comme avant, alors après c'est viseur, à la recherche d'un point brillant et bleu si possible puis oculaire à faible grossissement puis on grossit. Méthode chevaline s'il en ait, mais il faut bien s'adapter.

Je dirais que vingt minutes m'ont suffit pour trouver ma chère Uranus, que mon ami Dobson voit pour la première fois. Ce joli petit disque bleu-vert, tout seul suspendu dans un ciel tout sauf noir. C'est beau, mais manque cruellement de fond étoilé...

Il est 0h40 et une petite pause café/casse-croûte s'impose avant de se jeter à corps perdu dans le monde Jovien.
Pour le coup, il m'a fallu quelques secondes pour fixer Jupiter directement dans mon Nagler 3.5 mm. C'est simple, après la Lune, ce soir, on ne voit qu'elle!... Bref, d'emblée à 340x, ça fout le tournis. Ca doit faire 5 mois que je ne l'avais plus regardée, cette Jupiter. Mais que c'est beau! Que de détails... Je n'avais pas encore ce Nagler 3.5 mm la dernière fois... Mais là je suis sous le charme de tous ces détails, de nombreuses bandes équatoriales, ces teintes oranges, blanches, de très fines bandes au Sud. J'ai presque l'impression de distinguer l'aplatissement du disque, il ne m'apparaît pas rond mais bien aplati...
Soudain, un bruit dans le silence de la nuit.
Qu'est ce que c'est que ça ?
Un grognement, ou plutôt un bruit de cochon... ça bouge dans les fourrés tout près. D'autres bruits de fouissement, c'est tout près. Je suis figé, j'ai Jupiter dans l’œil gauche et je surveille le fourré d'à côté de l’œil droit (le fourré est à ma gauche...). Je me souviens qu'un sanglier n'est pas que herbivore mais que ça bouffe de tout, ça pourrait même avaler une optique de pointe à 8 lentilles.... ;-), ou encore un gars hilare penché sur un tube blanc au milieu de nulle part...
Bref, ça farfouille en grognant comme ça une bonne dizaine de minutes sans que je parvienne à voir les bestioles... Pendant ce temps, je ne pense même pas à changer d'oculaire, je reste à 342X, mais en fait le vent est gênant, il fait bouger le tube, ce qui fait danser Jupiter et ses satellites (c'est bien le vent, oui, oui, ce n'est pas moi qui tremble, je ne vais pas me laisser intimider par un vulgaire cochon poilu).
Enfin, le silence revient. Et Jupiter est toujours là, majestueuse. Et je dégrossis enfin, passant à un Nag13+barlowX2, pour un grossissement sympathique de 185X.
Le spectacle est parfait, plus que parfait. Subjectif. Il ne manque qu'une seule chose finalement, c'est la grosse tâche, aaah... faudrait attendre encore un moment pour que la rotation fasse son boulot... mais je n'aurais pas le courage ce soir (matin). Restons sur cette image magnifique et gardons le grosse tâche pour plus tard. L'hiver sera long...
Il est presque 2h00 quand je remballe dans une humidité saisissante. Les sangliers sont déjà couchés, ouais, mais eux n'ont jamais vu Ganymède...


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26/07/11

Mais où sont passés les neutrinos de l'Antarctique ?

Cela fait un moment que l’on imagine que les bursts de rayons γ (Gamma Ray Bursts : GRBs) ont une origine provenant de la formation de trous noirs massifs en rotation rapide. Cette hypothèse est soutenue par des preuves d'observation dérivées des signatures électromagnétiques de ces éclats. Mais on s'attend également à ce que les GRBs produisent d'autres signatures comme par exemple des ondes gravitationnelles, des rayonnements, et des neutrinos. Ces derniers ont été le centre de recherches intensives, mais cependant, aucune découverte n’a encore pu encore être rapportée jusqu’à présent.
 
Dans un article paru récemment dans Physical Review Letters (Abbasi et al. Phys. Rev. Lett. 106, 141101 (2011).), la collaboration IceCube, expérience située au Pôle Sud, indique l’absence de résultats tangibles. Mais la non-détection d’un signal attendu pourrait être aussi puissante que la découverte d’un signal… et peut permettre de remettre en cause le modèle physique qui est utilisé ?

Depuis de nombreuses années, les progrès dans l'astronomie des neutrinos ont été conduits grâce à l’observation de l'absence d'une grande fraction du flux de neutrinos solaires prévu. Et ce mystère n'a pas été résolu en apportant des modifications au modèle solaire standard, mais par l’enrichissement de la physique de particules via le phénomène d’oscillation des neutrinos.

C’est la détection de quelques neutrinos de la célèbre supernova SN 1987A située dans le grand nuage de Magellan qui a permis l’essor de l'astronomie extragalactique des neutrinos. Désormais, le fond diffus de neutrinos aux neutrinos de toutes les supernovae dans l’ensemble de l'univers est à la portée des détecteurs de Super-Kamiokande au Japon (Horiuchi, S., Beacom, J. F. & Dwek, E. Phys. Rev. D 79, 083013 (2009)).
Comme dans le cas des supernovae, les GRBs impliquent une libération d'énergie colossale, et cette énergie est emportée pour plus de 99% par des neutrinos. Cependant, à la différence du signal électromagnétique, il est difficile de détecter le signal des neutrinos en raison des grandes distances cosmologiques et de la très faible section efficace d'interaction des neutrinos avec la matière.

Le détecteur d'IceCube est le plus grand instrument avec lequel les astronomes espèrent capter le signal évasif des neutrinos de GRBs et d'autres sources. Il est constitué par un volume d'environ 1 kilomètre cube de glace (d’où son nom), monitoré par des détecteurs de lumière enterrés profondément dans les couches de glace. Abbasi et son équipe, ont scruté 117 GRBs et ont enregistré des données pendant environ une année d'opération. Ils n'ont pas pu rapporter de détections coïncidentes avec des GRBs observés ou dans les 24 heures suivant un GRB.
Ce résultat (cette absence de résultat) peut paraître étonnant puisque selon les modèles physiques utilisés, cet instrument aurait dû détecter des neutrinos associés à ces GRBs. Les physiciens n’ont plus qu’à imaginer d’autres modèles…

On peut se demander si la découverte aurait vraiment dû avoir lieu ou bien n’était-ce qu’une possibilité excitante. On peut faire le parallèle avec la détection des rayons cosmiques de haute et très haute énergie. Les rayons cosmiques (protons, noyaux légers) de haute énergie sont considérés dans les modèles physiques être accélérés par les ondes de chocs associées aux explosions de supernovae. Cependant les rayons cosmiques les plus énergétiques (1020 eV), appelés rayons cosmique d’ultra haute énergie (UHECRs) ne peuvent pas être expliqués par cet effet. On a pensé qu’ils pouvaient être liés aux GRBs justement.
Une possibilité est que les rayons cosmiques ayant une énergie supérieure à 1018 eV aient une origine extragalactique, avec les GRBs comme accélérateurs puissants (Vietri, M. Astrophys. J. 453, 883889 (1995), Waxman, E. Phys. Rev. Lett. 75, 386389 (1995)). Malheureusement, comme ces particules chargées sont sensibles aux champs magnétiques, on ne peut pas (ou très difficilement) retrouver leur point d’origine à partir de leur direction finale, et donc les associer à un GRB donné… mais un lien indirect pourrait être utilisé : les neutrinos…

Waxman et Bahcall (J. Phys. Rev. Lett. 78, 22922295 (1997)) ont montré que des rayonnements cosmiques s’échappant de sites d'accélération de GRB (trous noirs en rotation rapide) pouvaient produire des neutrinos de haute énergie par des interactions avec le fond intense de photons gamma dans lequel ils sont immergés.
Les énergies typiques des neutrinos créés pendant la formation d’un trou noir sont de l'ordre de 10 MeV, tandis que celles résultant des interactions proton dans les GRBs sont dans le domaine du TeV ou du PeV, ce qui est, en principe, beaucoup plus facile à détecter.
Les interactions proton-gamma induisent la production de mésons pi neutres et chargés. Alors que les pions neutres se désintègrent en photons, les pions chargés, eux, se désintègrent en muons et neutrinos, les muons se désintégrant à leur tour en électrons et de nouveaux neutrinos.
La luminosité prévue des neutrinos d'un GRB dépend du partage de l'énergie du burst, en considérant communément que les protons et les photons se la partagent équitablement à 50%, et qu’une fraction incertaine de l’ordre de 10 à 30% est associée au transfert d'énergie dans le canal de production de neutrinos via les pions chargés.
 
La possibilité de production des UHECRs par les GRBs offre une solution élégante au problème non résolu de l’origine de ces rayons cosmiques non explicable par le modèle des ondes de chocs de supernovae, mais cette solution implique que des quantités gigantesques de neutrinos sont produites, et c'était une raison des grandes attendues de la recherche d'IceCube.
Les flux prévus de neutrinos pour chaque GRB recherché par IceCube ont été calculés par Guetta et al (Guetta, D. et al. Astropart. Phys. 20, 429455 (2004)). Utilisant les hypothèses mentionnées plus haut, on peut rapidement obtenir une évaluation grossière du nombre de neutrinos arrivant sur Terre par unité de surface. Les flux intégrés typiques de rayons γ des GRBs sont de l'ordre de 10−5 ergs par cm−2, de sorte que le flux de neutrinos ayant des énergies typiques de 1015 eV correspond à environ 10 neutrinos par kilomètre carré.

IceCube est un télescope à neutrinos à l’échelle du TeV, qui voit principalement des neutrinos par la lumière Cerenkov produite par les muons secondaires qui résultent des interactions entre les neutrinos et les nucléons (des protons ou des neutrons) dans la glace. Le long libre parcours moyen des muons dans la glace (plusieurs kilomètres) oblige alors de scruter un large volume.
Cependant, la probabilité de conversion d'un neutrino en un muon dans le volume du détecteur est beaucoup plus faible que 100%, et les scientifiques doivent traiter des statistiques de très petite taille, en plus des effets systématiques et du bruit de fond. La coïncidence temporelle des comptages de neutrinos avec les photons gamma des GRBs est par exemple très utilisée pour la réduction du bruit de fond.
L’étude décrite dans l’article d’Abbasi et al se focalise à la fois sur des recherches modèle-dépendantes, dans lesquelles des modèles de GRB spécifiques ont été appliqués pour identifier l'émission prompte de neutrinos, et aussi sur des recherches modèle-indépendantes, dans lesquelles des fenêtres plus larges de temps ont été employées (jusqu'à un jour) sans supposer de spécificités a priori pour les GRB. Mais ni l'une ni l'autre approche n’a permis de trouver un signal de neutrino.
 
Dans une autre étude (Abbasi, R. et al. Astrophys. J. 732, 18 (2011)), la collaboration IceCube a analysé un échantillon de 36 900 objets astrophysiques répartis sur tout le ciel, et là encore, aucun signal statistiquement significatif de neutrino n'a émergé.
La production de neutrinos de l’ordre du TeV par les GRBs est reliée à l'idée que les UHECRs sont également produits dans ces GRBs. L'histoire de l’absence des neutrinos TeV provenant des GRBs est un excellent exemple du domaine émergeant de l'astrophysique multi-particules. Les rayons cosmiques, des rayons γ et des neutrinos sont étroitement reliés dans cette histoire. L'absence de preuves ne peut pas être une preuve de l'absence (des neutrinos de l’ordre du TeV issus des GRBs), mais le fait est que nous sommes maintenant forcés de reconsidérer les hypothèses au sujet de la physique de ces sources.

Des données récentes (Cenko, S. B. et al. Astrophys. J. 732, 29 (2011)) sur une nouvelle classe de bursts très énergétiques (une énergie 10 plus grande que la limite canonique des 1051 ergs) illustrées par la source GRB 090926A, détectée par l'observatoire spatial Fermi - suggèrent que les modèles de GRB basés sur la formation de trous noirs en rotation rapide devraient être fortement améliorés.
Peut-être que notre compréhension de cette nouvelle classe de bursts sera facilitée par de futures détections de neutrinos. Les théoriciens peuvent ajuster les modèles existants ou en inventer des nouveaux, mais si le détecteur en pleine maturité IceCube produit toujours seulement des limites supérieures pour les associations de GRB-neutrinos sans réelle détection, il sera vraiment temps de reconsidérer l'origine hypothétique des UHECRs dans les GRBs.
 
La découverte de neutrinos de l’ordre du TeV provenant des GRBs aurait été spectaculaire, mais la réalité semble bien contraindre ce manège à multi-particules…