Sciences dessus dessous

Archive de la catégorie ‘Espace’

Mardi 14 octobre 2014 | Mise en ligne à 14h41 | Commenter Un commentaire

La saison des grosses météorites

Y a-t-il une saison des «grosses météorites», un moment de l’année où les objets dont l’énergie totale dépasse 1 kilotonne de TNT sont plus susceptibles de frapper la Terre ? En général, les physiciens considèrent que ces événements parfois dramatiques, comme ce météore qui a explosé au-dessus de la Russie l’an dernier, surviennent aléatoirement, c’est-à-dire que la probabilité que cela se produise est égale pendant toute l’année et en tout point de la Terre. Mais deux astronomes espagnols, les frères Carlos et Raul de la Fuente Marcos, de l’Université Complutense de Madrid, croient avoir déceler un «pattern» dans les collisions.

L’étude a été publiée dans le dernier numéro des Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et est disponible ici. Il s’appuie sur des données colligées par un réseau de surveillance des essais nucléaires, dont les instruments détectent aussi, incidemment, l’entrée de gros objets dans l’atmosphère. En tout, ce réseau a capté le signal de 33 météorites de plus de 1 kilotonne entre 2000 et 2012.

Graphique : MNRAS, 2014.

Graphique : MNRAS, 2014.

A priori, quand on regarde le graphique ci-contre tiré de l’article des frères de la Fuente Marcos, ces événements ne semblent pas avoir grand-chose de saisonnier. La carte ne montre rien de spécial, et le calendrier (au bas) a à vue de nez le même air de hasard que le reste. Mais les auteurs ont séparé les impacts survenus dans les hémisphères nord (points verts) et sud (points bleus) et croient avoir trouvé une «saison des grosses météorites», soit entre septembre et décembre. Cet effet, notons-le, ne s’observe que dans l’hémisphère sud, mais est statistiquement significatif (valeur p sous 0,05) et il ne peut être attribué aux «météores sporadiques», soit les météores qui ne proviennent pas des sources récurrentes d’étoiles filantes, comme les Perséides. Ces météores sporadiques, écrivent nos astronomes, ont tendance à se concentrer autour de juin dans l’hémisphère sud. «Par conséquent, il semble y avoir un véritable surcroît d’objets de taille suffisante pour heurter le sol entre septembre et décembre», concluent les auteurs.

La «population» d’astéroïdes en cause serait indépendante de celles que l’on connaît déjà. Il pourrait s’agir d’un gros astéroïdes qui se serait brisé récemment (en termes astronomiques, s’entend) et dont les morceaux traîneraient dans une région proche de l’orbite terrestre depuis quelques dizaines ou centaines de milliers d’années. Ou alors ce serait l’effet conjugué de l’attraction du Soleil et de celle des planètes, Jupiter en particulier, qui aurait tendance à envoyer des astéroïdes dans les mêmes parties de l’orbite de la Terre, supputent MM. de la Fuente Marcos.

Remarquez, ce ne serait pas la première fois que notre planète passe à travers de vieux débris spatiaux. En 2000, par exemple, nous avons eu droit à un gros surplus d’étoiles filantes à la fin de décembre, même si c’est un moment de l’année habituellement peu propice à ce genre de spectacle. Mais cette année-là, la Terre avait traversé les débris que la comète Tuttle avait laissé là… à la fin du Moyen Âge, en l’an 1405. Alors, comme on dit, ça se peut.

Mais la question est ailleurs : est-ce vraiment cela qui se passe ? Et il est difficile de le dire avec un si petit échantillon. Si l’on pouvait analyser chimiquement et dans le détails ces météorites, on pourrait peut-être établir qu’elles ont une sources commune, mais comme le note ce compte-rendu du New Scientist, on ne retrouve pas toujours de morceau de ces impacteurs.

Fait intéressant, comme le souligne un astronome cité par la revue britannique, contrairement à ce que l’on est spontanément porté à croire, la connaissance d’un impact imminent n’aide pas toujours à la prise de décision. On estime que toute évacuation, à cause du stress imposé aux populations déplacées, fait environ 1 mort par 100 000 personnes. Si l’on avait évacué Chelyabinsk, la ville russe au-dessus de laquelle le météorite de l’an dernier a explosé, environ 10 personnes en seraient décédées — alors que l’explosion du bolide, s’il a soufflé bien des fenêtres et fait 50 blessés, n’a tué personne…

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Mercredi 24 septembre 2014 | Mise en ligne à 16h24 | Commenter Commentaires (12)

Quand l’eau sur Mars devient banale…

C’est quand même extraordinaire, quand on y pense. Il y a quelques années, on peinait à savoir s’il y a de l’eau sur Mars. Et voilà qu’on en détecte dans l’atmosphère d’exoplanètes.

Une équipe internationale menée par Jonathan Faine, de l’Université du Maryland, a annoncé en début d’après-midi, dans la revue Nature (comptes-rendus ici et ici) qu’elle avait trouvé de la vapeur d’eau dans l’atmosphère d’une planète gravitant autour de l’étoile HAT-P-11 — à environ 124 années-lumière, dans la constellation du Cygne. La planète a un rayon environ 4 fois plus grand que celui de la Terre, soit une taille comparable à celle de Neptune, et une masse 26 fois supérieure.

Ce n’est pas la première fois que l’on trouve de l’eau dans l’atmosphère d’une exoplanète, nuance l’astrophysicien de l’Université Laval Laurent Drissen. «Mais c’est la première fois pour une planète aussi petite», dit-il.

L’équipe de M. Faine s’y est pris d’une manière assez classique, soit la «méthode des transits», qui consiste essentiellement à observer l’étoile avant et pendant que la planète ne passe devant, puis à comparer la différence entre les deux signaux, explique M. Drissen. Pas moins de trois télescopes spatiaux (Hubble, Spitzer et Kepler) ont été mis à contribution, ce qui a permis de «croquer» deux transits.

Jusqu’ici, on n’était parvenu à sonder que l’atmosphère de «géantes gazeuses» semblables à Jupiter. Les planètes plus petites ont pour leur part jalousement gardé leurs secrets pour elles, vraisemblablement parce qu’elles sont couvertes d’épaisses couches de nuage en haute atmosphère. En effet, le signal à partir duquel M. Faine et cie ont déduit la présence d’eau est ce que les physiciens appellent des «bandes d’absorption».

La lumière, comme on l’a déjà vu ici, est une onde électromagnétique, c’est-à-dire de l’énergie électrique et magnétique qui se propage dans l’espace à la manière d’une vague à la surface de l’eau. Celle que produisent les étoiles est toujours un mélange d’un très grand nombre de «longueurs d’onde» (la distance entre deux crêtes de vague). Or quand cette lumière passe à travers un milieu, comme le verre ou l’air, il y en a toujours une partie qui est absorbée par la matière, à des longueurs d’onde bien précises qui varient en fonction de ce que l’on trouve dans ledit milieu. Ce que Faine et al. ont vu, ce sont des bandes d’absorption qui correspondent à de la vapeur d’eau.

Or s’il y a des nuages dans la haute atmosphère d’une planète, la lumière ne peut tout simplement pas passer à travers l’atmosphère, et il devient impossible de savoir ce qu’il y a dedans.

Pour les géantes gazeuses, explique la doctorante en astrophysique de l’Université de Montréal Marie-Ève Naud, c’est beaucoup plus facile «parce que leur atmosphère est principalement composé d’hydrogène, ce qui fait une atmosphère très étendue. Mais les planètes plus petites ont des atmosphères composées de molécules plus lourdes et qui se restent plus proches de la planète». La couche qui nous intéresse s’en trouve alors plus mince et, partant, plus difficile à étudier.

À l’heure actuelle, dit d’ailleurs Mme Naud, «ce n’est pas du tout dans nos capacités de faire ça pour une planète comme la Terre».

Ultimement, bien sûr, si le but est de trouver une autre planète comparable à la nôtre, il faudra bien y venir, et la percée de cet après-midi est un pas dans cette direction.

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Mercredi 20 août 2014 | Mise en ligne à 9h38 | Commenter Commentaires (10)

M82 X-1, le trou noir d’extrême centre

En général, les choses qui «sont dans la moyenne», comme on dit, sont les plus banales. Mais il en va tout autrement des trous noirs. On en connaît des extrêmement petits (à l’échelle cosmique, s’entend : entre 3 et 50 fois la masse du Soleil), et on en connaît d’extrêmement gros (à toutes les échelles, cette fois-ci : des centaines de milliers, voire des milliards de fois le Soleil), mais on peine à en trouver des «moyens», qui tombent entre les deux catégories. Pour vous donner une idée, quand on prouve qu’un trou noir — et encore, même pas hors de tout doute — est vraiment moyen, cela vaut une publication dans Nature...

Les trous noirs sont généralement détectés par l’effet de leur gravité. Les plus petits sont, croit-on, fort nombreux puisque toute étoile dont la masse est supérieure à quelques fois celle du Soleil est susceptible de «passer du côté obscur», à la fin de sa vie — il y aurait entre 10 millions et 1 milliard de ces petits trous noirs dans la Voie lactée seulement. Les «supermassifs» se trouvent quant à eux au cœur des galaxies ; on ignore s’ils naissent en même temps que les galaxies, à partir des mêmes nuages de gaz et de poussière (absolument titanesques) qui finissent par faire des étoiles, ou s’il s’agit de trous noirs au départ plus petits et qui ont ensuite «avalé» des quantités effroyables de matière au cours de leurs millions ou milliards d’années d’existence, mais ils sont monstrueux.

Mais on connaît très, très peu d’exemples de trous noirs de taille intermédiaire, un mystère qui taraude l’astronomie.

L’étude qui vient de paraître dans Nature, dirigée par Deeraj Pasham, de l’Université du Maryland, vient confirmer (en grande partie du moins, voir ce compte-rendu de Science) l’existence d’un de ces trous noirs moyens. Et la manière dont son équipe s’y est pris est particulièrement intéressante.

Autour des trous noirs se forment parfois des disques de matière, qui tournoie un certain temps avant de se faire «avaler». Or, à cause de la gravité extrêmement intense qui règne là, des vitesses folles atteintes et du frottement très intense, cette matière devient si chaude à cause de la friction qu’elle finit par émettre des rayons X — qui eux, contrairement au trou noir lui-même, sont facilement détectables, car ils sont des millions de fois plus intenses que les rayons X émis par les étoiles. Curieusement, il semble que le rayonnement de ces disques de matière soit émis par «battements» qui obéissent à un rythme, un peu comme la batterie d’un groupe de musique. Ce rythme serait double et toujours un ratio tournant autour de 3:2. (Apparemment, le bon vieux 4:4 est trop simple pour les trous noirs…)

On comprend encore mal pourquoi, vraisemblablement un phénomène de résonance, mais le rythme semble directement lié à la masse du trou noir : plus il est lent, plus on a affaire à un gros objet, et inversement, un rythme rapide indique un objet plus «léger».

L’équipe de M. Pasham a donc examiné les données d’un satellite spécialisé dans la détection de rayons X, le Rossi X-Ray Timing Explorer, particulièrement celles qui concernaient un des rares trous noirs que l’on soupçonnait d’être moyens, le dénommé M82 X-1. Ils ont rapidement décelé dans ces données le ratio 3:2, et ont mesuré le rythme : 5,07 et 3,32 battements par seconde, ce qui correspond à un trou noir ayant environ 400 fois la masse du Soleil — une taille «extrêmement moyenne» pour ce type d’objet.

C’est une percée intéressante à cause de la rareté des trous noirs intermédiaires, mais aussi — et peut-être surtout — parce que cela nous donne un outil supplémentaire pour mesurer la taille des trous noirs. Certains d’entre eux, à tout le moins.

Reste à éclaircir cette question : à votre avis, si M82 X-1 joue en 3:2 et au rythme effréné de 5,07 b/sec X 60 sec/minute = 304,2 bpm (battements par minute), est-ce qu’il joue du speed ou du death metal ?

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