Sélection scientifique de la semaine (numéro 219)

– Ces automobilistes morts d’avoir trop fait confiance à leur GPS… (en anglais) – Une intelligence artificielle peut-elle créer une œuvre artistique ? (en anglais) – Etes-vous prêt(e) à vous laisser ouvrir le ventre par un robot chirurgien ? (en … Continuer la lecture
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Comment observer le passage de Mercure devant le Soleil

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projection soleil
Lundi 9 mai, Mercure passe devant le Soleil. Ce phénomène assez rare se reproduira en 2019 puis en 2032. Il sera observable durant toute l’après-midi à partir de 13h05, heure à laquelle Mercure entre sur le disque solaire, jusqu’au coucher de notre étoile.

ATTENTION! NE REGARDEZ JAMAIS LE SOLEIL DIRECTEMENT AVEC DES JUMELLES, VOUS VOUS BRULERIEZ LES YEUX! 

La seule méthode à utiliser si vous ne possédez pas de filtre spécial solaire (en vente dans les magasins d’astronomie), c’est de projeter l’image du soleil sur une feuille blanche.



Pour ce faire, placez vos jumelles en direction du soleil (MAIS NE REGARDEZ PAS DEDANS) et repérez le rond de lumière qui se forme sur le sol (vous pouvez vous aider en mettant votre main en sortie des jumelles pour suivre le rond de lumière intense). Boucher l’un des deux objectifs de manière à ne projeter qu’une seule image.


Placez une feuille blanche à une distance suffisante pour que le disque solaire forme un rond de 10 à 20 cm (la largeur d’une feuille A4 au maximum) sur la feuille. Il suffit de reculer les jumelles pour faire grossir le disque solaire sur la feuille…

Mercure formera un petit rond noir, vraiment petit… Pour vous rendre compte de ce à quoi il faut s’attendre, regardez cette simulation effectuée avec Stellarium, avec une accélération du temps : 
Bon ciel, et bonne observation ! 
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Exoplanètes : Kepler teste une nouvelle méthode de détection

Une équipe d’astronomes a été tout particulièrement soulagée d’apprendre le retour en fonctionnement normal du télescope chasseur d’exoplanètes Kepler suite à  sa mise en mode d’urgence impromptue apparue au début du mois d’avril : l’équipe qui l’utilise pour trouver des exoplanètes avec une nouvelle technique, les microlentilles gravitationnelles.
L’arrêt brutal du fonctionnement de Kepler avait eu lieu seulement quelques heures avant le début de la campagne d’observation des microlentilles gravitationnelles prévue pour durer 80 jours. Tout étant désormais rentré dans l’ordre, cette campagne a enfin pu commencer.
Le télescope Kepler (NASA)
L’effet de lentille gravitationnelle est un effet prédit par la théorie de la relativité générale, qui indique que les rayons lumineux se déplacent en suivant les géodésiques de l’espace-temps, les mailles de ce grand filet élastique qui est déformé par les masses qui s’y trouvent. La lumière ne voyage donc pas en ligne droite mais est déviée par la présence d’objets massifs. Les premiers effets de lentille gravitationnelle ont été observés avec des cas impliquant des très grandes masses comme celles d’amas de galaxies, qui peuvent produire d’importantes déformations de la forme de galaxies situées en arrière-plan de la masse-lentille. Mais si l’effet de lentille gravitationnelle est ainsi appelé, c’est qu’il ne produit pas uniquement une déformation de la trajectoire des photons, mais il induit aussi une focalisation des rayons lumineux, qui peut avoir pour effet une augmentation de l’intensité lumineuse de l’objet lointain situé derrière la masse-lentille.
L’effet de lentille gravitationnelle existe à toutes les échelles. La masse d’une simple étoile est suffisante pour défléchir suffisamment la lumière d’une étoile située plus loin derrière elle pour que la luminosité de cette dernière soit augmentée artificiellement. C’est ce qu’on appelle les microlentilles gravitationnelles.
Et le télescope Kepler est capable de détecter des sursauts de luminosité si faibles qu’il devrait être capable de déceler ce phénomène non seulement quand il est produit par des étoiles, mais aussi par des planètes. C’est le passage d’une étoile (entourée d’une  ou plusieurs planètes) devant une autre étoile située beaucoup plus loin, telle qu’elle est vue depuis la Terre, qui permettra à Kepler d’observer ces phénomènes de microlentille en mesurant l’évolution de la luminosité sur plusieurs semaines.
Le phénomène de microlentille gravitationnelle a été utilisé dès les années 1980 pour rechercher des astres sombres, des naines brunes. La recherche par cette méthode de corps plus petits comme des planètes  a été mise en œuvre à la fin des années 1990 à partir de télescopes terrestres, comme le programme OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) qui exploite les instruments de l’observatoire chilien de Las Campanas. Les astrophysiciens doivent suivre des millions d’étoiles durant plusieurs mois pour trouver un seul effet de microlentille. Et parmi ces événements de microlentille, la très grande majorité (99%) est dûe à une étoile seule, le pourcent restant montrant une courbe de lumière avec un petit pic accompagnant le pic principal, qui signe la présence probable d’une planète.
Exemple d’une courbe de lumière d’une microlentille gravitationnelle
produite par une étoile accompagnée d’une planète, le petit pic
signe la présence de la planète (Caltech)
Le gros avantage des microlentilles gravitationnelles par rapport aux autres méthodes de détection des exoplanètes comme celle du transit habituellement exploitée par Kepler, est qu’elle n’est pas seulement sensible aux planètes ayant une orbite très proche de leur étoile. Les effets de microlentille peuvent être observés sur des planètes très éloignées de leur étoile, voire des planètes esseulées, errant dans le milieu interstellaire, et qui pourraient être très nombreuses selon certains astrophysiciens.
Jusqu’à aujourd’hui, les télescopes terrestres ont permis de trouver environ 60 exoplanètes par cette méthode, mais les astronomes espèrent en trouver d’avantage avec Kepler.

On se souvient que Kepler a subi une avarie de ses roues gyroscopiques en 2013, qui l’empêche désormais de se positionner dans n’importe quelle position. Les ingénieurs de la NASA ont trouvé le moyen de continuer à l’utiliser malgré son handicap, en le stabilisant grâce au vent solaire, mais il doit du coup pointer toujours vers la même direction, qui ne varie qu’en fonction des saisons. D’avril à juillet, le champ de vue de Kepler se situe dans la direction du bulbe de notre galaxie, peuplé de nombreuses étoiles, et donc un terrain de chasse idéal pour débusquer des microlentilles gravitationnelles.
Et Kepler ne va pas travailler seul : les astronomes ont eu l’idée d’utiliser le fait que Kepler se trouve à plus de 100 millions de kilomètres de la Terre (sur une orbite autour du Soleil), pour comparer ses mesures avec des mesures enregistrées par une trentaine de télescopes terrestres répartis sur tous les continents. L’observation des mêmes microlentilles simultanément avec Kepler et sur Terre permettra de mesurer la distance du système planétaire qui en est la cause par la mesure de parallaxe. Et les astronomes ont même prévu de faire mieux, car avec un calcul de parallaxe plus complexe impliquant la comparaison des courbes de lumière obtenues avec les différents télescopes, ils pourront déduire la masse du système lentille (étoile+ planète).

Steve Howell, du Ames Research Center de la NASA, et membre de la mission scientifique Kepler, estime que le télescope devrait permettre d’observer durant cette campagne environ 100 microlentilles, dont la moitié pourraient être dûes à des planètes vagabondes et l’autre moitié à des étoiles, dont seule une petite fraction montrerait la présence de planètes en orbite.
Les chercheurs exploiteront tout ce qu’ils trouveront avec Kepler, en attendant la mise en service vers 2025 du futur télescope spatial WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), qui a d’ores et déjà les microlentilles dans son programme de recherche d’exoplanètes, et qui pourrait révolutionner le domaine dans la prochaine décennie, dans les pas du pionnier Kepler.
Source : 
Kepler enlists relativity to find planets
Daniel Clery
Science  29 Apr 2016: Vol. 352, Issue 6285, pp. 504-505
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Découverte d’un satellite autour de Makémaké : MK2

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mk2
Le télescope Hubble vient de découvrir la présence d’un satellite autour de Makémaké, la deuxième planète naine la plus brillante derrière Pluton, résidant dans la ceinture de Kuiper et découverte en 2005. Cette lune, nommée officiellement S/2015 (136472) et déjà surnommée MK2, se trouve à environ 20 000 km de la planète naine et ferait environ 160 km de diamètre. 
Makémaké et son satellite découvert : MK2 (NASA/ESA, A. Parker et al.)
On sait que la ceinture de Kuiper est un vaste réservoir de petits corps glacés, datant de la formation du système solaire il y a 4,5 milliards d’années, et qu’elle abrite plusieurs planètes naines, outre Pluton et Makémaké, on peut citer Sedna et Eris. Makémaké, elle, a un diamètre de l’ordre de 2/3 de celui de Pluton et navigue à environ 45 unités astronomiques (distance Terre-Soleil) du Soleil pour en faire le tour en 305 ans.
 Les observations datent du mois d’avril 2015 à l’aide du Wide Field Camera 3 de Hubble. C’est cette excellente instrumentation qui a permis de distinguer cette petite source de lumière 1300 fois plus faible que la planète naine. 
Les chercheurs ont utilisé exactement la même technique que celle qui leur avait permis de trouver les petits satellites de Pluton en 2005, 2011 et 2012, quelques années seulement avant qu’ils ne soient vus de bien plus près par New Horizons.
Alex Parker, du Southwest Research Institute de Boulder (Colorado) explique : “Nos premières estimations montrent que l’orbite de ce satellite semble être vue par la tranche, ce qui veut dire que le plus souvent quand on regarde Makémaké, on ne voit pas son satellite parce qu’il est noyé dans la lumière de la planète naine”.
La découverte d’un tel satellite est précieuse, car elle devrait permettre, par l’étude précise de son orbite, de déterminer la masse des deux corps, et même jusqu’à la densité de Makémaké, comme ce qui avait été fait avec Pluton après la découverte de Charon en 1978. Cette découverte renforce également l’idée selon laquelle la plupart des planètes naines possèdent bien des satellites.
La découverte de MK2  est d’autant plus importante que Makémaké semble être l’un des rares objets très similaires à Pluton. La mesure de sa densité grâce aux mouvements de ce nouveau satellite permettra aux planétologues de déterminer si leur composition est vraiment similaire.
Pour le moment, les chercheurs ne peuvent que faire des estimations un peu grossières : si l’orbite du satellite est circulaire, il ferait une rotation de Makémaké en environ 12 jours. D’ailleurs, la forme de l’orbite de MK2 autour de Makémaké pourrait fournir une indication sur son origine : si elle est très circulaire, cela indiquerait que MK2 serait le produit d’une collision entre Makémaké et un autre corps de la ceinture de Kuiper. Si en revanche elle est elliptique et très allongée, MK2 aurait pu être capturé par Makémaké. Dans les deux cas, le phénomène aurait pu avoir lieu il y a plusieurs milliards d’années.
Un élément étonnant est que la surface de MK2 paraît très sombre, quasi noire comme du charbon, alors que Makémaké, au contraire, paraît blanche comme neige. Une possibilité qui peut expliquer cela d’après les premières analyses des planétologues américains, est que MK2 n’aurait pas la gravité nécessaire pour retenir une couche de glace, qui se sublimerait et partirait dans l’espace rapidement, ne laissant alors à voir que son noyau rocheux très sombre. Celui-ci ressemble fortement à un noyau de comète, qui peuplent par ailleurs massivement cette zone de la ceinture de Kuiper.
Source : 
Space Telescope Science Institute (26 avril 2016)
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Sélection scientifique de la semaine (numéro 217)

– Le premier trimestre de 2016 a été le plus chaud jamais enregistré dans l’histoire de la météorologie. Chacun des trois premiers mois de l’année a battu un record. (en anglais) – Les ressorts psychologiques qui expliquent pourquoi on agit … Continuer la lecture
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De la poussière venue de l’extérieur du système solaire autour de Saturne

Cela fait maintenant 12 ans que la sonde Cassini enregistre des données en orbite autour de Saturne. Parmi ses nombreux instruments, la sonde possède un analyseur de grains de poussière, qui en a détecté des millions, pour la grande majorité d’entre eux faits de glace, mais parmi tous ces grains, il y en a 36 qui sont très différents des autres…
Vue d’artiste de la détection de poussière interstellaire
par Cassini autour de Saturne (NASA/JPL/Caltech)
Le Cosmic Dust Analyzer (CDA) de Cassini a permis d’analyser la composition chimique de ces 36 grains. Les chercheurs en déduisent que cette trentaine de grains de poussière provient de l’extérieur de notre système solaire, du milieu interstellaire. Ce n’est pas une première car les sondes Ulysses, dans les années 1990 , puis Galileo dix ans plus tard et Stardust en 2014 avaient déjà trouvé quelques grains de poussière du même type.
Ces grains de poussière proviennent du nuage interstellaire local, une bulle de gaz et de poussières que le système solaire et son cortège de planètes est en train de traverser. Les scientifiques responsables de l’instrument CDA de Cassini, autour de Nicolas Altobelli (ESA) espéraient depuis longtemps pouvoir attraper quelques spécimens poussiéreux en cherchant dans la bonne direction et en sélectionnant la bonne vitesse. La traque s’est déroulée depuis le début de la mission et CDA a capturé en moyenne quelques grains interstellaires par an ayant une grande vitesse et montrant une direction très différente de celle des très nombreux autres grains de poussière saturniens. Ces grains de poussière ont une vitesse si importante (72 000 km/h) qu’ils ne peuvent pas être capturés ni par l’attraction gravitationnelle de Saturne, ni par celle du Soleil.
Alors que les sondes précédentes n’avaient que détecté la présence de ces grains très rapides, la nouveauté apportée par Cassini est qu’elle a pu effectuer leur analyse chimique. Ces grains ne sont pas constitués de glace mais d’un mélange de minéraux particuliers, et sont étonnamment similaires entre eux. On y trouve les composants des roches : magnésium, silicium, fer, calcium et oxygène, sous la forme de silicates riches en magnésium avec des inclusions ferreuses. L’équipe de Nicolas Altobelli montre dans son article publié dans Science, en revanche, que des éléments plus réactifs comme le carbone ou le soufre sont moins abondants que la moyenne estimée du nuage local.
Le Cosmic Dust Analyzer
de Cassini (NASA/JPL)
La grande similitude dans la composition de ces 36 grains de poussière est inattendue. En effet, cette matière provenant d’explosions d’étoiles, et le type d’étoiles pouvant être assez divers, les chercheurs s’attendaient à trouver des compositions chimiques variées. Une autre surprise est que ces grains ne semblent pas aussi vieux et primitifs que ceux que l’on peut trouver dans des météorites anciennes.
Nicolas Altobelli et ses collaborateurs pensent que ces grains de poussière interstellaire, provenant d’une région de formation d’étoiles de troisième génération, pourraient être détruits puis recondensés plusieurs fois dans un processus répétitif à chaque passage d’une onde de choc produite par une explosion d’étoile de la génération précédente, avant d’être finalement accélérés une dernière fois pour arriver au niveau du système solaire.
Nicolas Altobelli précise : “La longue durée de la mission Cassini nous a permis de l’utiliser comme un observatoire de micrométéorites, nous donnant un accès privilégié à la poussière de l’extérieur du système solaire qui aurait été inaccessible autrement.”
La mission Cassini se poursuit pour encore une bonne année autour de la belle aux anneaux, et, qui sait, avec peut-être l’analyse de quelques nouveaux petits grains de poussière venus de loin. 
Source : 

Flux and composition of interstellar dust at Saturn from Cassini’s Cosmic Dust Analyzer
N. Altobelli et al.
Science  Vol. 352, Issue 6283 (15 Apr 2016)
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Sélection scientifique de la semaine (numéro 216)

– Un projet visionnaire et/ou un peu fou, nommé Starshot, pour envoyer des micro-sondes vers l’étoile Alpha du Centaure. Sera-ce le début du voyage interstellaire ? (en anglais) – La NASA reprend la main sur son télescope spatial Kepler, grand chasseur d’exoplanètes, … Continuer la lecture
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Akatsuki dévoile ses premières images de Vénus

En décembre dernier, les ingénieurs japonais de la JAXA parvenaient à mettre enfin leur sonde Akatsuki en orbite de Vénus après 5 ans d’errance dans le système solaire. La semaine dernière, ses premiers résultats ont été présentés à la conférence International Venus Conference ayant lieu à Oxford. On y découvre notamment dans l’atmosphère vénusienne des nuages acides striés ainsi qu’une forme mystérieuse mouvante en forme d’arc.
Malgré ses 5 années de voyage non prévues au départ, les instruments scientifiques embarqués sur Akatsuki semblent fonctionner parfaitement. On se souvient qu’un défaut sur une valve avait empêché le moteur principale de la sonde de s’allumer à temps pour ralentir et la mettre en orbite de Vénus en 2010, l’envoyant alors sur une orbite autour du Soleil. A l’occasion du passage de Akatsuki non loin de Vénus en 2015, les ingénieurs japonais ont réussi, grâce à ses moteurs auxiliaires, à dévier la sonde pour qu’elle entre dans le champ gravitationnel de Vénus, sur une nouvelle orbite assez différente de l’orbite prévue initialement (une période de 10,5 jours au lieu de 30h et une distance maximale de 370 000 km au lieu de 80 000 km).
Les nuages striés de Vénus (à gauche) et la structure mystérieuse en forme d’arc (blanchâtre, à droite) (JAXA)
Les résultats présentés consistent notamment en des images acquises par les cinq imageurs de Akatsuki, couvrant le spectre des infra-rouges aux ultraviolets, et on y voit des détails très fins des couches denses de nuages d’acide sulfurique. Les images à haute résolution obtenues en infra-rouge suggèrent notamment que les processus à l’origine de la formation des nuages de Vénus pourraient être plus complexes que ce que l’on pensait. Et ces premières images ont été obtenues à une distance de la sonde de 100 000 km de la planète, alors qu’elle doit s’en approcher bientôt à une distance de seulement 4000 km (la mission initiale devait produire un survol à 300 km…). Les prochaines images devraient ainsi révéler de bien meilleurs résultats.
La forme en arc aperçue avec l’imageur thermique LIR (Long -wave InfraRed) intrigue les chercheurs. Cette structure nuageuse qui s’étend d’un pôle à l’autre en plusieurs jours, semble tourner de façon synchrone avec la surface de Vénus et non pas avec son atmosphère (qui a une rotation beaucoup plus rapide). Le phénomène pourrait être dû à une sorte d’encrage sur des structures au sol, selon Makoto Taguchi, qui dirige l’équipe du LIR. La plupart des planétologues présents lors de cette présentation sont étonnés de voir un tel phénomène, à l’image de la planétologue Suzanne Smrekar du JPL de la NASA qui dit : “C’est assurément quelque chose de bien mystérieux!”.
Akatsuki est désormais la seule sonde en activité autour de Vénus après la fin de mission de Venus Express en 2014 (voir là). Son orbite a été à nouveau légèrement modifiée le 4 avril dernier, de manière à ce qu’elle puisse continuer à tourner autour de Vénus pour plusieurs années, ainsi que pour qu’elle puisse étudier la zone équatoriale de la planète comme prévu initialement.
L’inconvénient majeur est l’orbite de la sonde qui est bien plus allongée que celle imaginée à l’origine, passant 5 fois plus loin dans son point le plus distant. Les images obtenues seront donc toujours moins résolues que ce qu’on pouvait espérer au lancement de la mission, mais les japonais sont optimistes en précisant que cet inconvénient pouvait devenir un avantage en permettant de produire des images de Vénus dans son entier et ainsi de capturer dans son atmosphère des structures à grande échelle évoluant dans le temps.
C’est en décembre prochain que la NASA devrait décider si elle retient l’un des deux projets vénusiens qui ont été short-listés parmi les 5 projets retenus pour être lancés au début des années 2020 par les américains. Le succès de Akatsuki pourrait faire pencher sérieusement la balance, surtout si de nouveaux phénomènes intrigants comme un nouveau type de volcanisme méritent d’être suivis de près…
Source:

Rescued Japanese spacecraft delivers first results from Venus
Elizabeth Gibney
Nature 532, 157–158 (14 April 2016)
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