Le hurlement des étoiles zombies

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pia19334-main.jpg Le centre de notre galaxie n’est pas un long fleuve tranquille, ce serait plutôt un métro aux heures de pointe un jour de grève des transports. Il y a bien sûr le trou noir supermassif qui règne sur les lieux : Sagittarius A* (prononcer “A étoile”). Autour, on trouve toute une population de corps célestes : étoiles jeunes et moins jeunes, pulsars, naines blanches (ces étoiles “mortes” qui brillent encore), et même, dit-on, quelques autres (petits) trous noirs. Cette foule grouillante est un terrain de chasse parfait pour le télescope spatial à rayons X NuSTAR. L’engin de la NASA a fort à faire pour prendre des images haute résolution des innombrables émissions de rayons X du centre galactique, dont il donne désormais une vision nouvelle. “Pratiquement tout peut émettre des rayons X dans le centre galactique”, explique Kerstin Perez, une chercheuse de l’université Columbia de New-York, qui vient d’étudier un mystérieux halo de rayons X à haute énergie détectée par NuSTAR. “Cette zone est remplie de sources d’énergie X à basse énergie, mais leurs émissions sont très faibles quand on les examine dans les énergies observées par NuSTAR, aussi ce nouveau signal sort du lot”. Kerstin Perez, qui co-signe une étude sur le sujet publiée dans la revue Nature, reconnaît que cette source X est encore un mystère, et que davantage de recherches doivent être effectuées… Ce qui n’a pas empêché son équipe d’émettre des théories. Trois de ces théories concernent les étoiles “zombies” : des étoiles dans lesquelles les réactions nucléaires ont stoppé, mais qui ont toujours une forme d’activité. Lorsque ces étoiles font partie d’un système binaire, elles peuvent même “siphonner” de la matière en provenance de leur compagnon stellaire toujours actif, d’où le surnom facétieux qui leur a été donné par les astrophysiciens. Et le processus pourrait donner naissance à ces fameuses éruptions de rayons X à haute énergie, le “hurlement de l’étoile zombie”, en quelque sorte. L’étoile zombie pourrait être un pulsar, ces résidus d’explosion de supernovas. On en a récemment identifié un comme une source ultra-lumineuse de rayonnements. Les pulsars tournent très rapidement sur eux-mêmes, émettant des radiations intenses que nous captons de manière intermittente. Les émissions X à haute énergie détectées par NuStar pourraient donc être le signe qu’il y a une population entière de pulsars cachés au centre de la galaxie… Autre solution possible, les naines blanches. Ce sont des étoiles mortes, comme les pulsars, mais qui n’ont jamais été assez massives pour donner naissance à une supernova. Notre Soleil, par exemple, devrait finir ainsi. Une naine blanche serait suffisamment dense pour produire des rayons X plus intenses que la normale. Enfin, la troisième hypothèse laisse entendre qu’il pourrait s’agir de petits trous noirs, étoile qui s’est ramassée sur elle-même après sa “mort” pour devenir cet objet hyperdense. Les petits trous noirs se nourriraient également de leur étoile-compagnon en émettant les fameux rayons X lorsque la matière s’engouffre dans leur puits de gravité dont plus rien ne réchappe. Reste cependant une quatrième solution, qui elle ne mettrait pas en oeuvre une “étoile-zombie” : il pourrait s’agir d’un halo diffus de particules chargées (les rayons cosmiques), émis autour du trou noir supermassif Sagittarius A*, et qui interagiraient avec les gaz environnants et produirait alors ces rayons X, en sorte de sous-produit du son festin permanent de ce monstre galactique. Aucune de ces quatre théories n’est cependant en phase avec ce qui avait été observé précédemment… ce qui incite les astrophysiciens à effectuer davantage d’observations, et les théoriciens à bâtir de nouveaux modèles. “Ce nouveau résultat nous rappelle que le centre galactique est un endroit bizarre”, commente Chuck Hailey, de l’université Columbia, co-auteur de l’étude, qui pense que les objets stellaires pourraient fort bien réagir différemment dans cette zone surpeuplée de notre galaxies, dans la banlieue du trou noir géant. Crédit photo : Vue des rayons X à haute énergie (en magenta) au centre de la galaxie, prise par le télescope NuSTAR (NASA/JPL-Caltech) Continue reading

A-t-on découvert un remède pour vous sortir une chanson de la tête ?

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Gumball_machines_Dallas_2008.jpgAvoir une chanson ou un morceau de musique dans la tête sans pouvoir l’en sortir, c’est parfois irritant. Cela peut durer des heures, parfois des jours… et il ne s’agit pas toujours d’un air agréable. Il peut s’agir d’une ritournelle cent fois entendue étant enfant et qu’on ne peut plus supporter, ou l’un de ces tubes répétitifs que l’on a entendus à la radio bien malgré soi et que l’on préférerait oublier, ou, pire encore, d’un jingle publicitaire. Lorsque cela nous arrive, on a même l’impression que plus on essaie de l’oublier, plus l’intrus s’incruste, comme un bourdonnement d’insecte que l’on n’arriverait pas à chasser. Heureusement, la science est là, et plus particulièrement une équipe de psychologues de l’université de Reading, au Royaume-Uni. Ces chercheurs, qui publient les résultats de leurs travaux dans The Quarterly Journal of Experimental Psychology, se sont basés sur des études précédentes qui montraient qu’articuler quelque chose ou simplement bouger sa mâchoire pouvait interférer avec la mémoire à court terme ou avec les bruits imaginaires. Ils ont décidé d’aller plus loin en étudiant… les effets de la mastication de chewing-gum. Les psychologues ont donc utilisé une trentaine de cobayes, leur faisant entendre Play Hard de David Guetta et Payphone de Maroon 5, leur demandant de ne plus penser aux morceaux ensuite. Ils devaient appuyer sur un bouton chaque fois qu’ils y pensaient. Le résultat ? Les sujets qui mâchaient du chewing-gum ont appuyé moins que ceux qui n’avaient rien à mastiquer. La différence était suffisamment sensible, réduisant d’un tiers le nombre de fois où ils jouaient le morceau dans leur tête. Ce n’est pas encore un remède miracle, mais cela laisse un peu d’espoir à ceux qui souffrent d’entendre le dernier morceau de variétés à la mode alors qu’ils n’écoutent généralement que de l’opéra, par exemple. Le phénomène de ces chansons répétitives dont on n’arrive pas à se débarrasser “date au moins du 19ème siècle”, selon le Dr Phil Beaman, qui a dirigé l’étude. “Edgar Allan Poe et Mark Twain ont tous deux fait référence à cette expérience dans des travaux connus. La majorité d’entre nous le vivent pendant de courtes périodes seulement, peut-être juste quelques minutes, mais d’autres peuvent y être sujets durant deux ou trois jours, ce qui peut être particulièrement frustrant et démoralisant. Nous avons voulu voir si l’action simple de mâcher un chewing-gum pourrait aider”. La conclusion de l’équipe est que ce genre d’activité masticatoire pourrait aider à chasser les pensées intrusives, et pas seulement les chansons que l’on a dans la tête. Le Dr Beaman espère qu’on pourra tirer de cela une méthode plus sophistiquée qui pourrait éventuellement aider à contrecarrer des symptômes de troubles obsessionnels compulsifs, par exemple. Comme quoi, mâcher un chewing-gum, ce n’est pas si banal. En attendant, la prochaine fois que vous avez un air coriace dans la tête, essayez de mastiquer, même si vous n’avez pas de chewing-gum sous la main. On ne sait jamais, ça pourrait marcher ! Crédit photo : distributeurs de chewing-gum (Andreas Praefcke via Wikimedia Commons) Continue reading

Vie extraterrestre : le coup d’accélérateur de la NASA

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L’agence spatiale américaine annonce une initiative pour coordonner et accélérer la recherche de planètes habitables. Rendez-vous dans dix ans ? astrobio_award.jpg Fédérer les chercheurs de disciplines complémentaires, associer des universités et instituts avec comme objectif de découvrir la vie sur des planètes lointaines en donnant un coup d’accélérateur à la recherche, telle est l’initiative que vient de dévoiler la NASA, faisant ainsi de la quête d’exoplanètes habitables une priorité. Elle était déjà au premier rang pour la recherche de vie dans notre système solaire, avec de nombreuses équipes analysant les résultats des sondes envoyées sur Mars, ou sur les lunes de Jupiter et Saturne, des endroits où la vie peut exister, ou avoir existé dans le passé. La NASA joue également un rôle de premier plan dans la recherche des exoplanètes, notamment avec le télescope spatial Kepler, qui lui avait permis d’annoncer voici un peu plus d’un an la confirmation record de 715 nouvelles planètes orbitant autour d’autres soleils. Aujourd’hui, l’agence américaine veut coordonner la recherche de la vie au-delà de notre système solaire, en mettant en réseau des scientifiques de diverses universités et institutions, dans plusieurs disciplines. L’objectif de cette “coalition de cerveaux” semble clair : ne plus faire de la découverte de vie extraterrestre une question de hasard, mais la systématiser, la généraliser. Grâce à cela, nous pourrions bien avoir dans les années qui viennent quelques “cartes d’identité” correspondant aux signatures de la vie, et qui permettraient alors de reconnaître toutes les exoplanètes habitables lorsqu’on les découvrira. Et démontrer une bonne fois pour toutes que nous ne sommes pas la seule planète hébergeant la vie dans l’univers…

La “dream team” des exoplanètes

Cela obéit à une certaine logique : lorsqu’on évoque l’habitabilité d’une exoplanète, on pense bien souvent à sa position par rapport à son soleil. En fonction de la luminosité de celui-ci, on peut en effet définir une zone autour de l’étoile où l’eau peut exister à l’état liquide, condition nécessaire à l’apparition de la vie telle que nous la connaissons. Cette “zone habitable” a cependant ses limites : l’étude de notre propre système solaire montre que l’eau peut aussi être liquide bien plus loin, comme sur les lunes de géantes gazeuses (type Jupiter ou Saturne), malgré leur éloignement du Soleil, et que des planètes en “zone habitable”, à l’image de Vénus, peuvent être de véritables enfers. Pour mieux définir ce qui rend une planète habitable, et la détecter, il s’agit donc d’adopter une approche interdisciplinaire, en ne réservant pas le domaine aux seuls astrophysiciens, mais en leur adjoignant des spécialistes d’autres domaines :  chercheurs en sciences planétaires, climatologues…  Cette recherche systématique de la vie va être coordonnée par un institut, baptisé NExSS (pour Nexus for Exoplanet Systems Science), un réseau interdisciplinaire qui veut “connecter des équipes de recherche et fournir une approche synthétique de la recherche de planètes ayant le plus grand potentiel pour des signes de vie”, explique Jim Green, directeur des sciences planétaires à la NASA. “Avec nos technologies actuelles, nous avons principalement mesuré les propriétés physiques et astronomiques des exoplanètes”, explique Natalie Bathala, chercheuse de la mission Kepler et désormais co-directrice de NExSS à la NASA, qui décrit “une nouvelle ère de mesure des propriétés chimiques de ces mondes, qui déterminera de quoi ils sont faits, et détectera des composants chimiques spécifiques dans leurs atmosphères”. Mieux détecter la vie, cela signifie “comprendre comment la biologie interagit avec l’atmosphère, la géologie, les océans et l’intérieur d’une planète, et comment ces interactions sont affectées par l’étoile hôte”, précise la NASA. Une approche systémique, donc, qui “permettra aux scientifiques de mieux comprendre comment chercher la vie sur les exoplanètes”. Pour cela, le nouvel institut va faire appel principalement à quatre grandes domaines de recherche dans ce que la NASA qualifie de “coopération sans précédent” : - les sciences de la terre, dont les spécialistes ont déjà une bonne connaissance de notre planète - la planétologie, une discipline relativement nouvelle, qui étudie les mondes de notre système solaire - l’héliophysique, ou étude de notre Soleil, mais aussi de ses interactions avec les planètes - l’astrophysique, bien sûr, qui recueille et analyse toutes les données provenant des exoplanètes.

Premières traces de vie en 2025 ?

Pour l’instant, dix universités et deux instituts sont associés à l’aventure, et NExSS va bénéficier des domaines de recherche diversifiés de ses participants. Par exemple l’équipe de Hiroshi Imanaka, spécialiste de la chimie des atmosphères planétaires à l’institut SETI, et dont le domaine de prédilection est Titan, un satellite de Saturne : “Il est possible que Titan ait de la vie”, explique-t-il. ”Ce qui est certain, c’est que Titan peut nous apprendre beaucoup sur les mondes précurseurs de la vie, dans le sens où il est le monde qui produit le plus grand nombre de composés organiques connus à part la Terre.” L’expertise sur Titan pourra désormais se transposer à des mondes beaucoup plus lointains. Autre exemple, les chercheurs de l’université de Hampton étudient comment l’hydrogène et d’autres composés atmosphériques se sont dissipés dans l’espace et ont ainsi changé les conditions à la surface des planètes du système solaire. En comprenant comment Mars ou Vénus ont pu éventuellement être habitables dans le passé, ces chercheurs pourront établir des bases pour comprendre l’habitabilité d’exoplanètes aujourd’hui. L’ensemble de ces équipes forme donc une “dream team” (même si cela mériterait une envergure plus internationale) pour la recherche de la vie dans d’autres systèmes solaires, chacune apportant sa pierre à un édifice désormais coordonné. NExSS devra “aider à cataloguer la diversité des mondes que l’on découvre, comprendre leur habitabilité potentielle et développer les outils et la technologie requis pour la recherche de la vie au-delà de la Terre”. Reste cependant un bémol : quels seront les moyens de la structure, la NASA n’ayant pas pour l’instant parlé budget pour NExSS… Voici deux semaines, un journaliste demandait à Ellen Stofan, responsable scientifique de la NASA, si elle avait une opinion sur la date à laquelle nous découvririons la vie sur d’autres planètes. Sa réponse ? On aurait “des indications fortes” dans les dix ans, et “une preuve” d’ici 20 à 30 ans. Avec NExSS, la NASA pourrait bien aider la recherche à lui donner raison…  Crédit photo : Vue d’artiste symbolisant la recherche de planètes habitables (NASA) Continue reading

Univers : le grand vide qui amenait du froid

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cmb_v_jav.jpg En levant la tête dans l’hémisphère sud, dans la direction de la constellation que l’on a baptisée Eridan, il y a un coin d’univers qui rend les astrophysiciens perplexes depuis plus de dix ans. On l’a baptisé le “Point Froid“.  Pour comprendre cette dénomination, il faut remonter à l’origine de l’univers, le fameux “Big Bang” : pendant un temps, ce jeune univers était une soupe de particules électriquement chargées qui retenaient la lumière prisonnière. Lorsque les premiers atomes se sont formés, la lumière a pu enfin se libérer. De l’âge “sombre” de l’univers, voici plus de 13 milliards et demi d’années, il nous reste cependant un rayonnement électromagnétique, que l’on a pu détecter : le fonds diffus cosmologique (CMB en anglais), dans la longueur d’onde des micro-ondes. Différents satellites ont permis de cartographier ce fonds diffus cosmologique. Il comprend des secteurs plus ou moins “chauds” ou “froids”, mais est globalement assez homogène. Sur cette carte, le Point Froid représente une exception par sa taille, plus large que ce qui est prévue par la théorie. Ce casse-tête scientifique a déjà eu quelques interprétations. Certains ont avancé qu’il pourrait s’agir d’une faille dans nos méthodes d’analyse des données, même si la carte utilisée aujourd’hui a été établie par les détections croisées de deux instruments différents. D’autres ont évoqué un monstrueux trou noir de la masse d’un univers qui se trouverait dans cette direction. D’autres encore y voient une preuve de l’existence d’autres univers, le “Point Froid” étant le résultat d’une interaction avec l’un de ceux-ci. C’est une autre hypothèse qui est avancée aujourd’hui par une équipe internationale emmenée par le docteur István Szapudi, de l’institut d’astronomie de l’université de Hawaï (USA), et publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Selon ces chercheurs, si le Point Froid provient de l’univers immédiatement après le Big Bang, il pourrait être la preuve de l’existence de phénomènes physiques qui ne sont pas prévus dans la théorie cosmologique standard. Il pourrait, en revanche, être causé par la présence d’une autre structure se trouvant entre nous et le rayonnement diffus… Cet objet serait alors “la plus grande structure individuelle jamais identifiée par l’humanité”, selon le Dr. Szapudi. En fait d’objet, ce serait plutôt un grand vide situé à trois milliards d’années-lumière de nous, et large de 1,8 milliards d’années-lumière. Dans ce “supervide”, la densité de galaxies (et donc de matière) est beaucoup plus basse que dans le reste de l’univers connu, et c’est le passage dans cette zone immense, qui prendrait des centaines de millions d’années à la lumière, qui aurait fait “refroidir” le rayonnement CMB. “Imaginez que ce vide est comme une colline”, expliquent les chercheurs. “Lorsque la lumière entre dans ce vide, elle doit grimper sur la colline. Si l’univers n’était pas dans une expansion accélérée, le vide n’évoluerait pas de manière significative, et la lumière redescendrait la colline en regagnant l’énergie qu’elle avait perdue avant de sortir du vide. Mais avec l’expansion accélérée, la colline est étirée sensiblement pendant que la lumière se déplace sur elle. Le temps que la lumière descende de la colline, celle-ci est devenue plus plate que lorsque la lumière y est entrée, aussi la lumière ne peut pas récupérer toute la vitesse qu’elle avait perdue lorsqu’elle est entrée dans le vide. Cette lumière sort donc du vide avec moins d’énergie, ce qui correspond à une température plus froide.” Si ce “supervide” n’explique pas totalement le Point Froid, les scientifiques estiment que leur présence au même endroit du ciel ne peut pas être une coïncidence. L’équipe prévoit donc d’approfondir son étude, et de l’élargir à un autre vide important, situé lui dans la constellation du Dragon. Crédit image : La carte du fond diffus cosmologique réalisée à partir des données du satellite Planck sur laquelle on peut y voir le “Point Froid” en bas à droite (infographie de Gergö Kránicz, sur une image ESA Planck Collaboration) Continue reading

La “particule de dieu” joue du heavy metal

D’aucuns pourraient imaginer que le monde de la physique des particules serait en harmonie avec de la musique dite ”classique”. Mais le monde évolue, et la science a aussi pris un coup de jeune. L’an dernier, des chercheurs du CERN de Genève avaient utilisé des données d’expérimentations réalisés grâce au Large Hadron Collider, l’accélérateur de particules le plus puissant au monde, et en avaient tiré une composition symphonique qu’ils ont diffusée lors du 60ème anniversaire du CERN. On restait dans le traditionnel, et les particules vibraient sur des accords de harpe, de piano et de flûte traversière. Genre Mozart, costumes-cravate et robes de soirée façon physique nucléaire, en quelque sorte. Heureusement, tous les goûts musicaux sont représentés chez les chercheurs, et la nature peut s’exprimer sur d’autres gammes. L’un des participants à l’expérience “musique de chambre”, Piotr Traczyk, physicien et guitariste, a utilisé des données recueillies lors de la détection du boson de Higgs, qu’il a “décodées” en notes de musique, le but étant d’avoir “une intervention minimale de la part du compositeur.” Le boson de Higgs, surnommé de manière un peu hâtive la “particule de dieu”, était prédit par la physique théorique depuis une cinquantaine d’années lorsque son existence a pu enfin être mise en évidence expérimentalement au CERN. Cette particule élémentaire, même sans avoir aucune connexion divine, a une importance capitale : elle explique pourquoi certaines particules ont une masse et d’autres n’en ont pas. Le résultat, c’est cette vidéo d’un morceau joué a deux guitares, chacune interprétant les données d’une série de résultats. La partie rythmique basse/batterie a été ajoutée, “parce que c’est du heavy metal, après tout”. Le tout a été enregistré dans l’auditorium principal du CERN, à Genève, là où la découverte concernant le boson de Higgs avait été annoncée. La suite ? Piotr Traczyk attend de nouvelles découvertes au LHC pour de nouveaux morceaux. L’album, c’est pour quand ? Continue reading

Notre horloge interne voit les couleurs du temps

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IMG_4543c.jpg Même sans avoir de montre, d’horloge ou de téléphone portable, notre corps sait quel est le moment du jour (ou de la nuit). Nous avons une “horloge interne“, qui permet de régler le rythme du sommeil, ainsi que d’autres effets physiologiques cycliques. Les animaux (humains inclus) utilisent les variations de la lumière pour ajuster leurs horloges internes, et aligner leurs comportements et leur physiologie avec le cycle solaire. On avait depuis longtemps constaté que les variations de luminosité influençaient cette fameuse “horloge”, informant notre corps qu’il était temps d’aller au lit.  Mais la découverte que viennent de réaliser des chercheurs de l’université de Manchester (Angleterre) apporte de nouveaux éléments à la relation intime que nous avons avec la lumière. En effet, comme ils l’expliquent dans un article paru dans la revue PLOS Biology, ces rythmes circadiens ne seraient pas seulement influencés par la quantité de lumière que nous percevons, mais aussi par sa qualité : sa couleur. Les teintes subtiles d’un crépuscule ne titilleraient donc pas seulement notre sens de l’esthétique : elles fourniraient à notre organisme une méthode plus fiable pour suivre la progression de la fin du jour que simplement en mesurant l’intensité lumineuse, en tout cas pour les mammifères qui disposent d’une vision en couleurs. En expérimentant sur des souris, l’équipe a pu constater que l’activité électrique de leurs cerveaux était plus sensible aux changements de couleur entre le bleu et le jaune qu’au changement de luminosité. Des couleurs qui varient pendant le crépuscule ou l’aube. En recréant artificiellement ces variations de couleurs, les scientifiques ont pu influencer le comportement des souris. “Ce qui est excitant à propos de notre étude c’est que ces résultats peuvent s’appliquer aux humains,” explique le Dr Timothy Brown, auteur principal de la recherche. “Donc en théorie, la couleur pourrait être utilisée pour manipuler notre horloge biologique, ce qui pourrait être utile pour les ouvriers qui travaillent en rotation, ou pour les voyageurs souffrant de décalage horaire”. Continue reading

La matière noire se montre parce qu’elle est en retard

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eso1514b.jpg La matière noire, on en parle beaucoup et on ne la voit jamais. Pourtant, on sait qu’elle existe : sans elle, les étoiles s’échapperaient des galaxies, éjectées de ces grands disques en formation. Si elles restent ensemble, c’est que quelque chose les maintient. Et ce quelque chose, c’est la matière noire. Certes, on n’a pas encore pu l’observer directement, mais les physiciens ne l’ont pas inventée juste pour se faire plaisir : elle est le résultat d’observations indirectes. Par exemple, lors du fameux effet de “lentille gravitationnelle“, où la gravité va courber la lumière autour d’un objet massif et permettre d’observer un autre objet situé plus loin, un peu comme si on le regardait avec une loupe. Cela a permis aux scientifiques de s’apercevoir que les effets gravitationnels de certains objets ne correspondaient pas à la masse de matière “normale” qu’ils pouvaient voir. Il y avait donc de la matière cachée : la matière noire. Cette fameuse matière est aujourd’hui l’objet de nombreuses recherches, et recèle encore bien des mystères, mais elle composerait tout de même près de 85% de toute la matière de l’univers. Pas mal pour la “matière invisible”, non ? Jusqu’à aujourd’hui, la position la plus communément admise était que la matière noire interagissait uniquement par la force gravitationnelle, mais cela, c’était avant la découverte que vient de réaliser une équipe internationale emmenée par des chercheurs de l’université de Durham (Angleterre), et publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . En utilisant des données du télescope spatial Hubble et du VLT de l’observatoire européen austral (ESO), les chercheurs ont décortiqué des événements se déroulant dans un lointain amas de galaxies nommé Abell 3827, situé à 1,3 milliard d’années-lumière. Là-bas, une collision gigantesque s’est déroulée entre non pas deux mais quatre galaxies. Et là, surprise, la matière noire (toujours révélée par l’effet de lentille gravitationnelle) n’enrobait plus sa galaxie, mais la suivait avec un retard de quelques 5000 années-lumière. Un comportement modélisé, et qui est logique durant des collisions de cette amplitude, à une condition : que la matière noire ait des interactions, même légères, avec des forces autres que la seule gravité. Ce serait en effet la friction provoquée par la collision qui aurait ralenti la matière noire, et aurait ainsi causé son retard sur la matière “normale”. Pour le Dr Richard Massey, de l’université de Durham, qui a dirigé la recherche, “nous pensions que la matière noire restait juste assise là à attendre, s’occupant de ses affaires, à part son influence gravitationnelle. Mais elle a ralenti durant cette collision, et ce pourrait être la première preuve dynamique que la matière noire remarque le monde qui l’entoure. La matière noire ne serait pas complètement “noire” après tout”. Cela ne nous permet pas pour autant d’en déterminer la nature exacte, et l’on n’a pas encore observé de “particules de matière noire”. Mais cette découverte pourrait permettre d’éliminer certaines hypothèses sur ce qu’est vraiment la matière noire, et restreindre le champ des recherches pour la découvrir. Crédit photo : une image prise par Hubble de l’amas de galaxies Abell 3827. L’arc bleu pâle sur la droite est une vue d’une galaxie plus lointaine distordue par l’effet de lentille gravitationnelle de l’amas. Les lignes bleues montrent les contours de la matière noire : on voit que la galaxie située au milieu à gauche est en avance sur “sa” matière noire. (ESO/R.Massey)

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Les tempêtes géantes de Saturne : une histoire d’eau

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PIA14905_ip.jpg Saturne n’a pas de grande tache rouge comme Jupiter, mais cela ne signifie pas pour autant qu’elle ne possède pas de phénomènes atmosphériques gigantesques. Ainsi, tous les trente ans environ, d’énormes tempêtes la traversent, se manifestant sous la forme de turbulences blanchâtres qui se déplacent sur une grande partie de la planète. Si la cause de ces phénomènes météorologiques saturniens étaient jusqu’ici inconnue, on les avait cependant observées à plusieurs reprises. Durant les 140 dernières années, on avait pu les voir (principalement au télescope depuis la Terre) six fois. La dernière observation en date s’est produite durant l’hiver 2010-2011. La sonde Cassini, la mission conjointe de la NASA, de l’agence spatiale européenne et de l’agence spatiale italienne, s’est illustrée à de nombreuses reprises par ses mesures et clichés pris dans la banlieue de Saturne, notamment les satellites et anneaux de la géante gazeuse, mais cette fois c’est Saturne elle-même qui tenait la vedette. Grâce à ces données, une équipe de chercheurs emmenés par Cheng Li, du California Institute of Technology, vient de publier un article dans Nature Geosciences pour expliquer les tempêtes saturniennes. Et la responsable de ce tumulte atmosphérique serait… la vapeur d’eau ! L’atmosphère de Saturne est essentiellement composée d’hydrogène et d’hélium, mais elle contient également de l’eau. Lors de chaque tempête géante, ces nuages vont faire pleuvoir, et la masse d’eau que cela représente va quitter les hautes couches de l’atmosphère, ne laissant que l’hélium et l’hydrogène, plus légers que la vapeur d’eau. “Pendant des décennies après l’une de ces tempêtes, l’air chaud de l’atmosphère profonde de Saturne sera trop humide et trop dense pour s’élever”, explique Cheng Li. “L’air au-dessus va devoir refroidir en diffusant sa chaleur dans l’espace”. Ce refroidissement va prendre… entre vingt et trente ans. En attendant, le phénomène de convection (circulation verticale entre les masses d’air) ne va pas être possible : pas de grands mouvements dans l’atmosphère saturnienne. Mais une fois l’air du dessus suffisamment refroidi, l’air chaud et humide des couches inférieures de l’atmosphère va pouvoir s’élever, déclenchant l’une des fameuses tempêtes, qui dureront plusieurs mois… Et le cycle va recommencer. Pourquoi n’assiste-t-on pas au même scénario sur Jupiter, planète assez similaire à Saturne ? Parce que l’air jupitérien contient moins de vapeur d’eau, expliquent les scientifiques. Le phénomène de suppression de la convection ne s’y produit donc pas. Crédit photos : Une série de clichés pris par la sonde Cassini montrant le développement de l’une des tempêtes de Saturne en 2010-2011 (NASA/JPL-Caltech/SSI) Continue reading

Mars a des glaciers cachés sous la poussière

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DeuteronilusMensae1280.jpgOn avait déjà la preuve que Mars avait eu un jour des glaciers : l’an dernier, le Mars Reconnaissance Orbiter avait détecté des minéraux confirmant cette présence ancienne. Mais aujourd’hui, on sait que ces glaciers n’ont pas tous disparu : certains sont toujours là, mais cachés sous une couche de poussière martienne. Une étude menée par des chercheurs du Niels Bohr Institute (Danemark) et publiée en ligne par le journal Geophysical Research Letters vient aujourd’hui de se pencher sur les ceintures de glaciers entourant la planète rouge, aussi bien dans l’hémisphère nord que dans l’hémisphère sud. D’après les mesures effectuées, il s’agit bien de glace d’eau, et non de monoxyde de carbone gelé comme il y en a aussi sur Mars. De plus, le volume de ces glaciers est impressionnant : 150 milliards de mètres cube de glace. Si l’on recouvrait la planète uniformément avec, ils représenteraient une couche de glace de 1,1 mètre. C’est donc un réservoir d’eau potentiel qui va intéresser de très près les futures expéditions martiennes… En combinant les observations radar du Mars Reconnaissance Orbiter et des modélisations de courants glaciaires, les chercheurs danois ont donc pu calculer l’importance de ces glaciers, qui se situent à des latitudes moyennes, et ne sont donc pas une extension des pôles martiens. “Nous avons regardé les mesures radar effectuées depuis dix ans pour voir quelle était l’épaisseur de la glace et comment elle se comportait“, explique Nanna Bjørnholt Karlsson, auteur principal de l’étude. “Après tout, un glacier est un gros morceau de glace et il s’écoule et prend une forme qui nous renseigne sur sa dureté. Nous avons ensuite comparé cela avec la manière dont les glaciers se comportent sur Terre, et à partir de cela nous avons pu réaliser des modèles de courants glaciaires“. mars_sphere_LDAs_sort2-500.jpg Les scientifiques ont ainsi pu repérer des milliers de formations glaciaires, formant des “ceintures” à des latitudes qui correspondraient, sur Terre, à la position du sud du Danemark, mais dans les deux hémisphères. Le fait que cette glace ne se soit pas évaporée dans l’espace comme elle l’aurait pu du fait de la faible pression atmosphérique martienne montre que la couche épaisse de poussière qui recouvre les glaciers a joué un rôle protecteur. Là encore, une bonne nouvelle pour les futurs explorateurs de la planète rouge.

Crédits images  Une épaisse couche de poussière recouvre les glaciers (ESA/DLR/FU Berlin) Les mesures radar montrent la présence de glaciers sous la poussière martienne (Mars Digital Image Model, NASA/Nanna Karlsson) Continue reading

Des briques de la vie dans un embryon de système solaire

eso1513a.jpg
eso1513a.jpgA l’échelle des étoiles, MWC 480 est l’équivalent d’un nouveau-né. Cette étoile de deux fois la masse du Soleil, située à 455 années-lumière dans la constellation du Taureau, n’est en effet âgée que d’un petit million d’années : en comparaison, notre bon vieux Soleil totalise dans les 4,6 milliards d’années. Il n’y a pas encore de planètes autour de MWC 480, mais il y en aura probablement un jour. Un disque de poussières et de gaz l’environne en effet, qui avec le temps devrait permettre aux planètes de se former. Ce disque protoplanétaire pourrait presque paraître ordinaire si l’on ne venait d’y faire une découverte encourageante pour la présence de vie dans l’univers. En utilisant ALMA, un réseau de 66 antennes appartenant à l’Observatoire Européen Austral (ESO), une équipe d’astronomes a pu observer ce disque, enregistrant les radiations émises sur des longueurs d’onde millimétriques, dont l’analyse a permis de révéler la présence de certaines molécules présentes autour de MWC 480. Parmi elles, du cyanure de méthyle (CH3CN) et du cyanure d’hydrogène (HCN). Le cyanure de méthyle fait partie des composés dits “organiques” (à base de carbone), et est l’une des molécules complexes qui composent les “briques de la vie” : sur notre planète, l’ensemble de ces molécules a permis un jour la formation des acides aminés, base des premiers organismes vivants. Un autre fait est particulièrement intéressant : les quantités énormes de cyanure de méthyle détectées autour de MWC 480, d’un volume équivalent à l’ensemble des océans terrestres, se trouvent dans un secteur bien précis du disque protoplanétaire : celui de la “ceinture de Kuiper” potentielle de cette étoile. Dans notre système solaire, la ceinture de Kuiper, au-delà de l’orbite de Neptune, constitue un réservoir à comètes. C’est de là que partent ces boules de poussière et d’eau glacée qui, dans un lointain passé, ont permis d’ensemencer la Terre avec l’eau et les molécules organiques qui y ont permis la naissance de la vie. Le fait que l’on trouve des molécules organiques complexes dans une zone similaire autour de MWC 480 est un indice en faveur de l’universalité du modèle rencontré autour du Soleil. “L’étude des comètes et des astéroïdes montre que la nébuleuse solaire qui a donné naissance au Soleil et aux planètes était riche en eau et en composés organiques complexes“, explique Karin Öberg, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Cambridge, USA). “Nous avons maintenant une meilleure preuve que la même chimie existe ailleurs dans l’univers, dans des régions qui pourraient former des systèmes solaires pas très différents du nôtre. Grâce à l’étude des exoplanètes, nous savons que le système solaire n’est pas unique, ni par son nombre de planètes, ni par l’abondance d’eau. Maintenant, nous savons que nous ne sommes pas uniques en chimie organique. Une fois encore, nous avons appris que nous ne sommes pas spéciaux. Du point de vue de la vie dans l’univers, c’est une grande nouvelle”. Karin Öberg est l’auteur principal d’un article sur cette découverte qui vient de paraître dans la revue Nature. Crédit image : vue d’artiste d’un disque protoplanétaire autour de MWC480 (B. Saxton NRAO/AUI/NSF) Continue reading