Théorie du signal universitaire

Un billet récent d’O. Ertzscheid a pas mal circulé sur les réseaux sociaux, et a été notamment repris par Rue 89. Ce billet fait le constat de certains problèmes desormais bien connus de la publication scientifique pour préconiser de ne tout simplement plus publier d’articles scientifiques standards, pour privilégier en particulier d’autres moyens de communication […]
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Les enfants fragiles

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Comment fabriquer son faux tableau renaissance (et faire fortune)

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Quand une brochette de supernovae assure le spectacle

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hires.jpg Une supernova, c’est une étoile qui explose. La définition est simpliste, certes, mais donne une très bonne idée de l’ampleur de l’événement. Cependant, il y a plusieurs types de supernovae (on dit aussi “supernovas”) et les mécanismes qui président à leurs explosions peuvent être différents. Des problèmes de couple… La vie d’une étoile comme notre Soleil peut être assez mouvementée. En son coeur, l’hydrogène se transforme en hélium dans une réaction de fusion nucléaire. Mais une fois l’hydrogène épuisé, c’est au tour de l’hélium de démarrer sa propre fusion, pour donner du carbone et de l’oxygène. L’étoile devient alors une géante rouge… pour un temps. Les étoiles similaires au Soleil n’iront pas plus loin : elles n’auront pas la masse nécessaire pour que la fusion du carbone puisse débuter. Alors que les couches extérieures auront été peu à peu expulsées, formant généralement une nébuleuse dite “planétaire”, le coeur de carbone et d’oxygène va se concentrer en une petite “étoile morte” qui va mettre des centaines de millions d’années à se refroidir : c’est ce que l’on appelle une naine blanche. L’histoire se corse si la naine blanche n’est pas seule : son vieillissement va être la cause de quelques problèmes de couple. En effet, la naine blanche va arracher de la matière à sa compagne, et lorsque cette masse sera suffisante, une réaction thermonucléaire va alors démarrer au sein du carbone de la naine blanche et va provoquer l’explosion de celle-ci. C’est ce qui correspond en tout cas au modèle de supernova dit “Ia”, dont les astronomes viennent d’avoir une possible confirmation. Les scientifiques, des universités du Texas et de Harvard, ont en effet pu observer l’impact d’une supernova sur l’autre étoile d’un système binaire, situé à 50 millions d’années-lumière, dans la direction de la constellation de la Vierge. La supernova, nommée 2012cg, a bien accru l’énergie de sa compagne du côté faisant face à l’explosion, ce qui semble confirmer les modèles théoriques pour ce type de supernova. On a en effet longtemps pensé que pour amener une masse suffisante pour qu’une naine blanche se transforme en supernova, il était nécessaire que l’étoile compagne soit une géante rouge, dont l’augmentation de volume aurait permis à la naine de capturer sa matière perdue. Mais les observations réalisées plus récemment n’ont pas fait état de la présence de telles géantes rouges… Le cas de 2012cg va dans ce sens : l’étoile compagne est un soleil “normal”, et les observations réalisées lors de cette explosion de supernova montrent bien que l’étoile en question a été impactée par l’explosion comme prévu par les derniers modèles. “SI une naine blanche explose près d’une étoile ordinaire, on doit voir une émission de lumière bleue qui résulte du réchauffement de cette compagne. C’est ce qui est prédit par les théoriciens, et c’est ce que nous avons observé”, explique Robert Kirshner, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, co-auteur de l’article paru dans The Astrophysical Journal. “La supernova explose près d’une étoile compagne, et l’explosion impacte cette compagne”, précise J.Craig Wheeler, co-auteur de l’étude. “Le côté de cette étoile compagne qui est impacté devient plus chaud et brillant. La lumière bleue provient de la face de l’étoile compagne qui a été ainsi réchauffée”. La fin d’une géante en direct Vue d’artiste de l’explosion d’une supernova de type IIa. Entre le moment où l’on peut apercevoir les premiers signes de l’onde de choc à sa surface et l’explosion elle-même, il ne s’écoule qu’une vingtaine de minutes… (NASA Ames/StScI/G.Bacon).  Les supernovae de type Ia ne sont pas les seules à exploser. D’autres étoiles connaissent de tels épisodes. C’est le cas de certaines géantes rouges qui terminent leur existence en apothéose. Là encore, c’est un problème de “carburant” qui est à l’origine du cataclysme. Lorsque les réactions nucléaires au coeur de ces géantes stoppent, il y a là aussi un effondrement explosif, dont le résultat sera probablement une étoile à neutrons. Ce type de supernovae est ce que les spécialistes appellent “type IIa”. Le télescope spatial Kepler a fourni des données précieuses aux scientifiques, en observant en direct l’explosion de deux supernovae de type IIa. Ce n’est certes pas la première fois, loin de là, que nous sommes témoins de tels événements cosmiques, mais on n’avait encore jamais pu les prendre sur le vif au moment même où l’explosion démarrait. Cela a permis aux astrophysiciens de confirmer leurs modèles théoriques sur ce type de supernova. Mieux encore, dans l’un de ces deux cas, les astronomes ont pu étudier les effets de l’onde de choc à la surface même de l’étoile impactée. Les deux étoiles observées sont très lointaines : KSN 2011a, de 300 fois la taille du Soleil, se situe à 700 millions d’années-lumière. KSN 2011d, elle, est 500 fois plus grosse que le Soleil et se situe à 1,2 milliards d’années-lumière. C’est cette dernière qui a permis l’observation des ondes de choc à sa surface. En revanche, pour la plus petite, l’événement n’a pas pu être détecté, ce qui pourrait s’expliquer, selon les chercheurs, par du gaz environnant l’étoile et qui aurait pu masquer le moment crucial. Les résultats de leurs travaux vont être publiés dans la revue The Astrophysical Journal. Les supernovae, c’est la vie ! Pour ceux qui se demandent quel est l’intérêt de l’étude des supernovae, il est de plusieurs ordres. Bien sûr, il y a la connaissance pure sur l’un des mécanismes de l’univers… Mais les supernovae ont d’autres mérites. Par exemple, les supernovae de type Ia sont utilisées par les astrophysiciens pour mesurer les distances dans l’univers. De plus, comme le soulignait fort bien Steve Howell, scientifique de la mission Kepler à la NASA, “tous les éléments lourds de l’univers viennent d’explosions de supernovae. Par exemple, tout l’argent, le nickel et le cuivre de la Terre, et même dans nos corps, proviennent de l’agonie explosive des étoiles”. Comme quoi les supernovae, c’est la vie… Crédits photos :  La supernova 2012cg vue par le télescope de 1,2 mètres du Fred Lawrence Whipple Observatory. La lumière violette diffuse près de l’étoile brillante est celle de la galaxie qui héberge la supernova, NGC 4424, à 50 millions d’années-lumière (Peter Challis/Harvard-Smithsonian CfA) Continue reading

Les Mille et une nuits de la science

Montez sur le tapis volant et attachez vos ceintures. Philippe Boulanger, écrivain scientifique fondateur de la revue Pour la Science, vous emmène dans un voyage exotique. À travers le monde, le temps, la matière, les énigmes irrésolues et la culture persane. Tout ça avec un livre… et beaucoup d’ironie. Paru en 1998 chez Editions Belin, ce … Continuer la lecture de Les Mille et une nuits de la science
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La quête d’une nouvelle Terre… la porte à côté

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Le projet “pale red dot” (point rouge pâle) tente de détecter une éventuelle planète de type terrestre autour de l’étoile la plus proche de nous, Proxima du Centaure 004.jpgVue d’artiste : naine rouge entourée de trois planètes (Image Credit: NASA/JPL-Caltech)  La recherche d’une autre Terre est un peu le Graal de l’astronomie moderne. Les nombreux instruments qui observent le ciel dans le but de détecter de nouvelles exoplanètes, à commencer par le fameux télescope spatial Képler, ont permis de trouver quelques planètes rocheuses de masses proches de celle de notre bonne vieille Terre, voire même situées en zone théoriquement “habitable”, mais la plupart sont très loin, hors de portée. Alpha ou Proxima ? A 4,35 années-lumière, l’étoile double d’Alpha du Centaure semble une bonne candidate pour la recherche d’une planète habitable. Les écrivains de science-fiction qui y ont imaginé des colonies sont légion. Idem côté films, de Lost in Space à Avatar, dont la planète Pandora est la lune d’une géante gazeuse d’Alpha Centauri A. Alpha Centauri est un système double, composé d’une étoile à peine plus grosse que le Soleil (Alpha A) et une autre un peu plus petite (Alpha B). Les deux tournent autour de leur centre de gravité commun en un peu plus de 80 ans.  Jusqu’à quelques semaines en arrière, on croyait avoir détecté une planète autour d’Alpha Centauri B. Rocheuse, de masse proche de celle de la Terre, elle n’aurait cependant pas été habitable, car beaucoup trop proche de son étoile. Cependant, une étude récente laisse entendre qu’il ne s’agirait là que d’un “fantôme” né d’une erreur de détection. En revanche, d’autres planètes pourraient exister autour de l’une ou l’autre de ces étoiles doubles, mais leur présence n’a pas encore été confirmée. Mais les deux soleils d’Alpha Centauri ne sont pas les étoiles les plus proches de la Terre. Une autre les bat d’un cheveu : Proxima. Il s’agit d’une naine rouge assez petite, dont la taille serait d’environ 14% de celle de notre Soleil. Proxima se trouve à 4,22 années-lumière de la Terre, et la thèse la plus communément admise est qu’elle est le troisième membre de l’étoile triple d’Alpha du Centaure – même si certains pensent qu’elle pourrait juste être une étoile de passage. Proxima est à 0,21 années-lumière du couple Alpha A et B : si elle était dans notre système solaire, elle se situerait à à plus de 400 fois la distance entre le Soleil et Neptune. S’il y avait une planète autour de Proxima, une personne se trouvant à sa surface ne verrait donc les deux soleils d’Alpha que de loin. Opération “Point Rouge Pâle” Alors que l’étoile double Alpha tend généralement à attirer tous les regards, c’est Proxima, la plus proche, qui fait l’objet d’une attention particulière au travers d’un projet mêlant recherche et communication scientifique. L’opération a été baptisée “pale red dot” (point rouge pâle), un hommage au “point bleu pâle”, qui est à la fois à une image historique prise par la sonde Voyager 1 et un essai de l’astrophysicien Carl Sagan évoquant l’avenir de l’humanité dans l’espace. Un point rouge pâle, c’est aussi comment nous apparaîtrait une planète de type terrestre tournant autour de cette naine rouge. “C’est un projet d’information scientifique dont le but est d’exposer au grand public comment les chercheurs abordent une question majeure qui pourrait tous nous toucher, à savoir y a-t-til des planètes similaires à la Terre en orbite autour des étoiles les plus proches ?”, précisent ses organisateurs. Jusqu’au premier avril, les scientifiques du projet vont à la fois analyser les données disponibles sur Proxima et effectuer de nouvelles observations en braquant plusieurs instruments sur Proxima. On n’aura cependant pas beaucoup de détails dans l’immédiat. Si une planète est découverte, on ne connaîtra d’abord que sa masse et sa période orbitale (la durée de son “année”). Il faudra aussi que l’analyse effectuée soit soumise à d’autres scientifiques, selon le procédé classique du “peer review” (revue par les pairs). Ce n’est qu’après cette étape que la publication officielle pourra être faite. Mais les organisateurs promettent de diffuser “les principales étapes de ce processus après la fin de la campagne d’observations”. On devra donc retenir son souffle, au moins jusqu’au mois d’avril. Mais même si l’on ne découvrait pas de “Terre 2.0” autour de Proxima, le projet “pale red dot” aurait accompli au moins l’un de ses objectifs : “ promouvoir les sciences dans la société, d’informer le public et, nous l’espérons, de susciter des vocations scientifiques”. Au fil des semaines, des experts vont d’ailleurs poster des articles de vulgarisation (la plupart en anglais) sur le site palereddot.org. Si d’aventure ils découvraient une planète rocheuse, nul doute que d’autres instruments se braqueraient dessus, de manière à obtenir davantage de précisions. D’autres observations seront nécessaires pour déterminer si elle se trouve en zone “habitable” (à une distance permettant l’existence d’eau liquide à sa surface). Certaines techniques seraient même susceptibles de nous renseigner sur d’éventuelles traces de vie. Mais dans l’éventualité où il y aurait une “jumelle de la Terre” autour de Proxima du Centaure, on ne lui rendrait pas visite de sitôt : New Horizons, l’un des engins les plus rapides jamais envoyés par l’Homme, a mis plus de neuf ans pour atteindre Pluton. A cette vitesse, il faudrait dans les 78 000 ans pour rejoindre Proxima…  Continue reading

Un enfant dyslexique n’est pas une dysgrâce

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Faut-il vraiment enterrer Philae?

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Le robot atterrisseur de la sonde Rosetta est-il définitivement gelé sur sa comète, ou y a-t-il encore une chance de le contacter ? Rosetta_s_Philae_lander_on_comet_nucleus_node_full_image_2.jpgVue d’artiste de Philae sur la comète Tchouri. Dans la réalité, l’engin ne s’est pas posé aussi facilement… (ESA / AOES Medialab) L’histoire du petit robot qui a fait des bonds à la surface d’une comète est désormais inscrite dans les annales de la conquête spatiale. Largué par la sonde Rosetta en novembre 2014, il ne s’est pas posé comme prévu, une série de dysfonctionnements l’ayant empêché de s’arrimer correctement à la surface de “Tchouri”. Il a cependant pu transmettre quelques données avant d’épuiser ses batteries. Désormais dans une position difficile, qui l’a apparemment empêché d’utiliser à plein ses panneaux solaires pour les recharger, Philae n’a plus vraiment donné signe de vie depuis des mois : le dernier contact date de juillet 2015. L’opération de la dernière chance a été tentée le 10 janvier : déclencher la roue à inertie, un composant dont le travail était de stabiliser l’atterrisseur. Les scientifiques ont un moment espéré que ce mouvement pourrait déplacer Philae, ou au moins secouer la “poussière” qui aurait pu s’accumuler dessus et faire obstacle au contact. On n’a pourtant enregistré aucune réponse, ce qui laisse penser que la manoeuvre a échoué. Ou alors, “Philae pourrait également avoir reçu les commandes et s’être déplacé, mais être incapable de nous le signaler car ses transmetteurs seraient hors service ou que l’énergie à bord serait insuffisante pour la transmission qui demande 10 W de plus que la réception”, explique Philippe Gaudon, chef de projet de la mission Rosetta au CNES. “Enfin, l’éventuel déplacement de Philae provoqué par une mise en rotation de la roue à inertie étant incontrôlable, nous pouvons également imaginer qu’il s’est retrouvé dans une situation pire qu’avant !” Il faut ajouter à cela que la comète Tchouri s’éloigne de plus en plus du Soleil. La température ne cesse d’y baisser, et aurait atteint fin janvier la limite de -51°C qui empêcherait théoriquement Philae de fonctionner. On s’attendait donc à un communiqué de l’agence spatiale européenne mettant fin officiellement à la partie Philae de la mission Rosetta. Mais voilà, certains gardent malgré tout quelques portes ouvertes. Vendredi, l’ESA publiait un communiqué intitulé “L’atterrisseur de Rosetta fait face à l’hibernation éternelle”. Stephan Ulamec, chef de projet au centre aérospatial allemand, affirmait que “les chances pour que Philae contacte notre équipe à notre centre de contrôle se rapprochent malheureusement de zéro. Nous n’enverrons plus de commandes, et il serait très surprenant que nous recevions de nouveau un signal“. La déclaration semble sans appel, mais reste subtile : “Il serait très surprenant…”, ce n’est pas encore le mot de la fin. La (très) faible probabilité de rétablir un jour le contact est d’ailleurs présentée de manière plus optimiste dans le communiqué publié le même jour par le CNES. Le centre spatial français, fortement impliqué dans la mission, donnait lui aussi des nouvelles de Philae. Mais il ne laissait pas la même impression terminale que celui de l’ESA. “Mince espoir d’établir une liaison avec Philae” : avec un tel titre, on se focalise donc sur les (faibles) chances qui restent. “L’espoir de recevoir des signes de vie du petit robot Philae est minime“, précise pourtant ce communiqué. Il résume alors les paramètres de la situation : “même si l’orbiteur de la mission Rosetta se rapproche régulièrement de la comète Tchouri, la distance qui les sépare est encore aujourd’hui de 50 km. Plus cette distance diminue, plus les chances de rétablir le contact augmentent. En revanche, la comète s’éloignant rapidement du Soleil, l’énergie reçue sur les petits panneaux solaires de Philae diminue inexorablement”.  Et d’ajouter : “une tentative de communication pourrait avoir lieu si un survol rapproché au-dessus du site Abydos est tenté dans les semaines qui viennent, mais rien n’est moins sûr car cela pourrait mettre en danger l’orbiteur”. Et voilà. Avec cette seule phrase, on peut se dire que le mot “fin” n’est peut-être pas tout à fait écrit, que l’histoire de Philae peut encore rebondir, à la manière du petit robot sur la comète. Tout est une question de perception, d’optimisme ou de pessimisme, à partir du même groupe de faits. On va donc encore maintenir une dose minime de suspense.  Avec la diminution de l’activité de la comète, Rosetta va pouvoir se rapprocher de sa surface, et repérer l’endroit où se trouve Philae. La sonde devrait d’ailleurs finir sa mission en effectuant elle aussi un “atterrissage” à la surface de Tchouri, probablement fin septembre. Et quoi qu’il arrive, Rosetta gardera ouverts ses canaux de communication avec Philae. Jusqu’à la fin.   Vidéo : le vol de Philae reconstitué par l’ESA   Continue reading

Faut-il vraiment enterrer Philae?

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Le robot atterrisseur de la sonde Rosetta est-il définitivement gelé sur sa comète, ou y a-t-il encore une chance de le contacter ? Rosetta_s_Philae_lander_on_comet_nucleus_node_full_image_2.jpgVue d’artiste de Philae sur la comète Tchouri. Dans la réalité, l’engin ne s’est pas posé aussi facilement… (ESA / AOES Medialab) L’histoire du petit robot qui a fait des bonds à la surface d’une comète est désormais inscrite dans les annales de la conquête spatiale. Largué par la sonde Rosetta en novembre 2014, il ne s’est pas posé comme prévu, une série de dysfonctionnements l’ayant empêché de s’arrimer correctement à la surface de “Tchouri”. Il a cependant pu transmettre quelques données avant d’épuiser ses batteries. Désormais dans une position difficile, qui l’a apparemment empêché d’utiliser à plein ses panneaux solaires pour les recharger, Philae n’a plus vraiment donné signe de vie depuis des mois : le dernier contact date de juillet 2015. L’opération de la dernière chance a été tentée le 10 janvier : déclencher la roue à inertie, un composant dont le travail était de stabiliser l’atterrisseur. Les scientifiques ont un moment espéré que ce mouvement pourrait déplacer Philae, ou au moins secouer la “poussière” qui aurait pu s’accumuler dessus et faire obstacle au contact. On n’a pourtant enregistré aucune réponse, ce qui laisse penser que la manoeuvre a échoué. Ou alors, “Philae pourrait également avoir reçu les commandes et s’être déplacé, mais être incapable de nous le signaler car ses transmetteurs seraient hors service ou que l’énergie à bord serait insuffisante pour la transmission qui demande 10 W de plus que la réception”, explique Philippe Gaudon, chef de projet de la mission Rosetta au CNES. “Enfin, l’éventuel déplacement de Philae provoqué par une mise en rotation de la roue à inertie étant incontrôlable, nous pouvons également imaginer qu’il s’est retrouvé dans une situation pire qu’avant !” Il faut ajouter à cela que la comète Tchouri s’éloigne de plus en plus du Soleil. La température ne cesse d’y baisser, et aurait atteint fin janvier la limite de -51°C qui empêcherait théoriquement Philae de fonctionner. On s’attendait donc à un communiqué de l’agence spatiale européenne mettant fin officiellement à la partie Philae de la mission Rosetta. Mais voilà, certains gardent malgré tout quelques portes ouvertes. Vendredi, l’ESA publiait un communiqué intitulé “L’atterrisseur de Rosetta fait face à l’hibernation éternelle”. Stephan Ulamec, chef de projet au centre aérospatial allemand, affirmait que “les chances pour que Philae contacte notre équipe à notre centre de contrôle se rapprochent malheureusement de zéro. Nous n’enverrons plus de commandes, et il serait très surprenant que nous recevions de nouveau un signal“. La déclaration semble sans appel, mais reste subtile : “Il serait très surprenant…”, ce n’est pas encore le mot de la fin. La (très) faible probabilité de rétablir un jour le contact est d’ailleurs présentée de manière plus optimiste dans le communiqué publié le même jour par le CNES. Le centre spatial français, fortement impliqué dans la mission, donnait lui aussi des nouvelles de Philae. Mais il ne laissait pas la même impression terminale que celui de l’ESA. “Mince espoir d’établir une liaison avec Philae” : avec un tel titre, on se focalise donc sur les (faibles) chances qui restent. “L’espoir de recevoir des signes de vie du petit robot Philae est minime“, précise pourtant ce communiqué. Il résume alors les paramètres de la situation : “même si l’orbiteur de la mission Rosetta se rapproche régulièrement de la comète Tchouri, la distance qui les sépare est encore aujourd’hui de 50 km. Plus cette distance diminue, plus les chances de rétablir le contact augmentent. En revanche, la comète s’éloignant rapidement du Soleil, l’énergie reçue sur les petits panneaux solaires de Philae diminue inexorablement”.  Et d’ajouter : “une tentative de communication pourrait avoir lieu si un survol rapproché au-dessus du site Abydos est tenté dans les semaines qui viennent, mais rien n’est moins sûr car cela pourrait mettre en danger l’orbiteur”. Et voilà. Avec cette seule phrase, on peut se dire que le mot “fin” n’est peut-être pas tout à fait écrit, que l’histoire de Philae peut encore rebondir, à la manière du petit robot sur la comète. Tout est une question de perception, d’optimisme ou de pessimisme, à partir du même groupe de faits. On va donc encore maintenir une dose minime de suspense.  Avec la diminution de l’activité de la comète, Rosetta va pouvoir se rapprocher de sa surface, et repérer l’endroit où se trouve Philae. La sonde devrait d’ailleurs finir sa mission en effectuant elle aussi un “atterrissage” à la surface de Tchouri, probablement fin septembre. Et quoi qu’il arrive, Rosetta gardera ouverts ses canaux de communication avec Philae. Jusqu’à la fin.   Vidéo : le vol de Philae reconstitué par l’ESA   Continue reading