Actualités spatiales (2015 à 2017)

Pour la première fois, des images de la sonde New Horizons de la NASA sont révélatrices de régions claires et sombres sur la surface de la lointaine Pluton - la cible principale du survol rapproché de New Horizons à la mi-juillet.


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Source : PGJ - "Nouvelles du Ciel" – PGJ Astronomie

La découverte australienne d'une étrange exoplanète orbitant autour d'une petite étoile froide à 500 années-lumière défie les idées sur la façon dont les planètes se forment. La planète a une masse semblable à Saturne, mais son rayon est similaire à Jupiter, ce qui en fait plutôt une planète boursouflée orbitant très près de son étoile-hôte. L'étoile hôte de l'exoplanète, HATS-6, est classée comme une naine M, qui est l'un des plus nombreux types d'étoiles dans la galaxie. Bien qu'elles soient communes, les étoiles naines M ne sont pas bien comprises. Parce qu'elles sont froides, elles sont également faibles, ce qui les rend difficiles à étudier.


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Une équipe de lycéens a découvert un pulsar jamais vu auparavant en analysant minutieusement les données du Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) de la National Science Foundation (NSF). Les observations complémentaires par des astronomes utilisant le GBT ont révélé que ce pulsar, PSR J1930-1852 découvert en 2012, a l'orbite la plus large connue autour d'une étoile à neutrons et fait partie des rares systèmes doubles d'étoiles à neutrons.


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L'Univers est incroyablement grand. Mais comment les astronomes savent cela ? Les rubans mesurant des milliards de kilomètres de long ne peuvent pas être trouvés à la quincaillerie. Au lieu de cela, les astronomes utilisent l'expansion de l'Univers elle-même pour établir des marqueurs de borne kilométrique. La lumière provenant des objets distants est atténuée et affaiblie car l'espace s'étire comme un élastique. Les conséquences sont que la lumière des étoiles penchera plus en rouge par rapport à une étoile voisine de la même température. Lorsque la lumière des étoiles se propage dans sa couleur de composant via la spectroscopie, les caractéristiques de la lumière seront déplacées vers l'extrémité rouge du spectre. Ce "Redshift" peut être utilisé pour étalonner avec fiabilité des distances. Le défi est que les objets plus éloignés de l'Univers sont généralement trop faibles pour que la spectroscopie marche. Aussi, à la place, les astronomes déduisent la distance d'une galaxie en mesurant précisément ses couleurs dans la lumière visible et en infrarouge. Cette technique a trouvé des candidats pour l'objet le plus éloigné de l'Univers.


Maintenant, dans une synergie entre les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, et de l'Observatoire géant WM Keck, les astronomes ont établi un nouveau record de distance de la galaxie la plus lointaine au décalage vers le rouge confirmé. Elle est si loin que la lumière que nous recevons a quitté la galaxie il y a plus de 13 milliards d'années, et elle arrive juste maintenant. Hubble a trouvé la galaxie dans les sondages du ciel profond, et le miroir segmenté de 10 mètres de diamètre de Keck est assez puissant pour recueillir un spectre de la galaxie exceptionnellement lumineuse. Les nouvelles observations soulignent les découvertes très intéressantes que le télescope spatial James Webb de la NASA permettra quand il sera lancé en 2018.

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Une équipe du laboratoire « Astrophysique, Instrumentation, Modélisation » Paris-Saclay (AIM – CNRS/CEA/Université Paris Diderot) [1] a élaboré un nouveau modèle représentant sur des millions d'années l'évolution de disques protoplanétaires. Ces structures géantes composées de poussières et de gaz seraient le lieu privilégié de formation des planètes grâce à la présence de ce que les chercheurs appellent des « pièges à planètes ». Avec ce nouveau modèle, les scientifiques ont pu déterminer les endroits les plus favorables pour former les planètes.
Ces résultats sont publiés en ligne, le 6 mai, par la revue Astronomy & Astrophysics.


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Pour la première fois une équipe internationale de scientifiques a pu mettre en évidence l'existence de taches sur la surface de l'étoile de masse intermédiaire Vega. Ce résultat inattendu amène de nouvelles contraintes importantes sur l'évolution stellaire des étoiles de masse intermédiaire et plus particulièrement les mécanismes de génération de leurs champs magnétiques et ouvre une fenêtre vers des informations auparavant inaccessibles. Ces travaux impliquent des laboratoires français : l'institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP – CNRS/Université Paul Sabatier Toulouse III) qui a mené les recherches et l'institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG – CNRS/Université Joseph Fourier). Ils sont publiés dans la revue Astronomie et Astrophysique du 6 mai 2015.


Vega de la Lyre est une étoile de l'hémisphère nord très brillante et bien connue par les astronomes. Avec 2 masses solaires elle se place dans la catégorie des étoiles de masse intermédiaire. Sa température de surface est de l'ordre de 10000°C. C'est une étoile de classe spectrale A. Elle tourne très vite sur elle-même, sa période de rotation étant proche de 0.68 jours terrestres. Cette étoile est une référence de stabilité pour les mesures de flux lumineux depuis plus de 150 ans. Ainsi, même si quelques variations de très faible amplitude avaient été rapportées dans le passé, aucune périodicité n'avait pu être mise en évidence.

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La galaxie d'Andromède est le voisin le plus proche de notre Voie lactée dans l'espace. La majestueuse spirale de plus de 100 milliards d'étoiles est comparable en taille à notre propre galaxie. A une distance de 2,5 millions d'années-lumière, elle est si proche de nous que la galaxie peut être vue comme une tache de lumière en forme de cigare haute dans le ciel d'automne. Mais si vous pouviez voir l'énorme bulle de chaud plasma diffus qui l'entoure, elle semblerait 100 fois le diamètre angulaire de la Pleine Lune.


Le gargantuesque halo est estimé contenir la moitié de la masse des étoiles dans la galaxie d'Andromède elle-même. Elle peut être considérée comme l'"atmosphère" d'une galaxie. Des astronomes utilisant Hubble ont identifié le gaz dans le halo d'Andromède en mesurant comment il filtre la lumière des brillants objets lointains d'arrière-plan appelés quasars. Cela équivaut à voir la lueur d'une lampe de poche qui luit à travers un brouillard. Cette découverte promet d'en dire plus aux astronomes sur l'évolution et la structure d'un des plus communs types de galaxies dans l'Univers.

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Dans le cadre d'un programme d'observations mené avec le télescope spatial Hubble, une équipe associant le CEA, le CNRS et l'université Paris-Diderot a découvert la naissance d'un superamas d'étoiles au sein d'une galaxie très lointaine. C'est la première fois qu'une région de formation stellaire aussi jeune est observée dans l'Univers distant, permettant d'étudier les mécanismes physiques et les conditions de formation des étoiles trois milliards d'années après le Big-Bang. Ces résultats sont publiés le 7 mai dans la revue Nature.


Afin d'étudier les mécanismes de formation d'étoiles au sein des toutes premières structures formées dans l'Univers jeune, les astrophysiciens ont observé des galaxies très lointaines, couplant les données du télescope spatial Hubble et du télescope Subaru (Hawaii), et remontant ainsi au début de l'histoire de la formation des galaxies.

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De nouvelles recherches utilisant les données de la mission Cassini de la NASA suggèrent que la plupart des éruptions de la lune Encelade de Saturne pourrait être des rideaux diffus plutôt que des jets discrets. De nombreuses fonctionnalités qui semblent être des jets individuels de matériau en éruption le long de fractures importantes dans le sud de la région polaire de la lune pourraient être créées par une illusion d'optique, selon la nouvelle étude.


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Des astronomes utilisant l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ont découvert ce qui est peut-être le premier exemple connu d'un amas globulaire sur le point de naître : un nuage incroyablement énorme et extrêmement dense de gaz moléculaire, encore exempt d'étoile. « Nous pourrions être témoins de l'un des plus anciens et des plus extrêmes modes de formation d'étoiles dans l'Univers », a déclaré Kelsey Johnson, un astronome de l'Université de Virginie à Charlottesville et auteur principal d'un document accepté pour publication dans l'Astrophysical Journal. "Cet objet remarquable semble avoir été arraché tout droit sorti des tout débuts de l'Univers. Découvrir quelque chose qui a toutes les caractéristiques d'un amas globulaire, mais n'a pas commencé de faire des étoiles, est comme trouver un œuf de dinosaure qui est sur le point d'éclore."


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Une équipe de recherche franco-espagnole est parvenue à identifier des signes très sérieux de la présence d'un « premier cœur hydrostatique » dans une protoétoile située dans le nuage moléculaire de Persée. Le « premier cœur hydrostatique » est une étape critique dans l'évolution du nuage protostellaire qui le fait devenir étoile. C'est un moment de basculement de courte durée aux échelles de temps astronomiques et par conséquent très difficile à observer. L'étude a été menée par une chercheuse CNRS du Laboratoire d'étude du rayonnement et de la matière en astrophysique et atmosphères (LERMA – CNRS/Observatoire de Paris/UPMC/Université de Cergy Pontoise/ENS) et réalisée avec l'interféromètre NOEMA de l'Institut de radioastronomie millimétrique (IRAM). Elle est publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics du 12 mai 2015.


Les étoiles se forment par effondrement gravitationnel d'un nuage moléculaire dense et froid. L'effet combiné de la rotation de la matière et du champ magnétique donne une direction privilégiée à la contraction et conduit à la formation d'un disque en rotation, où se formeront d'éventuelles planètes. Associé à ce disque, un jet perpendiculaire à celui-ci permet d'évacuer le moment cinétique. Dans cette théorie, une étape essentielle est la formation du premier cœur hydrostatique.  

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Des observations effectuées au moyen du Très Grand Télescope de l'ESO au Chili ont permis de découvrir un nouveau type d'amas globulaires “sombres” autour de la galaxie géante Centaurus A. Bien qu'ils ressemblent à des amas classiques, ces mystérieux objets sont bien plus massifs et donc susceptibles d'abriter de vastes quantités de matière noire, voire d'imposants trous noirs – une telle découverte, si elle se trouvait confirmée, serait totalement inattendue et incomprise.


De forme circulaire, les amas globulaires sont composés de milliers d'étoiles et sont en orbite autour de la plupart des galaxies. Ils figurent parmi les plus anciens systèmes stellaires de l'Univers et, à ce titre, assistèrent et survécurent au long processus de croissance et d'évolution des galaxies.

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Les amas globulaires sont des villes d'étoiles isolées, domiciles de centaines de milliers d'étoiles. Et comme le rythme rapide des villes, il y a beaucoup d'action dans ces métropoles stellaires. Les étoiles sont constamment en mouvement, en orbite autour du centre de l'amas. Les dernières observations ont montré que les étoiles poids lourds vivent dans le centre-ville bondé, ou noyau, et les étoiles légères résident dans les banlieues moins peuplées.


Mais comme les étoiles poids lourds vieillissent, elles perdent rapidement de la masse, refroidissent et éteignent leurs fourneaux nucléaires. Après la purge, seuls les noyaux lumineux et super chauds des étoiles restent, et ils sont appelés des naines blanches. Ce programme de perte de poids entraîne les naines blanches maintenant allégées à être déplacées hors du centre-ville grâce à des interactions gravitationnelles avec les étoiles plus imposantes. À chaque rencontre, les orbites des naines blanches commencent à s'étendre vers l'extérieur du centre bondé de l'amas. Jusqu'à ces observations de Hubble, les astronomes n'avaient jamais vu la bande transporteuse dynamique en action. Les nouveaux résultats de Hubble révèlent de jeunes naines blanches sur leur exode au rythme lent de 40 millions d'années à partir du centre animé de l'amas globulaire 47 Tucanae dans notre galaxie, la Voie Lactée.

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Le vaisseau spatial Kepler de la NASA a commencé la chasse aux planètes en dehors de notre Système solaire, le 12 mai 2009. De la mine de données recueillies, nous avons appris que les planètes sont fréquentes, que la plupart des étoiles semblables au Soleil ont au moins une planète et que la nature fabrique des planètes avec une diversité inimaginable.


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À l'aide de l'Observatoire W.M Keck à Hawaï, un groupe d'astronomes dirigé par Joseph Hennawi du Max Planck Institute for Astronomy a découvert le premier quasar quadruple : quatre trous noirs actifs rares situés à proximité les uns des autres. Le quatuor se trouve dans une des structures les plus massives jamais découvertes dans l'Univers lointain et est entouré d'une nébuleuse géante de dense gaz froid.


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Des astronomes ont acquis, au moyen du Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO au Chili, l'image la plus détaillée à ce jour de la Nébuleuse de la Méduse. En son centre figure une étoile en fin de vie dont l'enveloppe externe est expulsée dans l'espace environnant et forme ce nuage haut en couleurs. Cette image préfigure la destinée ultime du Soleil, appelé à constituer un objet de ce type.


Cette magnifique nébuleuse planétaire tire son appellation d'une redoutable créature de la mythologie grecque – la Gorgone Méduse. Egalement baptisée Sharpless 2-274, elle se situe dans la constellation des Gémeaux, à environ 1500 années-lumière de la Terre. La Nébuleuse de la Méduse s'étend sur quelque quatre années-lumière. Toutefois, sa faible luminosité la rend extrêmement difficile à observer.

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À première vue, la région couverte par cette dernière image de Mars Express publiée semble être criblée de cratères d'impact. Mais la plus grande structure de ceux-ci peut détenir un secret plutôt explosif : ce pourrait être les restes d'un ancien super volcan.


Les images présentées ici ont été prises par la caméra stéréoscopique haute résolution sur Mars Express de l'ESA le 26 Novembre 2014 et se concentrent sur la fonctionnalité de Siloe Patera dans la région d'Arabia Terra de Mars.

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Une galaxie distante qui brille avec la lumière de plus de 300 billions de soleils a été découverte à l'aide des données de Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) de la NASA. La galaxie est la galaxie la plus lumineuse trouvée à ce jour et appartient à une nouvelle classe d'objets récemment découverts par WISE – les galaxies infrarouges extrêmement lumineuses, ou ELIRGs (extremely luminous infrared galaxies).


La brillante galaxie, connue sous le nom de WISE J224607.57-052635.0, devrait abriter un trou noir gigantesque. Les immenses trous noirs sont communs dans les noyaux de galaxies, mais en trouver un aussi gros si « loin » dans le cosmos est rare. Parce que la lumière de la galaxie hébergeant le trou noir a voyagé 12,5 milliards d'années pour nous atteindre, les astronomes voient l'objet tel qu'il était dans un passé lointain. Le trou noir avait déjà des milliards de fois la masse de notre Soleil quand notre Univers avait seulement un dixième de son âge actuel de 13,8 milliards d'années.

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Les astronomes ont passé des décennies à essayer de déterminer le comportement excentrique d'une étoile vieillissante surnommée "Nasty 1" résidant dans notre galaxie, la Voie Lactée. Nasty 1 a été identifiée comme une étoile Wolf-Rayet, une étoile évoluant rapidement et qui est beaucoup plus massive que notre Soleil. L'étoile perd rapidement ses couches externes remplies d'hydrogène, exposant son noyau super-chaud et extrêmement lumineux d'hélium en combustion.


Mais Nasty 1 ne ressemble pas à une étoile Wolf-Rayet typique. Des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA s'attendaient à voir un écoulement bipolaire de lobes jumeaux de gaz de l'étoile, peut-être similaires à ceux émanant de l'étoile massive Eta Carinae. Les astronomes ont été surpris, toutefois, de trouver un disque en forme de crêpe de gaz entourant l'étoile. La vaste disque est près de 1000 fois le diamètre de notre Système solaire. Il s'est peut-être formé à partir de l'interaction entre Nasty 1 et une étoile compagnon invisible. L'étoile peut représenter une brève étape transitoire dans l'évolution des étoiles très massives. Le surnom de Nasty 1 a été dérivé de son nom de catalogue de NaSt1.

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Une équipe internationale menée par un chercheur du CNRS au laboratoire Galaxies, étoiles, physique, instrumentation (GEPI – CNRS/Observatoire de Paris/Université Paris Diderot), a découvert trois étoiles qui apportent un nouveau regard sur l'époque des premières étoiles appelée âge sombre. L'étude, publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics du 26 mai 2015, s'appuie sur la découverte de trois étoiles anciennes de compositions et de tailles singulières qui montrent la nécessité de développer de nouveaux modèles théoriques de la formation de ces étoiles des premiers temps.


Lors de l'âge sombre, l'Univers était rempli d'hydrogène neutre et les étoiles n'étaient pas encore formées. Dans ce cadre, aussitôt que les étoiles ont commencé à se former elles ont « ré-ionisé » l'hydrogène, et les photons ont alors pu se propager pour éventuellement parvenir jusqu'à nous… Aujourd'hui nous pouvons observer la faible lueur de cette première génération d'étoiles.

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Une équipe composée de scientifiques de l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG - CNRS/Université Joseph Fourrier), de la NASA, de l'ESA et de l'Université d'Aalto en Finlande, a prédit pour la première fois l'existence d'aurores visibles à l'œil nu sur une autre planète tellurique que la Terre : Mars. Ce résultat a été obtenu grâce à des simulations numériques et un simulateur d'aurores, la Planeterrella et est publié dans la revue Planetary and Space Science du 26 mai 2015.


Les aurores polaires se produisent lorsque des particules chargées d'origine solaire, conduites par le champ magnétique local, pénètrent dans une atmosphère planétaire et excitent les atomes et les molécules de l'atmosphère. Lorsque la désexcitation s'accompagne d'émission lumineuse, il se produit une aurore. Sur Terre, les aurores sont essentiellement vertes ou rouges (excitation de l'oxygène atomique), mais aussi mauves (excitation de l'azote moléculaire).

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La région la plus rayonnante de cette nébuleuse brillante notée RCW 34 abrite un gaz chauffé par de jeunes étoiles, qui emplit l'environnement constitué de gaz plus froid. Lorsque l'hydrogène, porté à une température élevée, atteint les limites du nuage de gaz, il explose dans le vide à la manière d'une bouteille de champagne que l'on débouche – ce processus a d'ailleurs été baptisé "flux de champagne". Au-delà de ces quelques bulles, la jeune région de formation stellaire RCW 34, et plus particulièrement le nuage qu'elle abrite, semble avoir été le siège de plusieurs épisodes de formation stellaire.


Sur cette nouvelle image acquise par le Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO au Chili figure, au-delà de quelques étoiles bleues, un magnifique nuage de gaz d'hydrogène brillant. RCW 34 se situe dans la constellation australe de la Voile et est constitué de jeunes étoiles massives qui masquent la zone la plus brillante du nuage. Ces étoiles ont un impact dramatique sur la nébuleuse : le rayonnement ultraviolet qu'elles émettent ionise en effet le gaz d'hydrogène qui compose le cœur de la nébuleuse. En d'autres termes, les atomes d'hydrogène se trouvent dépourvus de leurs électrons.

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Une des marques de fabrique des épisodes du film Star Wars est la redoutée station de combat l'Etoile de la mort qui tire un faisceau d'énergie dirigé suffisamment puissant pour faire exploser des planètes. L'Univers réel a de tels feux d'artifice, et ils sont beaucoup plus puissants que la création de Star Wars. Ces jets extragalactiques filent à travers des centaines d'années-lumière de l'espace à 98 % de la vitesse de la lumière. Au lieu d'une station de combat, la source du faisceau tueur est un trou noir supermassif pesant plusieurs millions, voire un milliard de fois la masse de notre Soleil. L'énergie du trou noir en rotation et ses champs magnétiques titanesques, façonnent un jet étroit de gaz jaillissant du centre de la galaxie.


Hubble a été utilisé au cours des 25 dernières années pour photographier et rephotographier un jet s'échappant du cœur de la galaxie elliptique 3C 264 (également connue sous le nom de NGC 3862). La vision nette de Hubble révèle que le jet a une structure de collier de perles de nœuds rougeoyants de matériel. Lorsque ces images ont été assemblées en un film image par image, elles révèlent - à la surprise des astronomes - un nœud lumineux à l'arrière se déplaçant plus vite que le nœud brillant devant lui. La collision qui en résulte accélère davantage les particules qui produisent un faisceau concentré de radiations mortelles. Le jet se déplace si vite vers nous qu'il donne l'illusion qu'il se déplace plus vite que la vitesse de la lumière. Mais ne vous inquiétez pas, la galaxie hôte est à 260 millions d'années-lumière de distance. Nous voyons le jet tel qu'il était avant que les dinosaures apparaissent sur Terre, et que notre planète subisse une extinction massive d'espèces.

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Une nouvelle étude combinant les données de l'Observatoire de rayons X Chandra et du télescope de rayons gamma Fermi, et celles de VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array) en Arizona, aide les scientifiques à fixer des limites à la nature quantique de l'espace-temps à des échelles très minuscules.


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Les observations de la structure à grande échelle, comme les études de la galaxie, sont un des outils les plus importants pour l'étude de notre Univers. En particulier, comment la croissance de la structure est affectée par l'environnement à grande échelle peut être utilisée pour tester notre compréhension de la gravité, ainsi que la physique de l'inflation.


Un groupe de recherche du MPA a récemment mis au point une nouvelle technique pour extraire ce signal plus efficacement des observations réelles. Plus précisément, nous divisons une enquête sur la galaxie en sous-volumes, quantifions la structure et l'environnement dans chaque volume secondaire et mesurons la corrélation entre ces deux quantités. Cette technique ouvre ainsi une nouvelle voie pour examiner d'un œil critique la physique fondamentale des observations réelles.

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