Actualités spatiales (2009 à 2011)

Le télescope spatial Hubble a produit une image remarquable d'une partie de la célèbre nébuleuse de la Tarentule, un vaste nuage de formation d'étoiles de gaz et de poussière dans notre galaxie voisine, le Grand Nuage de Magellan. Sur la nouvelle photo, on voit un gros plan de la région centrale de la Tarentule, brillant fortement avec des gaz ionisés et des étoiles jeunes.

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Les astronomes à l'aide du télescope spatial Hubble ont éliminé une théorie alternative sur la nature de l'énergie sombre après le recalcul du rythme d'expansion de l'Univers avec un exactitude sans précédent. L'univers semble être en expansion à un rythme toujours croissant, et une explication est que l'Univers est rempli d'énergie sombre qui fonctionne de manière opposée à la pesanteur. Une alternative à cette hypothèse est qu'une énorme bulle de l'espace relativement vide de huit milliards d'années-lumière de large entoure notre voisinage galactique. Si nous vivions près du centre de ce vide, les observations de galaxies s'éloignant des unes des autres à des vitesses s'accélérant seraient une illusion. Cette hypothèse a été infirmée parce que les astronomes ont affiné leur compréhension actuelle du rythme présent d'expansion de l'Univers avec une incertitude de juste 3.3 pour cent. La nouvelle mesure réduit la marge d'erreur de 30 pour cent sur la meilleure mesure précédente de Hubble en 2009. Les résultats sont rapportés dans l'édition du 1er Avril de The Astrophysical Journal.

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Le vaisseau spatial russe Soyouz TMA-M s'est séparé automatiquement de la Station spatiale internationale (ISS) le mercredi 16 Mars 2011. L'atterrissage du Soyouz TMA-M, ramenant sur Terre l'Américain Scott Kelly et les Russes Alexandre Kaleri et Oleg Skripotchka après un séjour de cinq mois dans l'espace, s'est déroulé avec succès à 07h54 UTC dans une zone au nord d'Arkalyk, dans les steppes du Kazakhstan. A bord de l'ISS est resté l'équipage composé du Russe Dmitri Kondratiev, de l'Américaine Catherine Coleman et de l'Italien Paolo Nespoli.

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Des étoiles « nouveaux nés » font des ravages dans leur nurserie
Une nouvelle image prise avec le Very Large Telescope de l'ESO nous offre une vue en gros plan des effets spectaculaires qu'ont des étoiles nouvellement nées sur le gaz et la poussière à partir desquels elles se sont formées. Bien que les étoiles elles-mêmes ne soient pas visibles, la matière qu'elles ont éjectée est en train d'entrer en collision avec les nuages de gaz et de poussière environnants, créant un paysage surréaliste d'arcs, de taches et de rayons lumineux.

La région de formation stellaire NGC 6729 fait partie d'une des nurseries d'étoiles les plus proches de la Terre et est de ce fait l'une des mieux étudiées. Cette nouvelle image prise avec le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO nous offre une vue en gros plan d'une partie de cette étrange et fascinante région. Les données nécessaires à la réalisation de cette image ont été sélectionnées dans les archives de l'ESO par Sergey Stepanenko dans le cadre du concours « les Trésors Cachés ». L'image de NGC 6729 réalisée par Sergey Stepanenko a été classée troisième du concours.

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Alors que le printemps continue à se dérouler sur Saturne, les averses d'Avril sur la plus grande lune de la planète, Titan, ont apporté des pluies de méthane dans ses déserts équatoriaux, comme révélé dans les images capturées par la sonde Cassini de la NASA.

C'est la première fois que les scientifiques obtiennent la preuve actuelle de la pluie trempant la surface de Titan, aux basses latitudes. Les observations sont publiées aujourd'hui dans la revue Science.

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A 01h10 UTC le 18 Mars 2011, les ingénieurs du Centre d'Opérations de la mission MESSENGER au Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) de Laurel, au Maryland, ont reçu les signaux radiométriques prévus confirmant l'arrêt nominal de la combustion et une insertion réussie de la sonde MESSENGER en orbite autour de la planète Mercure. Le vaisseau spatial s'est tourné vers la Terre à 01h45 UTC, et a commencé à transmettre des données. Après examen de ces données, les équipes d'ingénierie et d'opérations ont confirmé que la combustion a été exécutée correctement tous les sous-systèmes rapportant une combustion propre et sans erreurs notées.

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Des observations réalisées avec le « Very Large Telescope » de l'Observatoire Européen austral et deux autres télescopes ont mis en évidence une nouvelle prétendante au statut d'étoile la plus froide connue : une naine brune appartenant à un système double et ayant une température correspondant à peu près à celle d'une tasse de thé tout juste servie -- ce que nous considérons donc comme chaud en tant qu'humain, mais qui est extraordinairement froid pour la surface d'une étoile. Cet objet est tellement froid qu'il se trouve à la frontière, certes très floue, partageant les petites étoiles froides et les grosses planètes chaudes.

Les naines brunes sont essentiellement des étoiles ratées : elles n'ont pas une masse suffisante pour que leur force gravitationnelle déclenche les réactions nucléaires qui font briller les étoiles. La naine brune tout récemment découverte, identifiée en tant que CFBDSIR 1458+10B est l'objet le plus faible d'un système binaire de naines brunes situé à 75 années-lumière de la Terre.

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Le vaisseau spatial H-II Transfer Vehicle "KOUNOTORI2" (HTV2) quittera la Station Spatiale Internationale (ISS) le 28 Mars 2011 vers 15h45 UTC (29 Mars vers 00h45 a.m. JST) pour effectuer sa re-entrée dans l'atmosphère terrestre le 30 Mars vers 03h10 UTC (30 Mars vers 00h10 p.m JST).

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Cette image provient d'une observation très profonde de Chandra du reste de supernova Tycho, produite par l'explosion d'étoile naine blanche dans notre Galaxie. Les rayons X de faible énergie (en rouge) dans l'image montrent l'expansion des débris de l'explosion d'une supernova et les rayons X de haute énergie (en bleu) montrent l'onde de choc, une coquille d'électrons très énergétiques. Ces rayons X de haute énergie montrent un motif de "bandes" de rayons X jamais vu précédemment dans un reste de supernova. En passant la souris sur l'image couleur ci-dessus, deux régions contenant des bandes dans l'image de haute énergie peuvent être vues superposées à la version couleur. Quelques-unes des plus brillants bandes peuvent également être directement vues sur l'image en couleur, sur le côté droit du reste pointant du bord extérieur vers l'intérieur. Le fond stellaire est du DSS (Digitized Sky Survey) et ne montre que les étoiles à l'extérieur du reste.

Ces bandes peuvent fournir la première preuve directe que les restes de supernova peuvent accélérer des particules à des énergies cent fois supérieures à celle atteinte par l'accélérateur de particules le plus puissant sur Terre, le Large Hadron Collider. Les résultats pourraient expliquer pourquoi certaines des particules très énergétiques bombardent la Terre, appelées rayons cosmiques, sont produites, et ils fournissent un appui pour une théorie sur la façon dont les champs magnétiques peuvent être considérablement amplifiés dans ces ondes de choc.

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Prototype de systèmes d'étoiles doubles sources de rayons X binaire X et abritant un trou noir, Cygnus X-1 ne cesse d'être depuis sa découverte dans les années 60 l'objet de nombreuses études. En étudiant son comportement à haute énergie, une équipe internationale conduite par Philippe Laurent, astrophysicien au Service d'Astrophysique du CEA-Irfu et laboratoire APC a découvert une propriété étonnante de son émission, un fort degré de polarisation. Cette caractéristique requiert une organisation particulière du milieu émissif et les chercheurs situent cette émission à la base du jet compact radio, près de l'horizon du trou noir. Ces travaux, basés sur les données recueillies par le télescope Integral/Ibis, sont publiés dans la revue Science Express du 24 mars 2011.

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De nombreux types d'étoiles de la séquence principale émettent dans la partie rayons X du spectre. Dans les étoiles massives, les forts vents stellaires déchirant l'atmosphère étendue de l'étoile créent des photons de rayons X. Sur les étoiles de masse inférieure, les champs magnétiques tournant dans la photosphère chauffent suffisamment pour produire des rayons X. Mais entre ces deux mécanismes, dans les classes d'étoiles allant de la fin de B au milieu de A, aucun de ces mécanismes doit être suffisant pour produire des rayons X. Pourtant, lorsque les télescopes à rayons X ont examiné ces étoiles, de nombreuses ont été trouvées pour produire tout de même des rayons X.

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Le télescope Japonais de rayons X Suzaku vient de regarder de près l'amas de galaxies de Persée, et a révélé qu'il a un peu une roue de secours. Suzaku a exploré la faible émission de rayons X du gaz chaud entre deux bandes de l'amas de galaxies Persée. Les images qui en résultent, qui enregistrent des rayons X avec des énergies comprises entre 700 et 7000 électronvolts dans une exposition combinée de trois jours, sont présentées dans les deux bandes en fausses couleurs ci-dessus. Les couleurs plus bleues indiquent une moins intense émission de rayons X. Le cercle en pointillés est de 11,6 millions d'années-lumière de diamètre et marque ce qu'on appelle le rayon viriel, où le gaz froid est maintenant dans l'amas. Les cercles rouges indiquent les sources de rayons X non associées à l'amas. Les résultats apparaissent dans l'édition d'aujourd'hui de Science.

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Le vaisseau spatial Stardust a envoyé sa dernière transmission vers la Terre à 23h33 UTC jeudi 24 Mars 2011, peu après épuisement du carburant et la cession des opérations. Durant une période de 12 années, le vénérable vaisseau spatial a collecté et retourné du matériel cométaire vers la Terre et a été réutilisé après la fin de sa première mission en 2006 pour observer et étudier une autre comète en Février 2011. Lancé le 07 Février 1999, Stardust a survolé l'astéroïde nommé Annefrank et a voyagé à mi-chemin de Jupiter pour collecter des échantillons de particules de la comète Wild 2. Le vaisseau spatial est retourné au voisinage de la Terre pour y larguer une capsule de retour d'échantillons très attendue par les scientifiques cométaires.

La NASA a chargé la sonde en tant que Stardust-NExT d'effectuer une mission bonus et de survoler la comète Tempel 1, qui a été frappée par la mission Deep Impact en 2005. La mission a recueilli des images et autres données scientifiques pour comparer avec des images de la comète recueillies par la mission Deep Impact en 2005. Stardust a parcouru environ 21 millions de kilomètres autour du Soleil dans les semaines après le survol avec succès de Tempel 1. La mission Stardust-NExT a satisfait à tous les objectifs de la mission, et le vaisseau spatial a été un grand succès lors des deux missions. De son lancement jusqu'à l'épuisement final du carburant, Stardust a parcouru environ 5,69 milliards de kilomètres.

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MESSENGER a délivré sa première image depuis son entrée en orbite autour de Mercure le 17 Mars. Elle a été prise par l'instrument WAC (Wide Angle Camera) du MDIS (Mercury Dual Imaging System) lorsque le vaisseau spatial voguait haut au-dessus du pôle sud de Mercure, et fournit un aperçu des parties de la surface de Mercure non vues auparavant par un vaisseau spatial.

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Le nuage rouge vif sur cette nouvelle image du Very Large Telescope de l'ESO représente une région d'hydrogène ionisé lumineuse, entourant l'amas d'étoiles NGC 371. Cette nurserie stellaire se trouve dans la galaxie voisine de la nôtre, le Petit Nuage de Magellan.

L'objet dominant sur cette image pourrait ressembler à une flaque de sang, mais loin d'être associée à la mort, de telles régions d'hydrogène ionisé – connues sous le nom de région HII – sont des lieux de création avec de forts taux de naissances d'étoiles récentes. NGC371 est l'exemple type de ce genre de région ; c'est un amas ouvert entouré d'une nébuleuse. Les étoiles dans les amas ouverts sont toutes originaires de la même région HII diffuse et, au-delà d'un certain temps, la majorité de l'hydrogène est consommée par la formation stellaire, laissant derrière elle une coquille d'hydrogène semblable à celle que l'on voit sur cette image, avec un amas de jeunes étoiles chaudes.

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Une équipe internationale incluant des chercheurs du LESIA (Observatoire de Paris, CNRS, Université Pierre et Marie Curie, Université Paris Diderot), de l'AIM (CEA-Irfu, CNRS, Université Paris Diderot) et de l'IAS (CNRS, Université Paris-Sud 11) vient de réussir à mesurer des oscillations qui sondent directement le cœur des géantes rouges. Avec les données des satellites Kepler de la Nasa et CoRoT du CNES, les astrophysiciens accèdent aujourd'hui directement au cœur de ces étoiles, un domaine jusqu'ici opaque aux diverses analyses. Les chercheurs ont utilisé la sismologie stellaire, qui consiste à analyser les très faibles variations de luminosité d'une étoile, qui traduisent les oscillations de sa structure. Ils ont pu distinguer où se situent les réactions de fusion nucléaire, selon les cas au cœur même de l'étoile ou dans des couches plus externes : une découverte majeure pour la compréhension des étoiles géantes rouges, car jusqu'ici rien ne permettait aux astronomes d'isoler ces deux étapes particulières de la vie d'une étoile. Les résultats sont publiés dans la revue Nature du 31 mars 2011.

Les géantes rouges représentent un stade avancé de l'évolution d'une étoile. Au bout de plusieurs milliards d'années d'existence d'une étoile telle que le Soleil, lorsque l'hydrogène a été totalement brûlé au centre, les réactions nucléaires de fusion se déplacent vers les couches plus extérieures. L'étoile enfle, devient géante et rouge car l'enveloppe stellaire se refroidit en se dilatant. En même temps, les régions centrales privées de source d'énergie se contractent. Lorsque le cœur de l'étoile devient suffisamment dense, l'hélium qu'il contient peut à son tour entrer en fusion. Jusqu'ici aucun moyen ne permettait de distinguer ces deux étapes très différentes de la vie d'une étoile car, de l'extérieur, elles ne montrent pas de différence notable.

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Mars Express de l'ESA a renvoyé des images de volcans coiffés de brume situés dans l'hémisphère nord de la planète rouge. Longtemps après que l'activité volcanique a cessé, la zone a été transformée par des impacts de météores qui ont déposé la matière éjectée sur les flancs inférieurs des volcans.

Des caractéristiques permanentes et éphémères sont présentées dans cette nouvelle image publiée de Mars. L'image est tirée des données acquises au cours de trois orbites de Mars Express de l'ESA entre le 25 Novembre 2004 et le 22 Juin 2006. En ce moment, ces volcans éteints ne devraient pas changer, mais, au cours de l'orbite du milieu, Mars Express a capturé des nuages de glace à la dérive au sommet de Ceraunius Tholus.

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Le vaisseau Soyouz-TMA-21 a été lancé mardi matin à 04h18 heure locale (lundi 04 Avril 2011 à 22h18 TU, mardi 05 Avril à 00h18 heure de Paris) depuis le cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan, avec trois cosmonautes à bord pour rejoindre la Station spatiale internationale (ISS). Le vaisseau spatial qui vient de partir a été nommé Gagarine en l'honneur du 50e anniversaire du voyage du premier homme dans l'espace, réalisé le 12 Avril 1961 par le cosmonaute russe Iouri Gagarine. L'équipage du vaisseau Gagarine, composé des deux cosmonautes russes Andrey Borisenko et Alexander Samokutyaev et de l'astronaute américain Ronald Garan, devrait rejoindre l'ISS le 07 Avril pour un séjour de six mois.

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Le dernier vol de la navette américaine Endeavour a été reporté du 20 au 29 Avril pour éviter qu'il coïncide avec le lancement et l'arrimage du vaisseau russe Progress M-10M programmés respectivement pour le 27 et le 29 avril, a annoncé la NASA.

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La capsule Soyouz TMA-21, rebaptisée Gagarine pour célébrer le 50e anniversaire du vol du premier homme dans l'espace Youri Gagarine, s'est arrimée jeudi 07 Avril 2011 avec succès à la Station spatiale internationale (ISS) avec à bord deux Russes et un Américain. La capsule s'est arrimée au module russe MIM-2 en régime automatique à 03h09 heure de Moscou (23h09 UTC mercredi). Les ingénieurs de vol de l'Expédition 27 Ron Garan, Alexander Samokutyaev et Andrey Borisenko ont rejoint ainsi les résidents actuels de la Station, le commandant Dmitry Kondratyev et les ingénieurs de vol Cady Coleman et Paolo Nespoli, et commencent un séjour de près de six mois à bord du laboratoire orbital.

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Le manteau de Mars se refroidirait de 30 à 40°C par milliard d'années. C'est la conclusion des chercheurs du CNRS et de l'Université Paul Sabatier à Toulouse, qui ont reconstitué l'évolution thermique de cette planète depuis 4 milliards d'années, pour la première fois, à partir de la composition des roches volcaniques observées par satellite. Ces valeurs impliquent un refroidissement plus lent que pour la Terre (70 à 100°C par milliard d'années). Elles soulignent la particularité de notre planète, dont l'évolution thermique est influencée par la tectonique des plaques. Les résultats sont publiés dans la revue Nature (advanced online publication du 6 avril 2011).

L'histoire de l'eau et l'évolution du climat sur Mars ont fait l'objet d'une attention considérable ces dernières décennies. Cependant, l'évolution d'une planète doit être envisagée dans sa globalité. Cela nécessite de comprendre l'évolution thermique et dynamique de l'intérieur planétaire en relation avec l'activité volcanique ou tectonique. En effet, la formation d'un volcan résulte de la fusion partielle des roches du manteau, et de l'ascension de ces liquides magmatiques jusqu'à leur éruption en surface. La composition des liquides magmatiques est contrôlée par la profondeur (pression) et la température à laquelle la fusion a lieu. Par exemple, les roches volcaniques terrestres d'âge archéen (il y a environ 3 milliards d'années) suggèrent que le manteau de notre planète était plus chaud à cette époque qu'aujourd'hui. C'est ce lien entre la chimie des magmas et les conditions de fusion que les chercheurs de l'Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/Université Paul Sabatier), à l'Observatoire Midi-Pyrénées, ont exploité pour Mars.

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Le satellite Swift, le télescope spatial Hubble, et l'Observatoire de rayons X Chandra se sont associés pour étudier l'une des plus curieuses explosions cosmiques jamais observées. Plus d'une semaine plus tard, le rayonnement de haute énergie continue à s'illuminer et à s'estomper de son emplacement. Les astronomes disent qu'ils n'ont jamais vu auparavant un tel sursaut lumineux et variable, de haute énergie et de longue durée. Habituellement, les sursauts de rayons gamma marquent la destruction d'une étoile massive, et les éruptions de ces événements ne durent jamais plus de quelques heures.

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Une collaboration internationale incluant des chercheurs de l'Observatoire de Paris et du CNRS s'est intéressée à la rotation complexe du tourbillon qui affecte l'atmosphère de Vénus au pôle Sud. Ce mouvement a ainsi été mesuré avec précision, permettant de lever une partie du mystère entourant la circulation atmosphérique de Vénus. Publiés jeudi 7 avril dans l'édition en ligne Science Express de la revue Science, ces travaux ont notamment bénéficié, en France, du soutien du CNES et du CNRS.

Les images infrarouges, transmises par la sonde européenne Venus Express, montrent qu'une structure en forme de spirale ou de 'S' inversé est présente en permanence au niveau des régions polaires australes de la planète. En outre, sa morphologie évolue de manière plus ou moins régulière, en moins de 24 heures. Ce phénomène météorologique est un élément important - mais encore mal compris - de la circulation générale autour l'astre. Des tourbillons (« vortex ») analogues existent sur toutes les planètes à atmosphère, y compris la Terre, au sein du Système solaire. Dans le cas de Vénus, le mouvement a pu être mesuré avec précision : le centre de rotation du tourbillon est décalé de 3 degrés par rapport au pôle Sud géographique. Il tourne en 5 à 10 jours terrestres autour de ce dernier.

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Une équipe de chercheurs, menée par Johan Richard (Centre de recherche et d'Astrophysique de Lyon - CNRS/Université Lyon 1/ENS Lyon) et Jean-Paul Kneib (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille - CNRS/Université de Provence) a découvert une galaxie lointaine qui contiendrait des étoiles âgées de 750 millions d'années, plaçant l'époque de sa formation à environ 200 millions d'années après le Big Bang. Ces résultats obtenus grâce aux effets de lentille gravitationnelle d'un amas de galaxies, suggèrent que les premières galaxies se seraient formées bien plus tôt que prévu et apportent un éclairage capital sur leur formation et sur leur évolution au début de l'Univers. Ils seront publiés en avril 2011 sur le site de la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

D'après Johan Richard, premier auteur de l'article : "les mesures obtenues sur cette galaxie lointaine suggèrent qu'elle aurait commencé à former ses étoiles seulement 200 millions d'années après le Big Bang." La découverte d'une telle galaxie défie les théories de formation et d'évolution des galaxies actuellement en vigueur. Elle pourrait aider à résoudre le mystère concernant la réionisation du gaz d'hydrogène neutre qui remplissait l'Univers à ses débuts.

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Cette image de la nébuleuse NGC 3582, réalisée avec la caméra WFI sur le télescope MGP/ESO de 2,2 mètres à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili, révèle des boucles géantes de gaz ayant une ressemblance frappante avec les protubérances solaires. On pense que ces boucles ont été éjectées par des étoiles en train de mourir, mais de nouvelles étoiles sont également en train de naitre dans cette nurserie stellaire. Ces jeunes étoiles pleines d'énergie émettent d'intenses radiations ultraviolettes qui font briller le gaz de la nébuleuse, produisant le spectacle rougeoyant que nous découvrons sur cette image.

NGC 3582 fait partie d'une grande région de formation d'étoiles de la Voie Lactée appelée RCW 57. Elle se trouve à proximité du plan du disque de la Voie Lactée dans la constellation australe de la Carène. John Herschel fut le premier à voir cette région complexe de nuages de gaz rougeoyant et de poussière sombre, en 1834, pendant son séjour en Afrique du Sud.

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