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Mise à jour : 25 Avril 2006

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ARCHIVES DES ASTRONEWS

Sommaire de ce numéro :

Soirée Gagarine à Planète Sciences : compte rendu. (25/04/2006)

Les constantes : Quelle précision? (25/04/2006)

ESO : L'incroyable richesse du vide! (25/04/2006)

Véga : Une étoile à comètes? (25/04/2006)

Xena : Hubble lui fait subir une cure d'amaigrissement! (25/04/2006)

Chandra : Monsieur X de l'espace. (25/04/2006)

XMM : Un autre Monsieur X dans l'espace. (25/04/2006)

Columbus : Il a passé les derniers test, départ pour les USA en Mai. (25/04/2006)

Cassini-Saturne :.Dioné et Janus par la tranche. (25/04/2006)

Cassini-Saturne :.Un croissant dans l'espace. (25/04/2006)

Les rovers martiens.:.Spirit, un Parking pour l'hiver (martien)! (25/04/2006)

Les rovers martiens : Opportunity vers Victoria. (25/04/2006)

Mars Express :.De l'alpha à l'OMEGA! (25/04/2006)

SMART : Un terrain étrange dans l'océan des tempêtes. (25/04/2006)

Livre conseillé :.Le roman du Big Bang par Simon Singh chez JC Lattès (25/04/2006)

Les magazines conseillés :.Espace Magazine de Mai est paru. (25/04/2006)

LES CONSTANTES : QUELLE PRÉCISION ? (25/04/2006)

Notre ami Christian Larcher nous fait parvenir un petit texte de réflexion sur ce qu'est être une constante, le voici :

Dans le système international il existe 7 unités de base :
Le mètre, le kilogramme, la seconde, l'ampère, la mole, le kelvin et la candela.
Pour chaque unité on cherche constamment à obtenir la plus grande précision possible. Par exemple vous trouverez sur le site du Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) les précision suivantes :

- Temps : 1 partie pour 10 puissance 15
- Longueur : 1 partie pour 10 puissance 12
- Masse : 2 parties pour 10 puissance 9
- Intensité électrique : 9 parties pour 10 puissance 8
- Quantité de matière : 2 parties pour 10 puissance 9
- Température kelvin : 3 parties pour 10 puissance 7
- Intensité lumineuse : 1 partie pour 10 puissance 4.

On voit, qu'en ce qui concerne la précision, c'est l'unité de temps qui détient la palme.
Les valeurs précises des constantes de la physique c, h, G… dépendent bien évidemment de la précision des unités qui servent à les déterminer. Les unités de base sont des conventions dont les définitions évoluent au cours des siècles et même des années ; il s'agit d'améliorer la précision et d'éviter la dépendance à un objet comme cela reste le cas actuellement pour le cylindre étalon en platine iridié, déposé au BIPM, qui définit le kilogramme.

L'histoire du mètre, « mesure révolutionnaire », fut à cet égard très instructive.
Le mètre, aujourd'hui, dérive de la valeur de la vitesse de la lumière qui devient une constante dont la valeur, fixée par décret en 1983, vaut exactement : 299 792 458 m/s
En fait cette constante est bien plus que la vitesse de la lumière dans le vide. On pourrait l'appeler « constante de structure de l'espace-temps ».

La définition de la valeur du mètre bénéficie de l'extrême précision de la définition de la seconde du temps qui depuis 1967 est :
« La durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 ». On appellera fm la fréquence correspondante.

Il en résulte une nouvelle définition du mètre :
«Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/ 299 792 458 de seconde »
On peut de même relier toutes les autres unités à l'unité la plus précise : celle du temps, sauf pour l'unité de température, le kelvin, qui échappe totalement à l'emprise du temps.

En ce qui concerne le kilogramme, qui est la dernière unité dépendant d'un objet, des recherches sont en cours.

Une des possibilités est la suivante :
La plus connue des relations d'Einstein relie masse et énergie selon l'équation
E = mc² ou m = E/c².
Une autre relation, toujours d'Albert Einstein, relie énergie et fréquence ou temps : E = hf = h/T.
On voit que l'on peut relier la définition de l'unité de la masse à la définition de l'unité de temps.

Cela nécessiterait cependant que la constante h soit parfaitement connue ou définie par décret.

On pourrait par exemple prendre h = 1(kg).c²/fm.

En définitive on pourrait définir le kilogramme comme un multiple de la masse correspondant à une fréquence donnée. Par exemple celle qui permet de définir la seconde à partir d'une transition électronique bien spécifique de fréquence fm.

Une des définitions proposées pour définir le kilogramme serait : « Le kilogramme est la masse d'un corps dont l'énergie équivalente est égale à celles de photons dont la somme des fréquences vaut 135 639 274 x 10⁴² » hertz.

« Ce n'est pas la valeur numérique des constantes qui importe mais les ponts que ces constantes jettent entre les différents concepts » disent JP Uzan et B Leclercq dans leur ouvrage « De l'importance d'être une constante » (p 97).

Pour en savoir plus :
- http://www.bipm.fr/fr/si/si_constants.html
- Sciences et Avenir n° hors série 141, Décembre 2004/ Janvier 2005 :
« Vers une physique sans constante ? Les 3 constantes de l'univers ».
- G. Cohen-Tannoudji (2003). Les constantes universelles. Paris : Hachette littératures.
- JP Uzan ; B Leclercq ( 2005). De l'importance d'être une constante. Paris : Dunod.
- JP Uzan ; R Lehoucq ( 2005). Les constantes fondamentales. Paris : Belin
- Tony Jones (2003). Combien dure une seconde ? EDP Sciences


Christian Larcher

Janvier 2006

ESO : L'INCROYABLE RICHESSE DU VIDE! (25/04/2006)

(Photo ESO)

On se rappelle tous l'image impressionnant prise par Hubble appelée HDF : Hubble Deep Field, et sur laquelle on voyait des galaxies à perte de vue, et bien nos amis de l'ESO du Chili viennent de publier une image comparable.

Pour une fois ce n'est pas le Paranal avec le VLT mais le site voisin de La Silla.

Cette image fait approximativement 300 millions de pixels et correspond à 64 heures d'observation et à 714 images individuelles avec la caméra grand angle du télescope de 2,2m de La Silla.

Cette région est grande comme 5 fois la pleine lune et une des régions du ciel en principe les plus vides.

On peut y voir des objets 100 millions de fois plus faibles qu'on ne les verrait à l'œil nu.

Vous pouvez voir cette image aussi en mode Zoom en cliquant sur ce lien. Vous aurez lors toute la résolution.

Cet endroit a été choisi car il est vide à l'œil nu, il s'appelle Deep 3. Avec les autres régions baptisées Deep 1 et 2 elles font partie d'une étude du ciel appelée Deep Public Survey (DPS) proposée par l'ESO et couvrant trois zones de chacune 1 degré carré approximativement.

Deep 3 est située dans "la Tasse" (Crater en latin) une constellation du Sud bien sûr, constellation qui présente généralement peu d'intérêt vu son manque d'étoiles visibles.

La notion de vide est une notion relative comme le soulignent nos amis de l'ESO, voici par exemple un petit extrait de cette photo, où l'on voit la galaxie la plus brillante dans le coin supérieur gauche elle est à 60 millions d'années lumière et l'étoile la plus brillante UW Crateris qui est une géante rouge située dans le coin supérieur droit. C'est une étoile variable.

Dans la photo en haute résolution on peut apercevoir dans le bas de l'image un ensemble de galaxies en forme de S, chacune d'elles a la même taille que notre propres galaxies et contient des milliards d'étoiles.

Autre beau détail à voir : http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2006/images/phot-14c-06-normal.jpg

Vous pouvez retrouver tous les objets cités en les rentrant dans la base de donnée de l'Université de Strasbourg qui s'appelle SIMBAD en y rentrant ses données, par exemple la galaxie citée plus haut s'appelle :

ESO 570-19 , si vous rentrez ces données dans SIMBAD voilà ce que vous obtenez ensuite vous pouvez continuer et plonger plus profondément dans la base de données. Il vous faudra certainement Java pour profiter à plein du système.

VÉGA : UNE ÉTOILE À COMÈTES? (25/04/2006)

(illustration Nature)

L'observation du voisinage immédiat d'une étoile autre que le Soleil vient d'être réalisée pour la première fois. Un disque de débris constitué de grains de poussières chauds (1300°C), résidus de l'évaporation de comètes et de collisions entre astéroïdes, a en effet été détecté pour la première fois autour de Véga. Cette découverte est le fruit du travail d'une équipe internationale, comprenant des chercheurs de l'Observatoire de Paris (LESIA).

Voici le rapport de l'Observatoire de Paris :

Autour de Véga circulent des débris chauds, résidus de l'évaporation de comètes et de collisions entre astéroïdes. Leur étude révèle la nature du disque qui entoure l'étoile, dont seule la partie la plus lointaine était connue jusqu'à présent. Cette détection constitue aussi une première en interférométrie optique.

Une équipe internationale (voir note 1) a détecté, pour la première fois, la présence d'un faible flux infrarouge dans l'environnement proche de Véga (voir note 2). Cette lumière est 78 fois moins importante que celle de l'étoile (aux longueurs d'onde d'observation, comprises entre 2 et 2.5 micromètres). L'interprétation la plus vraisemblable est que Véga est entourée de particules chauffées par l'étoile jusqu'à des températures avoisinant les 1300°C.

Le fait que Véga soit entourée d'un disque de poussières est connu depuis que le satellite IRAS a découvert qu'elle émettait bien plus de lumière qu'elle ne devrait dans l'infrarouge lointain.

Il s'avère que ce rayonnement est dû à l'existence d'un anneau de particules produites par les collisions multiples entre des corps plus importants (comme ceux de la ceinture de Kuiper dans le système solaire). 

Ce phénomène se retrouve aussi sur plusieurs autres étoiles semblables, bien connues des astronomes, comme beta Pictoris ou epsilon Eridani.

Pour ces étoiles, comme pour Véga, il a même été possible de faire une image de l'anneau.

Celui-ci se trouve loin de l'étoile (dans le cas de Véga par exemple, trois fois plus loin que la distance qui sépare le Soleil de Pluton), et les particules qui le constituent sont donc très froides (-190°C).

Mais jusqu'à présent, rien n'était connu de la zone intérieure de ces anneaux, c'est à dire à des distances comparables à la distance Terre-Soleil. Cette zone contient-elle aussi des poussières? C'est le cas de notre système solaire, où les poussières interplanétaires réparties dans le nuage zodiacal peuvent être observées à l'œil nu, juste après le coucher du soleil et lorsque le ciel est très pur, comme une lueur diffuse le long de l'écliptique: la lumière zodiacale. Mais rien n'avait pu jusqu'à présent être détecté pour les autres étoiles, car la résolution angulaire nécessaire dépasse les capacités d'un télescope unique, qui par ailleurs est ébloui par l'éclat de l'astre central. 

Les résultats ainsi obtenus ont été comparés avec des résultats spectrométriques antérieurs. Il semblerait que les particules autour de Véga ont une composition chimique sensiblement différente de celles du système solaire, avec une prédominance de matériaux réfractaires (comme le graphite), alors que notre nuage zodiacal contient surtout des silicates. Elles seraient aussi en moyenne plus petites, avec des grains dont la taille dépasse rarement le micromètre (bien plus petite que la poussière domestique; on peut les comparer en cela aux particules qui constituent la fumée de cigarette). Or des grains aussi petits sont normalement chassés par la pression créée par l'intense rayonnement de Véga et ne peuvent subsister plus de quelques années à proximité de l'étoile: leur présence prouve donc qu'ils sont produits en permanence, probablement dans une phase d'intense bombardement météoritique et cométaire comme celle qu'à connu la Terre aux origines du système solaire. Le taux de production des poussières correspondrait au passage quotidien de 13 grosses comètes dans l'environnement de Véga.

Pour parvenir à ce résultat l'équipe a obtenu des mesures interférométriques de haute précision combinant le réseau du Center for High Angular Resolution Astronomy (CHARA)(voir note 3 et schéma) et l'instrument focal FLUOR,

Ces résultats font l'objet d'un article ("Circumstellar material in the Vega inner system revealed by CHARA/FLUOR") qui sera dans la revue Astronomy and Astrophysics.

Pendant la même campagne d'observations, l'atmosphère de Véga a aussi été étudiée.

Les observations ont confirmé que l'étoile elle-même est étonnante: comme elle tourne très rapidement sur elle-même (en 12.5 heures), elle présente une forme lenticulaire, aplatie aux pôles, et ceux-ci se trouvent plus chauds (de 2300°) et plus brillants que l'équateur. Cependant, pour un observateur terrestre Véga apparaît circulaire, car elle est vue pratiquement depuis le pôle.

(1) L'équipe est constituée de O. Absil (Université de Liège); E. di Folco (Observatoire de Genève); J.-C. Augereau (Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble, UMR CNRS, Université Joseph Fourier); A. Mérand, V. Coudé du Foresto et P. Kervella (LESIA, UMR CNRS, Observatoire de Paris, Universités Paris VI et VII); J.-P. Aufdenberg et S. Ridgway (NOAO); D. Berger, T. ten Brummelaar, J. Sturmann, L. Sturmann, N. Turner, and H. McAlister (CHARA, Georgia State University).

(2) Véga est une étoile importante en astronomie à plus d'un titre: tout d'abord, c'est la cinquième étoile la plus brillante du ciel nocturne, une des trois "belles d'été" (avec Deneb et Altaïr), qui forment un grand triangle au zénith de nos latitudes au cours des soirées estivales. Véga a longtemps été considérée comme une étoile de référence, et c'est à elle que l'éclat de toutes les autres est comparé. Située à 25 années lumière (donc relativement proche du Soleil), elle est environ trois fois plus grosse et plus massive que le Soleil, et 60 fois plus lumineuse que lui. Avec un âge de 350 millions d'années, elle est aussi beaucoup plus jeune que notre étoile (4,5 milliards d'années).

(3) Le réseau interférométrique CHARA comprend six télescopes de 1 mètre de diamètre répartis sur le Mont Wilson en Californie, et est opéré par l'Université d'Etat de Géorgie (GSU: Georgia State University). Il permet de simuler un télescope géant de près de 330 mètres, et ainsi de distinguer des détails de seulement 200 microsecondes d'angle, à peine plus gros qu'un ballon de football vu de la lune. La lumière collectée par le réseau CHARA était recombinée par l'instrument FLUOR (Fiber Linked Unit for Optical Recombination), développé par le Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (LESIA) de l'Observatoire de Paris

POUR ALLER PLUS LOIN :

Voir aussi le communiqué de presse du CNRS.

Sur Véga et sa très grande vitesse de rotation on consultera avec intérêt cet article de la NOAO.

On y parle de la comparaison avec notre Soleil aussi.

Due à la rotation rapide Véga s'aplatit et devient comme un ballon de rugby à l'équateur et ceci de 23% comme le montre cette étude.

On le remarque peu car on voit Véga du "dessus" vue du pôle.

La rotation rapide de Véga vient aussi d'être confirmée par l'Université Stony Brook de NY.

Cela produit des différences de température entre les pôles (plus chauds, ils sont à 10.000°C) et l'équateur de plus de 2400°C car l'équateur est plus loin du centre à cause du bourrelet.

XENA : HUBBLE LUI FAIT SUBIR UNE CURE D'AMAIGRISSEMENT! (25/04/2006)

(Photo NASA/HST)

Les observations au sol de cet objet de Kuiper baptisé officiellement 2003 UB 313 avaient donné une taille de cet objet beaucoup plus grosse que celle de Pluton (près d'un tiers plus gros); notre observatoire spatial Hubble a remis les pendules à l'heure.

Il a réussi à viser Xena et a en faire les premières photos par sa caméra ACS les 9 et 10 Décembre 2005, il s'avère que sa taille serait seulement légèrement plus grande que Pluton : 2400km de diamètre soit approximativement 100km de plus que la neuvième planète.

Taille sur l'image : 1,5 pixel !!!!

Comme Xena est plus petite que ce qui avait été évalué précédemment, cela peut signifier qu'elle c'est un objet qui réfléchit très fortement la lumière (albédo évalué à 0,86!) et peut être même aussi réfléchissant qu'Encelade le satellite de Saturne, objet le plus brillant du système solaire.

Les scientifiques pensent que sa surface pourrait être recouverte de méthane gelé et qu'il aurait pu avoir une légère atmosphère de méthane qui se condenserait en s'éloignant du soleil.

Xena trace son orbite en 560 ans (Pluton 250 ans) et est maintenant très proche de son aphélie (point le plus éloigné du Soleil), sa température est évaluée à –240°C en ce moment.

Elle est située sur une orbite très elliptique de 37UA à 97UA (Pluton de 30 à 50UA, ce qui veut dire qu'il existe des périodes où Xena est plus prés de nous que Pluton).

Rappelons que la ceinture de Kuiper abrite des milliers d'objets similaires à Xena, ce qui pose le délicat problème de la qualification de planète ou pas pour Pluton et ses coreligionnaires.

(Illustration :NASA)

Mike Brown du Caltech, le découvreur de Xena (nom non officiel!) a aussi mis au jour que ce petit corps avait un petit compagnon, un satellite que l'on a baptisé Gabrielle, qui aurait 250km de diamètre, c'est très important car Newton nous permettra lorsque l'orbite de Gabrielle sera déterminée de calculer la masse exacte de Xena (rappelez vous vos cours de classe de seconde, sinon relisez cet article de ce site à ce sujet avec quelques formules mathématiques simples) et ainsi essayer d'évaluer sa composition.

POUR ALLER PLUS LOIN :

Tout sur la découverte de cette dixième planète par le Caltech