Photos
d'amateurs :.Les aurores polaires de Th Legault. (02/03/2013)
Les
magazines conseillés :.Sciences et Avenir de Mars avec un thème
sur la physique quantique.
(02/03/2013)
LA
MÉTÉORITE DE TCHELIABINSK : DE GROS DÉGÂTS!
(02/03/2013)
Quelle
coïncidence, ce 15 Février 2013, jour où nous attendions le passage de
l’astéroïde 2012 DA14, que de voir cet improbable météorite traverser
le ciel russe et s’écraser avec fracas et dégâts dans la région de
l’Oural à Tcheliabinsk, située à 1500km à l’Est de Moscou.
J’avais
immédiatement pensé que c’était lié à l’astéroïde, mais de
nombreux astronomes m’ont affirmé le contraire. Soit !
Alors,
que s’est-il passé ?
Dans
la matinée du 15 Février 2013, cette météorite a pénétré l’atmosphère
et a brûlé en partie au dessus de cette ville avant de s’écraser dans
un lac aux alentours (lac Chebarkul à 70km au SO de la ville).
La
trajectoire allait du NE au SO avec un angle de 20° au dessus de
l’horizon. La vitesse était estimée à 18km/s !
La
taille de l’objet a été estimée à approximativement 17m (basée sur
les fréquences sonores des infra sons émis) pour une masse originelle de
7000 à 10.000 tonnes.
L’explosion
correspondait à 30 fois Hiroshima à 20km d’altitude. La trace faisait
500km de long.
C’est l événement
le plus important depuis un siècle,
depuis la Tungunska, aussi en Russie. Pas étonnant, la Russie est le pays
le plus étendu au monde, près de 12 fuseaux horaires !.
La
météorite a parcouru l’atmosphère pendant un temps relativement long :
30 secondes , avant de se briser et de produire de nombreuses ondes de
choc.
Ce
ne sont pas les fragments qui ont occasionné des blessures et dégâts ,
mais justement ces ondes de choc, que l’on peut entendre sur les vidéos
ci dessous. Plus d’un millier de personnes aurait été blessé par des éclats
de verre et écroulements de maisons.
De
nombreux témoignages vidéo sont disponibles, on pourrait se poser la
question, de pourquoi un si grand nombre, les gens avaient-ils prévu un tel
événement. Et bien non ! En fait cela est lié au fait que la plupart
des voitures nouvelles en Russie sont livrées avec des webcam qui filment
en continu, pour des raisons de sécurité, disons.
Pourquoi
ne l’a-t-on pas détecté à l’aide des programmes de surveillance
d’astéroïdes ? Car il est trop petit et aussi parce qu’il
provenait de la partie éclairée de la Terre et donc difficile à détecter
en plein jour.
Vidéo
montrant différentes vues de la météorite pénétrant l’atmosphère près
de Tcheliabinsk.
Vidéo
Vidéo
montrant les dégâts occasionnés par les ondes de choc.
ASTÉROÏDES :
2012 DA14 NOUS A RASÉ LES MOUSTACHES LE 15 FÉVRIER 2013 ! (02/03/2013)
Comme
annoncé précédemment, l’astéroïde 2012 DA14 a bien frôlé notre planète
ce vendredi 15 Février entre 20H et 22h en France.
Il
était imposant (50m près de 150.000 tonnes 27.000km d’altitude) et
beaucoup espérait pouvoir l’apercevoir.
Ce
fut notre cas à Plaisir (Yvelines) avec l’association
VEGA, où nous avions sorti nos instruments , mais la soirée n’a pas
été couronnée de succès malgré un ciel bienveillant.
Heureusement
beaucoup d’autres ont réussi à photographier ce gros caillou.
Notamment
nos amis du Pic du Midi qui ont pris plusieurs milliers d’images.
Voici
une vidéo du Pic (de 21H à 21H15 heure de Paris) prise par François
Colas, où l’on voit l’astéroïde surgir du coin inférieur droit de
l’image et monter vers le coin supérieur gauche.
Vous
remarquerez le passage d’une étoile filante vers la fin de la séquence.
(Observatoire
de Paris / CNRS / IMCCE / OMP / F. Colas / S. Bouley / B. gaillard / C.
Nitschelm)
Ce
sont les équipes
de l’IMCCE qui sont chargées de suivre cet astéroïde.
Cet
astéroïde a été découvert à l’observatoire de La Sagra, Andalousie,
Espagne, le 22 février 2012 lors de son passage à 2,6 millions de kilomètres
de distance.
Sa
période : 366 jours, c’est un géocroiseur (en anglais NEA Near
Earth Asteroid) de la famille
des Apollos.
C/2011 L4 PANSTARRS : LA COMÈTE DE MARS 2013 ! (02/03/2013)
Dans
la nuit du 5 au 6 juin 2011, une nouvelle comète a été découverte par
hasard à l’aide du télescope Pan-STARRS 1, depuis l’observatoire du
mont Haleakala, situé sur la deuxième plus grande île de l'archipel
d'Hawaï : Maui.
Les
prévisions d’orbite effectuées par Patrick Rocher, astronome à l’Institut
de Mécanique Céleste de Calcul des Éphémérides IMCCE de l’Observatoire
de Paris, reposent sur les données de 1385 observations collectées dans le
monde du 21 mai 2011 au 9 février 2013. Ils prennent en compte les effets
induits par l’ensemble des planètes, du Soleil et la relativité générale
d’Albert Einstein. L’incertitude résiduelle sur la position de
l’astre est estimée à 0,34 seconde d’arc : 1/6000 du diamètre
apparent de la Pleine Lune dans le ciel.
Au
final, C/2011 passera à 164
millions de kilomètres de la Terre, mardi 5 mars à 11 heures 7
minutes 33 secondes, et à 45 millions de kilomètres de distance du Soleil,
dimanche 10 mars à 5 heures 3 minutes et 12 secondes.
Les
estimations de luminosité s’appuient sur 300 à 700 observations.
De
nombreux chercheurs (dont nos fidèles amis Nicolas Biver, Jacques Crovisier,
Patrick Rocher etc..) se mobilisent pour collecter le plus d’informations
sur cette comète.
LES
CEINTURES VAN ALLEN : UNE 3ème VIENT D’ÊTRE DÉCOUVERTE !
(02/03/2013)
On
se rappelle de l’article
publié il y a quelques mois sur ce couple de sondes spatiales chargées
d’étudier les ceintures de radiation de notre planète ; les RBSP
(Radiation Belt Storm Probes).
Cela
avait même donné lieu à un article et un interview que j’avais publié
dans la revue l’Astronomie (Novembre 2012).
Et
bien nos vaillantes sondes lancées en Août 2012, viennent de découvrir une
troisième ceinture, jusque là encore inconnue.
Ce sont les scientifiques du JHUAPL (Johns
Hopkins University Applied Physics Laboratory du Maryland qui sont
responsables de cette mission (comme Deep Impact ou Messenger).
C’est
Nicky Fox (voir photo), la responsable scientifique de la mission que nous
avions interviewée à l’époque, qui a révélé cette découverte lors
d’une conférence de presse à la NASA.
Même
55 ans après leur découverte, les ceintures de radiation de la Terre sont
capables de nous surprendre dira-t-elle.
On
a observé cette 3ème ceinture pendant 4 semaines avant une
puissante tempête solaire qui l’a annihilée.
On
peut voir
et télécharger une vidéo explicative de cette 3ème
ceinture évanescente.
On
peut ainsi étudier en direct les changements et les évolutions de ces
ceintures en fonction des activités solaires et en déduire les conséquences
pour les différentes flottes de satellites frôlant ces zones dangereuses.
Vue
en coupe des ceintures de Van Allen (en rouge) encerclant la Terre.
(avant la découverte de la 3ème)
crédit NASA.
Découverte
de la 3ème ceinture (jaune) située
au delà de la ceinture externe (outer)
Crédit: NASA/Van Allen Probes/GSFC
Le
satellite indien SARAL (acronyme de Satellite with ARgos and Altika)
a été mis en orbite ce lundi 25 février 2013, depuis le centre spatial de
Satish Dhawan, dans le sud de l'Inde. À son bord : un instrument de
nouvelle génération, le radar Altika développé par le CNES, devrait
permettre de mieux comprendre le climat.
Une fusée indienne PSLV-C20 s'est arrachée du
sol du centre spatial de Satish Dhawan, ce lundi 25 février, à 17h31
(heure locale), 13h31 (heure de Paris), pour mettre en orbite le satellite
SARAL. L'engin a été placé sur une orbite à près de 800 km
d'altitude au bout de seulement 20 min de vol, sur la même orbite qu’ENVISAT,
afin d'assurer pour
l'altimétrie une continuité des observations sur le long terme.
A bord du satellite et pour la 1ere fois de
l'histoire, le
radar AltiKa, développé par le CNES, fonctionnera en bande Ka (35.75
GHz, 500 MHz). Une fréquence élevée qui devrait permettre à
l'instrument de s'affranchir des perturbations ionosphériques mais
aussi d'avoir une meilleure résolution spatiale et verticale. Il sera
capable de fournir des mesures plus précises que ses prédécesseurs.
Quelles sont donc les principales fonctions de
SARAL ?
Et tout d’abord qu’appelle-t-on altimétrie ?
L’altimétrie spatiale est une technique
d’observation qui consiste à mesurer la topographie de surface (des
surfaces d’eau essentiellement) depuis un satellite.
Le principe:
Un
radar altimètre qui mesure le temps de trajet
aller-retour d’un « écho » émis par le satellite et réfléchi
par la surface d’eau
Un système d’orbitographie précise qui détermine
la position exacte du satellite
Différents éléments pour apporter les
corrections nécessaires : radiomètre
Quelques spécificités à garder en tête:
Un satellite en ‘orbite basse’: défile
autour de la Terre, pour avoir une couverture globale mais revisite d’un même
point tous les 35 jours (pour SARAL)
Technique qui donne –aujourd’hui- un «
profil » et non une carte: nécessaire combinaisons de plusieurs satellites
« tâche au sol » vue par le radar: ~3 km de
diamètre: le relief des vagues est lissé
Précision extrême de la mesure: quelques centimètres sur la hauteur de mer!
L’altimétrie
radar par satellite est une technique employée en océanographie pour
mesurer de manière globale le niveau de la mer.
Les
données fournies sont indispensables pour comprendre la circulation océanique
et sa variabilité.
Pour
la 1ere fois de l'histoire, le radar AltiKa, développé par le CNES,
fonctionnera en bande
Ka (35.75 GHz, 500 MHz).
Une
fréquence élevée qui devrait permettre à l'instrument de s'affranchir
des perturbations ionosphériques mais aussi d'avoir une meilleure résolution spatiale et verticale.
En
clair, il sera capable de fournir des mesures plus précises que
ses prédécesseurs tout en étant plus compact.
Objectifs
à terme : améliorer l'observation des glaces, des zones côtières et
des étendues d’eaux continentales.
Combinées
aux données du satellite Jason-2,
les données de l'instrument Altika permettront d’assurer la continuité
du service rendu auparavant par le « couple » Jason-1/Envisat.
Le
satellite SARAL, embarque également l'instrument Argos-3 dont la mission
rejoint finalement celle d'Altika dans l'objectif de promouvoir l'étude
de l'environnement depuis l'espace.
La
zone choisie, appelée Yellowknife Bay est pleine de craquelures et de
sillons en forme de veines ; elle comporte aussi beaucoup de petites
sphérules minérales. On
pense que l’eau devait couler à cet endroit autrefois
Le
spectro est en position de mesure avant de mettre la foreuse en
action
crédit Ken Kremer/NASA
Le
8 Février 2013, premier forage Un trou
de 16mm de diamètre et de 64mm de profondeur
crédit NASA
Le
premier prélèvement est dirigé vers Chemin et SAM après passage dans le
tamis de Chimra.
Après
le passage au tamis de 150 micron, Chimra fractionne la poudre en deux
parties et le bras articulé les dépose dans les orifices des laboratoires
CheMin et Sam.
CheMin,
est spécialisé dans la chimie et la minéralogie
Il
contient 74 récipients, permettant chacun une analyse: l'une en diffraction
X, qui renseigne sur sa structure cristalline, et l'autre en fluorescence X,
pour déterminer ses éléments chimiques.
Sam
(Sample Analysis at Mars), contient plusieurs instruments : chromatographe
en phase gazeuse et spectromètre de masse.
Bientôt
les résultats de ces analyses chimiques, on les attend avec impatience !
L’ESO :
UN NOUVEAU TYPE DE GALAXIES ! (02/03/2013)
Crédit
photo : CFHT/ESO/M. Schirmer
Une nouvelle catégorie de galaxies a
été identifiée en utilisant des observations du Très Grand Télescope,
le VLT, de l’ESO, du télescope Gemini Sud et du Télescope
Canada-France-Hawaï (CFHT).
Surnommées « les galaxies Haricot vert »
(green bean galaxies) du fait de leur apparence verte peu commune, ces
galaxies brillent dans la lumière intense émise depuis les environs de
monstrueux trous noirs et sont parmi les objets les plus rares de
l’Univers.
La plupart des galaxies ont un immense trou
noir en leur centre, celui-ci fait briller toute la matière qu’il y a
autour avant d’être avalée. Dans le cas de cette galaxie un peu spéciale,
c’est toute la galaxie qui brille et non pas
seulement la partie centrale.
Et il se trouve que cette galaxie brille dans
le vert, et ayant aussi une forme bizarre, elle a été baptisée
ironiquement galaxie haricot vert. Son vrai nom :
J224024.1−092748 ; elle est située dans le Verseau à 3,7
milliards d’années lumière de nous.
C’est l’astronome Mischa Schirmer de Gemini
Sud qui fit cette découverte (de son bureau en Allemagne!) et se mit sur la
piste de la couleur verte.
Pendant cette recherche il découvrit une
douzaine d’autres galaxies similaires ; elle sont rares et
lointaines.
À quoi donc peut être due cette colorisation ?
Normalement le TN central ionise une faible région
proche du centre, dans le cas de ces galaxies la région brillante est énorme.
C’est
l’Oxygène ionisé qui brille dans le vert
donnant ainsi cette belle couleur.
Les astronomes ont noté un autre phénomène
bizarre ; il semble que le TN central soit moins actif que ce que
l’on attendait. On pense que les régions qui brillent seraient un écho
du passé, lorsque le TN était beaucoup plus actif. Il décroît
d’activité maintenant et il ne reste plus que ces restes de rayonnements.
Ce type de galaxies pourraient indiquer un type
de galaxies où le TN central perd de son activité et serait peut être en
train de disparaître ou de s’éteindre.
UNE
PLANÈTE EN FORMATION : PREMIÈRE OBSERVATION DIRECTE AU VLT.
(02/03/2013)
Des
astronomes utilisant le VLT ont obtenu
ce qui est probablement la première observation directe d’une planète en
formation encore enfouie dans son épais disque de gaz et de poussière. Si
cette découverte est confirmée, elle permettra de faire considérablement
progresser notre compréhension des mécanismes de la formation planétaire
et donnera aux astronomes la possibilité de tester les théories en vigueur
au regard d’une cible observable.
À
cette occasion l’ESO publie un communiqué dont nous extrayons cette
partie :
Une
équipe internationale pilotée par Sascha Quanz (ETH Zurich, Suisse) a étudié
le disque de gaz et de poussière entourant la jeune étoile HD100546, une
de nos relativement proches voisines située à 335 années-lumière de la
Terre.
Sascha
Quanz et ses collaborateurs ont été surpris de découvrir ce qui semble être
une planète en cours de formation, encore enfouie dans le disque de matière
entourant la jeune étoile.
Cette planète potentielle serait
une géante gazeuse semblable à Jupiter.
«
Jusqu'à présent, la formation planétaire a principalement été un sujet
étudié par des simulations informatiques, » explique Sascha Quanz. « Si
notre découverte est véritablement une planète en formation, alors, pour
la première fois, les scientifiques seront capables d'étudier le processus
de formation planétaire et les interactions d'une planète en formation
avec son environnement natal, à un stade empiriquement très jeune. »
Cette
image composée montre une vue prise par le télescope spatial NASA/ESA
Hubble (à gauche) et par le système NACO du VLT de l'ESO (à droite) du
gaz et de la poussière autour de la jeune étoile HD 100546. L'image en
lumière visible de Hubble montre le disque de gaz et de poussière qui
entoure l'étoile. La nouvelle image infrarouge du VLT d'une petite partie
du disque montre une candidate protoplanète.
Crédit:
ESO/NASA/ESA/Ardila
et al.
HD
100546 est un objet bien étudié et l'on suppose déjà qu'une planète géante
est en orbite à une distance d'environ six fois la distance Terre-Soleil.
La
nouvelle planète potentielle est située dans les régions périphériques
du système, environ dix fois plus loin (70 fois plus loin que la Terre
l'est du Soleil).
La
planète potentielle autour de HD100546 a été détectée comme une tache
faible située dans le disque circumstellaire grâce à l'instrument
d'optique adaptative NACO sur le VLT de l'ESO, combiné à une technique
d'analyse des données innovantes.
Les
observations ont été réalisées avec le coronographe de NACO qui
fonctionne dans le proche infrarouge et qui supprime la lumière brillante
de l'étoile à l'endroit de la protoplanète potentielle .
Selon
la théorie en vigueur, les planètes géantes grossissent en absorbant du
gaz et de la poussière qui restent suite à la formation d'une étoile .
Les astronomes ont détecté plusieurs structures dans la nouvelle image du
disque autour de DD100546 qui confirmeraient l'hypothèse de cette protoplanète.
Les structures dans le disque circumstellaire riche en poussière, qui
pourraient être créées par les interactions entre la planète et le
disque, ont été observées à proximité de la protoplanète détectée.
Il y a aussi des signes indiquant que les environs de la protoplanète sont
potentiellement réchauffés par le processus de formation.
Adam
Amara, un autre membre de l'équipe, est très enthousiasmé par cette découverte.
« La recherche d'exoplanètes est l'une des frontières de l'astronomie
parmi les plus excitantes. Réaliser directement des images de planètes est
encore un nouveau champ qui bénéficie grandement des récentes améliorations
des instruments et des méthodes d'analyse de données. Pour cette
recherche, nous avons utilisé des techniques d'analyse de données développées
pour la recherche cosmologique, ce qui montre que le croisement des idées
entre les différents champs de recherche peut conduire à des progrès
extraordinaires. »
Bien
que la protoplanète soit l'explication la plus probable pour ces
observations, les résultats de cette étude nécessitent de poursuivre les
observations afin de confirmer l'existence de la planète et écarter
d'autres scénarios plausibles. Parmi les autres explications, il est
possible, bien que peu probable, que le signal détecté provienne d'une
source d'arrière-plan. Il est aussi possible que le nouvel objet détecté
ne soit pas une protoplanète, mais une planète déjà complètement formée,
éjectée de son orbite originelle plus proche de l'étoile. Quand il sera
confirmé que le nouvel objet autour de HD 100546 est bien une planète en
formation, enfouie dans son disque originel de gaz et de poussière, il
deviendra alors un laboratoire unique pour étudier le processus de
formation d'un nouveau système planétaire.
L'équipe
est composée de Sascha P. Quanz (ETH Zurich, Suisse), Adam Amara (ETH),
Michael R. Meyer (ETH), Matthew A. Kenworthy (Sterrewacht Leiden, Pays-Bas),
Markus Kasper (ESO, Garching, Allemagne) et Julien H. Girard (ESO, Santiago,
Chili).
VÉGA :
DEUX CEINTURES D’ASTÉROÏDES DÉTECTÉES !
(02/03/2013)
(crédit
image : NASA/JPL/Caltech)
Les
télescopes spatiaux Spitzer et Herschel ont
découvert une très grande ceinture d’astéroïdes autour de cette étoile
très brillante du ciel de l’hémisphère N, et aussi une plus petite.
On
se rappelle que l’on avait aussi découvert une ceinture similaire pour
Fomalhaut il y a peu.
Cette
découverte rend ce système autour de Véga similaire (quoique beaucoup
plus grand) à notre système solaire avec ses deux ceintures : la
ceinture principale entre Mars et Jupiter et la ceinture de Kuiper au delà
de Neptune.
Ces deux ceintures autour de
Vega
ont été dénommées ceinture chaude et ceinture froide, et on échafaude
des hypothèses sur ce qui pourrait maintenir cet espace entre ces deux
ceintures.
Très
probablement la gravité provenant de l’existence de planètes multiples.
Cette
découverte confirme ce que l’on pensait ; les planètes multiples
sont communes parmi les systèmes planétaires hors de notre système
solaire.
Véga
et Fomalhaut sont aussi similaires d’une autre façon, ils ont tous les
deux, deux fois la masse solaire et sont donc plus chaudes et brillent dans
le bleu. Elles sont aussi toutes deux relativement proches : 25 années
lumière et relativement jeunes entre 600 millions d’années pour Véga et
400 millions pour Fomalhaut.
Spitzer
et Herschel ont détecté les IR émis par la poussière de ces bandes
autour de ces deux étoiles.
Ces
bandes peuvent être constituées d’astéroïdes ou de morceaux de comètes.
Ces
deux ceintures autour de Véga contiennent
beaucoup plus de matière que nos propres ceintures, car l’étoile
est plus jeune que notre Soleil et que son système planétaire n’a pas
encore eu le temps de « faire le ménage » parmi toutes ces
poussières.
D’autre
part, au départ il y avait plus de matière (gaz et poussières) présente
(étoile plus grosse).
On
remarquera aussi que la distance entre les deux ceintures pour Véga et
Fomalhaut correspondent proportionnellement à la istance entre la ceinture
principale et la ceinture de Kuiper de notre système solaire. (un rapport
de 1 à 10 : la ceinture externe étant située 10 fois plus loin de
son étoile que la ceinture interne).
Le
gap entre les deux disques contiennent certainement plusieurs planètes dont
des « Jupiter » qui ont eu le temps de nettoyer leurs orbites de
tous ces débris.
Il
ne reste plus qu’à les trouver ou les imager, ce qui sera un peu plus
compliqué !
LES
RAYONS COSMIQUES : DE NOUVEAUX INDICES SUR LEUR ORIGINE.
(02/03/2013)
De
nouvelles observations très détaillées des vestiges d'une supernova âgée
d'un millier d'années ont
été effectuées à l'aide du Très Grand Télescope de l'ESO (VLT).
Elles
fournissent des indices concernant l'origine des rayons cosmiques.
Pour
la toute première fois, les observations indiquent la présence de
particules se déplaçant à grande vitesse dans les restes de la supernova,
qui pourraient être les précurseurs de ces rayons cosmiques.
Un
peu d’Histoire : en l’an 1006, une nouvelle étoile apparut dans
les cieux de l’hémisphère Sud, elle était beaucoup plus brillante que Vénus.
Elle était même bien visible en plein jour. C’était bien entendu une
Super Nova, elle porte un nom évident : SN 1006.
On
peut toujours voir le reste dans le ciel dans la constellation du Loup
(photo de gauche).
Images
de gauche à droite :
·reste de
SN1006 en radio (rouge), X (bleu) et visible (jaune).
·Détail de
l’onde de choc prise par Hubble où se situe le carré ; la matière
de la SN entre en collision avec le milieu interstellaire.
·Détail du
carré où l’on voit les détails de l’image VIMOS en plusieurs petites
régions donnant un spectre.
·Une largeur
de raie spectrale avec de nombreuses variations, ce qui indique la présence
de protons de haute énergie.
On
a longtemps suspecté ces
restes de SN comme étant des sources de rayons cosmiques, ces
particules de très haute énergie ayant leur origine en dehors du système
solaire et voyageant à une vitesse proche de celle de la lumière. Mais
jusqu’à présent on n’avait aucun détail sur ce processus.
C’est
le Max Planck Institute for Astronomy de Heidelberg qui est à l’origine
de cette étude sur le VIMOS du VLT.
Ils
se sont intéressés à SN 1006 et en particulier à son onde de choc et à
la propriété du gaz situé dans cette zone.
Ils
ont pu créer une carte de cette zone gazeuse et surtout de la partie
interface entre les restes de la SN et le milieu interstellaire.
Ils
ont mis en évidence des protons extrêmement rapides (appelés
superthermiques) dans la région de l’onde de choc qui interagissent avec
la matière de l’onde de choc et acquièrent ensuite encore plus d’énergie
pour devenir des cosmiques.
Une
étude d’autres restes de SN va être menée pour vérifier cette hypothèse.
LES
TROUS NOIRS SUPERMASSIFS : UNE NOUVELLE MÉTHODE POUR MESURER LEUR
VITESSE . (02/03/2013)
Deux
télescopes spatiaux se sont associés afin d’étudier le cœur de la
galaxie NGC 1365 et en particulier son trou noir central.
Ce
sont les télescopes :
·XMM Newton
en X de l’ESA
·NuSTAR (NASA's
Nuclear Spectroscopic Telescope Array) aussi en X mais pas dans la même
gamme de la NASA.
Le
premier « voit » les basses énergies X jusqu’à 10keV, le
deuxième, des énergies plus fortes jusqu’à 79keV.
Crédit
image : JPL/Caltech
On sait que des TN supermassifs sont situés au
centre de la plupart des grandes galaxies et les scientifiques pensent que
l’évolution de ces galaxies est liée à l’évolution de leur TN.
La vitesse de rotation de ce TN est l’image
de l’histoire de sa formation.
Il absorbe de plus en plus de matière et
tourne de plus en plus vite. Mais la vitesse de rotation peut aussi
augmenter lors de la fusion de deux galaxies et donc de leurs TN centraux.
Mais il est aussi possible que si l’apport de
matière est irrégulier et arrive par jets, que cela induise une vitesse
plus faible.
Une façon d’étudier ce phénomène est de
s’intéresser aux jets de rayons X émis au niveau de l’horizon
des évènements.
Les atomes de Fer chauffés produisent une
signature spécifique dans le domaine des X qui est détectée dans la
rotation du TN.
Il
existe deux modèles pour la rotation des TN.
On analyse la signature X de la lumière du
disque d’accrétion, on recherche particulièrement l’empreinte du Fer
(le pic que l’on voit sur les deux graphes). La finesse de ce pic est une
indication importante.
Le modèle de rotation du haut de la figure prétend
que la partie supérieure du spectre est perturbée par des effets de
distorsion de l’immense gravité du TN.
L’autre modèle, prétend que des nuages de
gaz près du TN provoqueraient eux aussi une distorsion.
Les données de NuSTAR/XMM ont éliminé ce
dernier modèle.
Crédit image : NASA/JPL/Caltech
C’est
bien le champ gravitationnel qui perturbe le spectre en énergie.
Plus la matière se trouve proche et plus le champ gravitationnel du TN
devient puissant et plus la distorsion spectrale est grande et plus le TN
tourne vite.
Les scientifiques se sont intéressés
particulièrement à NGC 1365. Voir une vue
de NGC 1365 prise par Hubble.
Pendant près de 36 heures ces deux télescopes
spatiaux ont observé simultanément cette galaxie et ont détecté les
rayons X dans ces diverses longueurs d’onde.
Le TN central de NGC 1365 a une masse de 2
millions de Soleil et sa vitesse de rotation obéit à la théorie de la
gravitation d’Einstein.
Les mesures ont été effectuées sur son TN
central et données lieu à un article dans Nature.
Ces monstres situés au centre des galaxies (de
quelques millions à quelques milliards de masses solaires) ont été formés
comme des petites graines dans l’Univers primordiale et ont grossi de plus
en plus au fur et à mesure qu’ils avalaient la matière aux alentours.
Même lors de collisions de galaxies, les TN
centraux se sont additionnés.
Ils sont entourés de disques d’accrétion ,
la relativité générale d’Einstein prévoit que, plus un TN tourne vite
et plus la distance de son disque d’accrétion au TN est faible et plus le
spectre des rayons X du TN va être déformé.
LES
MATHÉMATIQUES DE L'ASTRONOMIE PAR B LELARD
(02/03/2013)
Voici une nouvelle rubrique dans vos
Astronews, suite à une demande forte, notre ami Bernard Lelard, Président
de l'Association d'astronomie VEGA de Plaisir (Yvelines) se propose de
nous faire découvrir la genèse des mathématiques qui ont été utiles
à l'Astronomie dans cette rubrique qui comportera de nombreuses parties.
PARTIE 38 :. LES
TOUCHANTES DE MONSIEUR NEUTON (1/2)
Neuton était le
nom francisé de Newton par Fontenelle (Bernard Le Bouyer de … ) lorsque
le brillant savant britannique fut reçu à l’Académie des Sciences de
France par Maupertuis.
Fontenelle, qui
habitait Marly, fit en 1727 l’éloge funèbre de Newton devant l’Académie
Française dont je possède un exemplaire.
Souvent
les découvertes de prestigieux savants furent préparées, souvent précédées,
par d’obscurs prédécesseurs ou de moindre notoriété.
Stephen Hawking
fit même écrire en 2004 un livre « Sur les épaules de Géants »
(Copernic, Galilée, Kepler, Newton et Einstein) où il confesse que ses
propres découvertes doivent beaucoup à ses dignes prédécesseurs.
Sans réduire
l’immense prestige de Newton, celui ci n’échappa pas à la règle
qu’il s’agisse de mathématiques, d’optique ou de la construction du
célèbre télescope.
Collection B
Lelard
Dans l’air du
temps l’attraction des planètes par le Soleil était à la mode. Déjà
Giovanni Borelli (1608, 1679), adepte de Galilée et son successeur à la
chaire de mathématiques à Pise, voulut résoudre le problème du
mouvement circulaire des planètes autour du Soleil.
Il avait rencontré
Galilée dans sa jeunesse et publié « Theoria Medicearum planetarum
ex causis physicis deducta ».
Dans ce premier
ouvrage de commentaires sur les découvertes de Galilée Borelli s’intéressa
aux causes du mouvement des satellites de Jupiter qu’il généralisait
aux planètes tournant autour du Soleil.
Il pensait que
les planètes étaient mues par 3 forces : un instinct naturel les
attirait vers le Soleil, une force tangentielle émanant des rayons du
Soleil (idée de Képler), tendance des corps à s’éloigner du Soleil
(force centrifuge).
Pour résumer :
les planètes se déplaçaient suivant des orbites permanentes en étant
en équilibre. Newton reprendra l’idée 20 ans plus tard.
James Gregory
(1638, 1675), professeur à l’université de Saint Andrews en Écossefut également un astromath oublié.
Pourtant il fut
tout autant mathématicien (aire sous la courbe –fondement du calcul intégral
repris par Newton-, fonction arctangente et premiers développements en série
de fonctions qui seront repris par Taylor et MacLaurin, premiers dilemmes
des étudiants en classes préparatoires aux concours des Écoles Grandes)
et astronome car en 1663 il inventa le télescope à réflexion avec un
miroir concave … que reprendra 8 ans plutard Newton.
Il faut dire que
Gregory ne trouva pas d’opticien capable de polir le miroir. La première
évocation du télescope à miroirs réfléchissant est dans son traité
« Optica Promota » publié en 1663. Gregory trouva aussi la méthode
de calcul de la distance Terre-Soleil à partir du transit de Vénus,
calcul qui sera mis en pratique parHaley
et avant lui par Horrocks.
L’idée d’un
télescope à miroir venait de Giovanni Francesco Sagredo, astromath vénitien,
ami de Galilée, qui pensait qu’un miroir concave réduirait
l’aberration sphérique sans aberration chromatique car une lunette se
comporte comme une chambre noire avec des aberrations à l’entrée des
rayons.
Cesare Caravaggi
puis Niccolo Zucchi avaient tenté sans succès un assemblage de miroirs.
L’idée première
d’un miroir concave en optique revenait même à Alhazen (Bassora 965,
Caire 1040).
Un contemporain
va tenter sans grand succès de construire un tel télescope : Robert
Hooke. Ce touche à tout (1635, 1703) dont il n’existe pas de portrait
fiable, en observant des fossiles va en déduire une théorie de l’évolution
biologique bien avant Darwin.
Il est connu pour
l’invention du microscope, des premiers dessins d’insectes invisibles
(ses dessins de puces ornent encore les livres de sciences en Angleterre
et les affiches du Musée des Sciences de Londres) et d’une théorie
ondulatoire de la lumière. Hooke dira même que la matière chauffée
devient en expansion et que des « particules » (pour la premières
fois prononcées !) de l’air sont séparées par des distances
relativement grandes.
De
l’observation des puces Hooke aurait pu trouver l’origine de la peste
qui ravageait Londres (été 1665, 75.000 morts)après avoir été ravagé par le Grand Incendie (5 septembre 1666)
(Hooke sera un temps Grand Surveillant des départs de feu à Londres).
Des expériences
de Galilée il déduisit que l’attirance vers le sol des corps « graves »,
c’est à dire « lourds » en français, est une loi physique
en « inverse square law » : en raison de l’inverse du
carré de la distance. Newton reprendra l’expression et les calculs. En
fait Galilée constatait qu’en lâchant un objet sa vitesse de départ
était nulle et qu’en arrivant au sol elle n’est plus nulle. Donc la
vitesse varie continûment pendant la chute : elle sera donc
proportionnelle au temps écoulé depuis le début de la chute. Soit :
distance =
constante X temps écouléla constante sera:g = 9,81 m.s-2
Newton utilisera
l’accélération et non la vitesse comme Descartes et Galilée. Il en déduira,
selon l’idée de Hooke et de Huygens une loi en inverse carré. Lagrange
reformulera la loi de Newton « sur les graves » et Einstein,
fort de la vitesse finie de la lumière après l’expérience en 1887 de
Michelson Morley, abandonnera la notion de force au profit de la déformation
de l’espace-temps de Minkovsky. Ainsi va l’évolution des théories.
Hooke
s’appliqua en astronomie et voulut résoudre le calcul de la longitude
en mer par la construction d’un pendule embarqué.
Il inventa pour
cela le ressort hélicoïdal, puisle
ressort à spirale 15 ans avant Huygens, allant jusqu’à construire une
montre de poche (sans atteindre la fiabilité et la précision du chronomètre
de marine de Harrison).
Il perfectionna
sa montre en inventa l’ancre d’échappement qui règle la roue dentée
de mouvement principal.
Parmi les
challenges qu’Hooke se fixait : il voulut calculer les distances
entre étoiles (hors le Soleil)avec
l’étoile Gamma Dragonis en utilisant la méthode de parallaxe :
La variation de
l’angle de visée p d’où est vue l’étoile suivie à 6 mois
d’intervalle à partir d’une étoile de référence ( g du Dragon)
donne une approximation :
d (en parsec) =
1/p (en arcsec) si la distance de l’étoile de référence avoisine le
parsec.
Mais
la lunette de Hooke n’eut pas la précision de séparation suffisante.
Bessel reprendra le principe 150 ans plus tard.
Dans les
illustrations de son traité « Micrographia » on trouve un
curieux dessin rapprochant l’amas des Pléiades avec des cratères
lunaires ainsi que l’ombre des anneaux de Saturne avant Huygens.
Hooke découvrit
avec un instrument (les Romains connaissaient la particularité d’Alcor
et Mizar pour sélectionner leurs tireurs d’élite à l’arc) la première
étoile double : Gamma Arietis (le Bélier). 588.000 suivront lors de
l’implantation des lunettes de 17 mètres de focale financées par les mécènes
milliardaires américains et européens à la fin du XIX ième siècle.
Ainsi les
nombreuses découvertes de Hooke provoquèrent de longs conflits avec
Newton dont les partisans brûlèrent tous les portraits de Hooke afin
d’effacer les prémices des découvertes du Grand Maître de Trinity
College.
Jaloux. Le
portrait ci dessus a été reconstitué à partir des mémoires des
contemporains.
John Wallis
(1616, 1703) fut le mathématicien qui prépara les théories des calculs
infinitésimaux de Newton et Leibniz.
Il inventa pour
cela le symbole
et surtout
dont
le 8 renversé vient d’une déformation du « 1000 » des
Romains qui désignaient pour eux les plus grandes quantités possibles (« infini »
vient du latin « finitus », fini d’où « infini »
sans fin).
Wallis étudia
d’abord en 1632 à l’Emmanuel College à Cambridge où, un temps intéressé
par la biologie, il découvrit la circulation du sang après William
Harvey. Après un passage au Queens’ College (que nous avons visité en
2011) il devint scribe non votant à la très religieuse Westminster
Assembly ce qui lui fit connaître les techniques mathématiques de
cryptage à clés variables (inspiré des travaux de François Viète) des
arrêts et comptes rendus de séances.
Ses cryptages étaient
réputés incassables. Lointain prédécesseur d’Alan Thuring.
En 1643 il
rejoint la Royal Society dans la section « mathématiques »
dont il fut un des fondateurs avec Wren et lord Brouncker.
Wallis y
rencontra William Oughtred’s qui fut alchimiste, astrologue (pour gagner
sa vie avec les naïfs), franc maçon (pour une religion des hommes) et
mathématicien (pour sa véritable passion). Oughtred inventa la règle à
calcul circulaire, construisit des cadrans solaires au point de créer une
sorte de société avec l’horloger Elias Allen lui même constructeur
d’instruments scientifiques (comme des lunettes astronomiques).
Ougthred publia,
entre autres, Clavis Mathematicae (The Key to Mathematics), en 1631, livre
qui inspira beaucoup Wallis et surtout Newton.
Ordonné prêtre
en 1640 Wallis fut professeur de géométrie, la partie reine des mathématiques
à Oxford du temps où le chancelier de l’Université était Oliver
Cromwell le régicide.
Ses travaux
portent sur la géométrie analytique (coniques) et l’analyse « infinie »,
d’où le terme « infinitésimal », le calcul de la longueur
d’un arc de courbe (appelé « rectification ») et véritable
origine des travaux de Newton sur les dérivées.
Il publie en 1655
« Arithmetica infinitorum » traitant notamment de ce que nous
appelons la convergence des séries.
Il résoudra la
quadrature de la cycloïde, de la cissoïde, de la conchoïde et des
calculs des barycentres.
La même année
il publie aussi « Tractatus de sectionibus conicis » où il
est le premier à énoncer une conique sous forme d’une courbe algébrique
du second degré :
y2 = px (parabole)
et a2y2 = px ± b2x2 (ellipse ou hyperbole)
En 1668 la Royal
Society lance un concours sur la détermination des « collisions de
corps ».Wallis, Wren et Huygens trouvent la solution :
Mais Wallis
trouve une solution qui le conduira au centre de gravité puis à la
conservation du moment cinétique, si utile dans la connaissance de la
dynamique des nuages moléculaires :
(m
masse et v vitesse du corps incident)
Newton reprendra
ces travaux en les formalisant et les généralisant.
Wallis, géomètre,
reprendra les propriétés des triangles semblables après Pythagore,
Thabit Ibn Qurra et al Tusi en affirmant que l’aire supérieure d’un
triangle n’a pas de limite, introduisant en cela la découpe des aires
sous les courbes.
Wallis a été
champion de calcul mental (extraire la racine 27 ième d’un nombre de tête
devant la Royal Society, son record : racine 57 ième de tête).
Parmi
ses paris figure la construction de la conoïde :
Ces courbes résultent
de la trace d’une droite suivant une section de volume, courbe utiles
aujourd’hui pour imaginer des univers parallèles.
Wallis avait pour
ami l’architecte Christopher Wren (1632, 1723). Celui ci reconstruisit
52 églises détruites lors du Grand Incendie de 1666 ainsi que la cathédrale
Saint Paul, le Royal Naval College de Greenwich et la façade sud
d’Hampton Court.
Wren était aussi
bien plus qu’un scientifique appliquant des méthodes : un savant
regroupant des connaissances.
Il fut astronome,
géomètre, mathématicien, physicien. Ses travaux furent admirés (copiés ?)
par Newton et Pascal.
Wren fut aussi un
des fondateurs de la Royal Society où circulaient les idées et découvertes
du moment.
Il inventa le
micromètre accolé aux objectifs des lunettes avec un fil d’araignée
pour mesurer précisément les distances angulaires (très utiles pour les
étoiles doubles).
Il étudia le
magnétisme terrestre dont il cherchait les variations pour déterminer la
fameuse longitude des marins.
Il tenta des
injections sanguines sur des chiens (ayant déjà l’idée des futures
transfusions dont le premier essai sur l’homme eut lieu en 1667 par Jean
Baptiste Denis).
Wren, avec la
lunette de 11 mètres de Neile découvrit les anneaux de Saturne, mais ne
publia qu’après Huygens.
En 1668 il
calcula la longueur de l’arc de la cycloïde en ajoutant des aires de
rectangles, en progression géométrique, inscrits dans le cercle en
mouvement : le calcul intégral est bien là.
Inventant
l’usage du pluviomètre il mit au point avec Hooke une station météo
avec des instruments mesurant la température, l’humidité, la pression
atmosphérique.
Il commença avec
Hooke un traité sur le mouvement des planètes dans le vide autour du
Soleil en reprenant les lois de Képler avec un mouvement rectiligne accéléré
au voisinage du Soleil.
Halley, tenu au
courant à la Royal Society, en parla à Newton qui approfondira le sujet
dans « Principia Mathematica Philosophiae ».
Robert Hooke
disait de Wren : « Since the time of Archimedes there
scarce ever met in one man in so great perfection such mechanical hand and
so philosophical mind » ! Nombre de ses idées furent conservées
par la loge maçonnique Antiquity N2 du Grand Lodge of England.
Jeremiah Horrocks
(1618, 1641), comme ses glorieux contemporains étudia à Cambridge et fut
le premier astronome à démontrer que la Lune tournait autour de la Terre
en suivant une ellipse et à prédire le transit de Vénus de 1639.
Avant Halley il déduisit
des lois de Képler que les trajectoires des comètes étaient des
ellipses.
A la fin de sa
courte vie il étudia le phénomène des marées et l’influence de la
Lune avant Laplace.
Il est considéré
comme « The Father of British Astronomy ».
Grâce à son père et à ses oncles,
constructeurs d’horloges à Liverpool, il disposa de tous les outils
pour construire une lunette.
En étudiant les
tables astronomiques de Lansberge (astronome hollandais 1561, 1632)
Horrocks calcula qu’un transit de Vénus aurait lieu l’après midi du24 novembre 1639.
Il fabriqua alors
un hélioscope. Malgré un temps nuageux il put dessiner par projection le
premier transit observé.
Avec les mesures
prises vers Manchester par son ami d’enfance William Crabtree Horrocks
calcula le diamètre de Vénus ainsi que la distance Terre Soleil.
Il trouva 0,69
UA, remarquable résultat compte tenu de l’instrumentation, de la météo
et d’une première expérimentation.
Horrocks écrivit
son expérience dans « Venus in sole visa », Vénus vue dans
le Soleil.
Ses papiers
furent publiés parl’astronomePolonais Lithuanien Hevelius 20 ans plus tard mais le calcul de
Horrocks hanta les réunions de la Royal Society et donna des idées à
Haley et à … Newton.
Les travaux de
ces valeureux savants précurseurs astromath n’ont pas traversé les siècles
au point qu’il n’y a aucun timbre poste les représentant alors que
des centaines de timbres célèbrent Newton et Halley.
Il est vrai que
les Iles Britanniques étaient le théâtre de guerres civiles et
religieuses opposants Anglais, Écossais, Irlandais, Anglicans et
Puritains (protestants extrémistes).
En voyageant en
Écosse on voit encore les lamentables ruines, pans d’églises
catholiques.
Oliver Cromwell
émergea du chaos et proclama la république, baptisée Commonwealth et
fit décapiter à la hache le roi Charles Ier Stuart dont Van Dyck eut le
temps de peindre le portrait sur les 3 côtés.
Après la
Glorieuse Révolution ( ?) la royauté fut rétablie jusqu’au Jubilée
d’Elisabeth II, la Grande Bretagne naquit en regroupant les nations
belliqueuses ainsi que l’appellation « United Kingdom », le
Royaume Uni.
Mais ces savants
s’invectivaient dans : « le Journal des Sçavans » et
« Philosophicals Transactions » les nouvelles revues des Académies,
les Anglais trouvant les Français arrogants. Déjà.
Bernard LELARD
Des versions
imprimables peuvent m’être demandée à :
bernard.lelard@gmail.com
PHOTOS
D'AMATEUR :.LES AURORES POLAIRES DE TH LEGAULT.
(02/03/2013)
Aussi
une vidéo très parlante de ces superbes phénomènes.
Vidéo.
LES
MAGAZINES CONSEILLÉS.:.SCIENCES ET AVENIR DE MARS, LA PHYSIQUE QUANTIQUE.
(02/03/2013)
Toujours très éclectique la revue Sciences
et Avenir, avec ce mois-ci quelques articles de fond consacrés à la
Physique Quantique, ce sont les articles suivants :
·Einstein
n'a pas toujours raison : L'expérience menée par les scientifiques
suisses peut être perçue comme l'aboutissement d'une longue série de
travaux qui sont venus défier l'interprétation du monde selon Albert
Einstein. Dans les...
·« Notre but : manipuler les photons sans les détruire »
À la base des expériences d'intrication et de téléportation comme
celle menée par Nicolas Gisin au Groupe de physique appliquée de Genève
(Suisse), il y a les étranges prédictions de la physique...article
consacré aussi au Prix Nobel Serge Haroche.
·Dans le cadre de l’expérience qui défie Einstein :
Deux cristaux unis pour la vie À quelques arrêts de tramway du célèbre
jet d'eau de Genève (Suisse), l'un des bâtiments de la prestigieuse
université de la ville, fondée au XVIe siècle par Calvin, abrite le
Groupe de physique...et
·Les 5 clés pour comprendre cet exploit inédit. C'est ce
qui explique que le photon choisi pour l'expérience suisse était taillé
sur mesure pour l'élément néodyme contenu dans le cristal. En effet, on
sait depuis le début du XXe siècle que...