LES ASTRONEWS de planetastronomy

Les RCE 2016 : CR succinct de ces rencontres des 11,12 et 13 Nov 2016. (19/12/2016)

In Memoriam : Un héros s’en va vers les étoiles, godspeed John Glenn ! (19/12/2016)

New Horizons :. L’océan de Pluton aurait-t-il pu abriter la vie ? (19/12/2016)

Galileo :.Enfin, la vitesse de croisière pour le système européen de navigation ! (19/12/2016)

Le Soleil :.Pourquoi la couronne solaire est-elle beaucoup plus chaude que sa surface ? (19/12/2016)

Livre conseillé :. Jupiter chez Belin par Th Encrenaz et J Lequeux. (19/12/2016)

Livre conseillé :.Combien de doigts a un extra terrestre ? de R Lehoucq et collègues chez Belin. (19/12/2016)

Les héros meurent aussi, c’est le cas de l’astronaute John Glenn, qui avait permis aux USA de rattraper les Soviétiques dans la course à l’espace.

Il a été le premier américain à faire plusieurs fois le tour de la Terre dans sa capsule Mercury Friendship 7 le 20 Février 1962.

Il était très populaire, avait été élu sénateur, puis est redevenu astronaute, le plus vieux, à bord de la navette spatiale (STS-95).

Son vaisseau spatial est exposé au Musée de l’Air et de l’Espace de Washington, dont voici la photo.

On se rappelle que le vol de Friendship 7 a été émaillé de quelques problèmes ; notamment pendant la deuxième orbite, un capteur signale au sol un problème avec l’attache du bouclier thermique.

Le contrôle mission décida de ne pas en informer John, de toute façon il n’y avait rien à faire.

En fait c’était un mauvais contact dans un capteur, le bouclier à parfaitement fonctionné. Ouf !

Un vol orbital de près de 5 heures remet l’Amérique dans la course à l’espace !

J’ai la chance d’avoir vu la capsule lors de l’exposition du Bourget en 1963, je crois, j’ai même eu la possibilité d’avoir le compte rendu de la mission, que je garde précieusement.

Cette expression veut dire, bon voyage, bonne chance, que Dieu vous protège etc..

UN NOUVEAU HÉROS ARRIVE : T. PESQUET EST PARTI POUR 6 MOIS DANS L’ISS. (19/12/2016)

L’ISS compte un nouvel astronaute européen à son bord, le français Thomas Pesquet, ce sera la neuvième mission de longue durée d’un astronaute de l’ESA à bord de l’ISS et le 10^ème astronaute français, le précédent étant Léopold Eyharts qui participa à l'installation du module européen Columbus en 2008.

Il a quitté le sol kazakh le 17 Novembre 2016, avec ses compagnons l’astronaute de la NASA Peggy Whitson et le cosmonaute russe Oleg Novitskiy. Ils ont rejoint la station spatiale le 20 Novembre, après un vol de deux jours à bord de Soyuz MS-03.

Après l'amarrage, ils ont été accueillis à bord de la Station par l'astronaute de la NASA Shane Kimbrough et les cosmonautes Andreï Borissenko et Sergueï Ryjhikov. Ils sont maintenant 6 à bord. Nos trois astronautes vont passer 6 mois à bord de l’ISS.

Thomas est né à Rouen (France), le 27 février 1978. Il est ceinture noire de judo et aime pratiquer le basketball, la course à pied, la natation, le squash et des sports d’extérieur comme le VTT, le kite surf, la voile, le ski et l’alpinisme. Il a également beaucoup pratiqué la plongée sous-marine et le parachutisme. Il aime aussi voyager, jouer du saxophone et lire.

Thomas suit une classe préparatoire aux grandes écoles au Lycée Pierre Corneille de Rouen, dont il sort en 1998.

Il entre ensuite à l’École Nationale Supérieure de l’Aéronautique et de l’Espace de Toulouse (Supaéro), dont il est diplômé en 2001 (spécialité Conception et contrôle des satellites). Il passe sa dernière année de formation à l’École polytechnique de Montréal (Canada), dans le cadre d’un programme d’échange d’étudiants suivant le master Aéronautique et espace.

En 2006, il obtient sa licence de pilote de ligne après avoir suivi la formation Air France.

Thomas est membre de l’Association Aéronautique et Astronautique de France (3AF) et de l’Institut Américain d’Aéronautique et d’Astronautique (AIAA).

Thomas effectue son stage d’ingénieur d’avril à septembre 2001 chez Thales Alenia Space à Cannes, France, où il développe un outil de conception de système satellitaire au moyen de techniques d’ingénierie concourante.

A partir d’octobre 2001, il travaille comme ingénieur en dynamique des satellites pour des missions de télédétection chez GMV S.A., à Madrid (Espagne).

De 2002 à 2004, Thomas travaille pour le CNES, l’agence spatiale française, en tant qu’ingénieur de recherche, sur l’autonomie des missions spatiales. Il est également chargé d’étudier le concept du futur segment sol européen et l’harmonisation des technologies spatiales en Europe. À partir de fin 2002, il est l’un des représentants du CNES auprès du CCSDS, le Comité Consultatif pour les Systèmes de Données Spatiaux, où il travaille sur le soutien mutuel entre les agences spatiales internationales.

Étant un pilote privé passionné, Thomas est sélectionné en 2004 pour suivre le programme de formation des pilotes de ligne d’Air France. Une fois diplômé, il commence à voler en 2006 en tant que pilote sur Airbus A320 pour la compagnie française. Avec plus de 2300 heures de vol à son actif sur des avions commerciaux, il devient instructeur sur A320, ainsi qu’instructeur Facteurs humains.

C’est en mai 2009 qu’il est sélectionné pour devenir astronaute. Il entre à l’ESA en septembre 2009 et achève sa formation initiale en novembre 2010. Une fois diplômé, il travaille comme Eurocom, qui est le responsable des communications avec les astronautes pendant les vols depuis le centre de contrôle des missions. Il est également chargé des futurs projets au Centre des astronautes européens (EAC), notamment de la mise en place de la coopération avec de nouveaux partenaires, comme la Chine.

Pour se préparer à une mission spatiale, Thomas suit un entraînement technique et opérationnel complémentaire en Europe, en Russie et aux États-Unis : sur le véhicule Soyouz, sur les combinaisons spatiales américaine et russe, et sur les systèmes de la Station spatiale internationale. Thomas prend également part à des formations sur l’exploration : en 2011, il participe au programme d’entraînement souterrain de l’ESA, puis en 2012 à la mission Seatest-2 de la NASA organisée dans une base sous-marine.

Le 17 mars 2014, Thomas est affecté à une mission de longue durée (environ 6 mois) à bord de la Station spatiale internationale, prévue en 2016. Ce sera Proxima !

La mission de Thomas a été baptisée Proxima, en hommage à l’étoile la plus proche de notre Soleil, ce qui perpétue la tradition française qui consiste à baptiser les missions des astronautes du nom d’une étoile ou d’une constellation.

Le nom a été choisi parmi plus de 1 300 propositions reçues à l’occasion d’un concours organisé par l’ESA en 2015.

Le « x » de Proxima, placé au centre de l’écusson, symbolise l’étoile Proxima du Centaure. Il fait également référence à l’inconnu et au fait que Thomas sera le dixième astronaute français à se rendre dans l’espace. Les 3 lignes verticales de couleur forment la silhouette de la Station spatiale internationale et représentent la Terre, la Lune et Mars, tout en étant un clin d’œil au drapeau français. Les traînées d’étoiles évoquent les futures missions habitées au-delà de l’orbite terrestre basse. (doc CNES)

La mission de Thomas a une dimension scientifique non négligeable : celui-ci exécutera un large éventail d'expériences à bord de l'ISS qui est un avant-poste de l'exploration humaine puisqu'il est possible d'y mener des recherches en s'affranchissant des limites imposées par notre environnement terrestre. Au cours de la mission Proxima, Thomas sera responsable de plus de 50 expériences scientifiques mises au point par l'ESA et par le CNES, et il participera à de nombreux travaux de recherche menés pour le compte des autres partenaires du programme ISS.


Une vue à couper le souffle depuis la Coupole de l’ISS (photo : ESA/NASA)	Thomas très en forme à bord de l’ISS (photo ESA/NASA)

Et pour finir une belle vue du Nord de la France de la Belgique et de l’Angleterre prise par Thomas de la coupole.

La suite : Thomas est prévu pour une sortie dans l’espace (une EVA comme on dit, Extra Vehicular Activity) le 13 Janvier 2017, on lui souhaite bonne sortie.

Conférence de presse avec Thomas Pesquet depuis la station spatiale internationale sur le site du CNES.

On est toujours en train de digérer toutes les informations de Rosetta, et on commence à avoir une meilleure image de cette comète et peut être des comètes en général.

Tout d’abord, des astrophysiciens, Martin Jutzi et Willy Benz de NCCR PlanetS et du Center for Space and Habitability (CSH) de l’Université de Berne, ont conclu que sa forme particulière (bilobée, en « canard ») ne pouvait pas être aussi ancienne que la formation originelle, il y a 4,5 milliards d’années, et ceci bien que la comète contienne des matériaux primordiaux.

Ils pensent que cette forme originale daterait de moins d’un milliard d’années.

Jusqu’à présent on pensait que cette forme était due à une collision douce de deux objets il y a 4,5Ga, mais nos amis sont arrivés à une autre conclusion.

Il semblerait impensable qu’un tel objet ait pu survivre sans dommage pendant très longtemps, d’après des simulations numériques.

Les scientifiques ont tout d’abord calculé combien d’énergie serait nécessaire pour détruire une telle structure par collision, car cette comète a un point faible : son « cou ». Les modélisations ont montré que cette structure pouvait être détruite très facilement même avec peu d’énergie collisionnelle. Or on sait que de très nombreuses collisions ont eu lieu en particulier au début de la formation du système solaire, elles auraient pu détruire la comète. Donc la forme actuelle ne serait pas « primordiale », mais se serait développée au cours du temps.

D’où la conclusion : Churyumov-Gerasimenko est plus jeune qu’on ne le pensait !

Les mêmes auteurs, ont analysé comment une telle forme pouvait de produire par collision.

Ils ont procédé à des essais avec des objets d’un diamètre de quelques centaines de mètres percutant un plus gros objet en rotation de quelques km et de forme oblongue. Les vitesses d’impact étaient de l’ordre de quelques centaines de m/s.

Bien que l’énergie mise en jeu soit inférieure à celle d’un impact catastrophique, le résultat a été le fait que le gros corps est coupé en deux, mais ceux-ci se sont ensuite réassemblés due à la gravité mutuelle.

Ce choc n’a rien changé de la nature de la comète, elle est poreuse et ses volatils se sont conservés.

On voit sur la vidéo suivante trois différents scénarios de formation de Churyumov-Gerasimenko, avec des conditions initiales différentes. Credit: Animation by M. Jutzi and W. Benz, University of Bern

Lorsque Churyumov-Gerasimenko était dans sa période la plus active, la sonde Rosetta détecta de la glace de CO2 jamais détectée auparavant dans une comète, suivie de l’apparition de deux importantes zones de glace d’eau.

Ces zones glacées sont toutes situées dans l’hémisphère sud (région Anhur) de la comète du fait de sa forme et de l’irrégularité d’insolation.

La rangée du haut, montre les différentes zones où ont été découvertes ces taches de CO2 et H2O.

Les graphiques en dessous montrent les spectres pris par VIRTIS, où l’on remarque
la signature du CO2 grâce à des raies d’absorption autour de 2 micron.

Les saisons ont changé juste à l’approche du point le plus près du Soleil, si bien que l’hémisphère Sud subissait un « été » intense.

C’est donc pendant la première moitié de 2015, alors que la comète devenait de plus en plus active que Rosetta observa le dégazage de vapeur d’eau et de CO2, faisant ainsi apparaître la sous surface.

On sait bien que les comètes contiennent du CO2, mais il est très difficile d’en détecter sur la surface, c’est pour cela que cette découverte est intéressante.

Les scientifiques ont effectué divers calculs compliqués pour en arriver à la conclusion que cela correspondait approximativement à 60kg de CO2 soit une couche d’une épaisseur de 9cm.

Le cycle de CO2 est saisonnier, comme il a été déterminé par l’instrument VIRTIS.

C’est après que le CO2 ait disparu, que l’on détecta deux couches de glace d’eau, toujours dans les régions sud d’Anhur et Bes.

Ces zones étaient relativement grandes, plusieurs dizaines de m et 30cm d’épaisseur, et ont duré plus de 10 jours avant de disparaitre.

Ces régions riches en glace sont très brillantes et réfléchissent la lumière surtout dans le bleu.

Fin avril 2015, Rosetta détecta des grandes surfaces de glace d’eau sur Churyumov-Gerasimenko, elles sont indiquées sur les différentes images. On remarque bien ces deux spots brillants appelés A et B.

Ces deux zones sont de grande taille et jamais vu auparavant, elles contiendraient 20à30% de glace d’eau.

© ESA/Rosetta/MPS pour OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA;
S. Fornasier et al., Science 10.1126/science.aag2671 (2016)

NEW HORIZONS :.L’OCÉAN DE PLUTON AURAIT-T-IL PU ABRITER LA VIE ? (19/12/2016)

(Toutes images: crédit : NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute )

Les données réunies par la sonde New Horizons suggèrent la présence d’un océan d’eau glacée sous le bassin Sputnik (Tombaugh Regio) en forme de cœur de Pluton. Ce bassin est recouvert de glace d’Azote très brillante (plusieurs km d’épaisseur). On remarque aussi que cette zone est alignée presque parfaitement en opposition avec Charon (qui est synchronisé sur Pluton par effet de marées). C’est ce que l’on appelle un verrouillage gravitationnel (tidal lock en anglais), synchronisation de la période de rotation avec la période de révolution Comme on le voit sur cette animation gif.

Cet océan serait un mélange d’eau et d’ammoniaque, jouant le rôle d’antigel !

C’est ce qui vient d’être publié dans un article de Nature de chercheurs du MIT.

Cet océan souterrain aurait pu jouer un rôle, d’ailleurs, dans cette synchronisation, comme le précisent les auteurs de l’article.

En effet, qu’est ce qui fait que Pluton et Charon se soient bloqués dans cette position particulière ?

On pense qu’il y a une zone plus dense sous Sputnik Planitia, et peut être même très dense, car le bassin est en fait en dessous du niveau du sol aux alentours. (Cratère d’impact ?), il y aurait donc une anomalie gravitationnelle positive à cet endroit.

On explique comment l’anomalie gravitationnelle de Sputnik Planitia est affectée par la présence d’un océan souterrain.

Seules les illustrations b) une couche de glace d’azote de 40km d’épaisseur, hypothèse très improbable d’après les chercheurs ou c) la présence d’un océan d’eau, indiquent une anomalie gravitationnelle positive, hypothèse la plus probable et non pas en a) anomalie négative. Image de Nimmo et al., Nature, 2016.

Pluton est un corps froid (température de l’ordre de -230°C), comment pourrait il y avoir un océan liquide ?

Pluton possède un reste d’énergie interne encore active, qui pourrait expliquer d’après les auteurs, la permanence d’une zone d’eau et de glace mélangée visqueuse au niveau de cette région du cœur.

Les dernières données semblent aussi indiquer que la surface d’azote solide de ce bassin est en renouvellement constant, probablement dû à un point chaud au fond de celui-ci.

Certains soutiennent l’idée qu’un tel océan pourrait abriter une forme de vie extra terrestre.

Si cet océan contient des « antigels », il pourrait aussi abriter d’autres composés organiques

C’est William Mc Kinnon professeur de planétologie à l’Université Washington de St Louis (Missouri) qui a émis cette idée.

Cet océan serait très froid, salé, et riche en ammoniac, une sorte de sirop empoisonné. Une forme de vie « exotique » pourrait-elle y survivre ? N’oublions pas que la vie est surprenante et tolérante.

Il faudrait une nouvelle génération de sondes en orbite autour de Pluton et permettant des sondages radar et des mesures gravimétriques.

Topographie de la zone Sputnik : bleu et violet : basse altitude, jaune et rouge : haute.

(Toutes images: crédit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)

On sait tous que New Horizons s’est principalement intéressé à Pluton, mais en fait pendant son long voyage de 9 ans, il a traversé une portion d’espace interplanétaire, l’héliosphère, que peu de sondes spatiales traversent.

Seules les missions Pioneer et Voyager des années 1970, s’y sont aventurées.

L’espace plus proche de nous a été, lui, étudié par des sondes solaires comme SOHO ou SDO.

New Horizons comble un trou entre cet espace proche et l’espace lointain des Voyager.

Cet espace est le lieu du vent solaire (vitesse de 400 à 700km/s) et New Horizons s’y est intéressé grâce à son instrument SWAP (Solar Wind Around Pluto).

Cet instrument a été développé par le SwRI de Boulder (Colorado) sous la responsabilité de David Mc Comas.

SWAP a permis de compléter les données recueillies par ces valeureuses sondes, il a même été autorisé à poursuivre ses mesures épisodiquement pendant la période d’hibernation de la sonde.

New Horizons continue d’ailleurs à activer sa sonde SWAP après avoir dépassé Pluton.

SWAP mesure les principaux paramètres de ce plasma, comme la densité des protons du vent solaire (n), leur vitesse (V) et température (T) sur une distance allant de 22 à 33 UA.

On voit la trajectoire de New Horizons ainsi que celles de Voyager 1 et2 qui sont, eux, beaucoup plus loin, au-delà des 100 UA.

Crédits: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio, the Space Weather Research Center (SWRC) and the Community-Coordinated Modeling Center (CCMC), Enlil and Dusan Odstrcil (GMU)

Les résultats semblent indiquer que la densité de particules est beaucoup plus faible qu’au niveau de la Terre, près de 1000 fois moins.

Par contre, il existe des particules extrêmement énergétiques, appelées rayons cosmiques anormaux, ceux-ci lorsqu’ils se retrouvent près de la Terre, posent d’énormes problèmes de sécurité à nos astronautes. Ces mêmes particules, mais moins énergétiques, sont supposées jouer un rôle dans la limite où le vent solaire commence à pénétrer l’espace interstellaire.

L’espace interplanétaire lointain semble plus uniforme que l’espace proche de la Terre, mais on se rend compte de la rotation du vent solaire entrainée par le Soleil.


François Forget et	Tanguy Bertrand doctorant

Quelle est l’origine du colossal glacier d'azote en forme de cœur découvert en 2015 par la sonde New Horizons sur Pluton ?

Deux chercheurs du Laboratoire de météorologie dynamique (CNRS/École polytechnique/UPMC/ENS Paris) ont montré que l'insolation sur Pluton et la nature de son atmosphère favorisent la condensation d'azote près de l'équateur, dans les régions de basse altitude, entrainant une accumulation de glace au fond de Sputnik Planum, un vaste bassin topographique.

Grâce à leurs simulations numériques, ils ont également percé le mystère de la distribution particulière des autres types de glaces observées sur Pluton, et de l’abondance de leurs constituants dans l'atmosphère.

Pluton est un paradis pour les glaciologues. Parmi les types de glaces qui la recouvrent, celle d’azote est la plus volatile : elle forme en se sublimant (à -235 °C) une fine atmosphère, en équilibre avec le réservoir de glace en surface. Une des observations les plus inattendues de New Horizons en juillet 2015 a montré que ce réservoir d'azote solide est extrêmement massif, et essentiellement contenu dans « Sputnik Planum », un bassin topographique situé entre les tropiques de Pluton. Du givre de méthane apparaît par ailleurs partout dans l'hémisphère nord, sauf à l'équateur, tandis que la glace de monoxyde de carbone a été détectée, en faible quantité, seulement dans Sputnik Planum.

La calotte de glace de « Sputnik Planum », en fausse couleur, est entourée de montagnes. Ces dernières sont apparemment sculptées par l’incessante activité des glaciers d'azote.

Les zones sombres sont couvertes de matières organiques issues de la photochimie du méthane exposée au rayonnement ultraviolet du Soleil.

Jusqu'à présent, la répartition de ces différentes glaces sur Pluton restait inexpliquée.

Pour mieux comprendre les processus physiques à l'œuvre sur Pluton, les chercheurs ont développé un modèle thermique de la surface de la planète naine capable de simuler les cycles de l’azote, du méthane et du monoxyde de carbone sur des milliers d'années. Ils ont ensuite comparé ce modèle aux observations fournies par la sonde New Horizons. Leur modèle montre que c'est l'équilibre solide-gaz de l'azote qui permet de le piéger sous forme de glace dans Sputnik Planum.

Au fond de ce bassin, la pression de l'atmosphère - et donc de l’azote gazeux - est plus forte, et la température est plus élevée qu’à l’extérieur, ce qui permet à l’azote de s’y condenser en glace. Les simulations montrent que la glace d'azote s'accumule inévitablement dans le bassin, formant ainsi un réservoir d'azote permanent tel qu’observé par New Horizons.

Les simulations numériques décrivent également le cycle du méthane et du monoxyde de carbone.

Du fait de sa volatilité proche de celle de l'azote, la glace de monoxyde de carbone est entièrement séquestrée avec l'azote dans le bassin, conformément aux détections de New Horizons. Quant à la glace de méthane, sa plus faible volatilité aux températures régnant sur Pluton lui permet de son côté d'exister ailleurs que dans le glacier de Sputnik Planum. Le modèle montre en effet que du givre de méthane pur couvre de façon saisonnière les deux hémisphères, en accord avec les données de New Horizons.

Ce scénario montre qu’il n'y a pas besoin de connexion avec un réservoir d'azote interne pour expliquer la formation du glacier de Sputnik Planum, comme le suggéraient de précédentes études.

Ce sont des principes physiques bien connus qui sont à l'origine de ce cocktail de glace sur Pluton et de sa spectaculaire activité, une des plus étonnantes du système solaire.

Les chercheurs prédisent également que la pression atmosphérique est actuellement à son maximum saisonnier et qu’elle va diminuer dans les prochaines décennies, tandis que les givres saisonniers tendront à disparaître.

Pluton observée par New Horizons en juillet 2015 (à gauche), comparée au résultat du modèle à cette date (à droite).

Si le mécanisme de condensation de l'atmosphère dans des régions de basse altitude n'a pas d’équivalent sur Terre, il était déjà connu sur Mars, où l'atmosphère de CO2 peut se condenser à la surface comme l'azote sur Pluton.

Durant l’hiver et le printemps martiens, la glace carbonique recouvre préférentiellement le fond du cratère Hellas, qui, comme Sputnik Planum, se situe plusieurs milliers de mètres en dessous du niveau des régions avoisinantes qui restent libres de glace.

L’ESO communique : - Premiers signes de l’étrange propriété quantique du vide ? — Des observations d’une étoile à neutrons effectuées au moyen du VLT pourraient confirmer une hypothèse relative au vide cosmique formulée voici plus de 80 ans

L’analyse, au moyen du Very Large Telescope de l’ESO, de la lumière émise par une étoile à neutrons caractérisée par une extrême densité et un puissant champ magnétique, a peut-être conduit une équipe d’astronomes à mettre en évidence les toutes premières preuves de l’existence d’un étrange effet quantique, envisagé au cours des années 1930. La polarisation de la lumière observée suggère que l’espace vide situé en périphérie de l’étoile à neutrons est l’objet d’un effet quantique baptisé biréfringence du vide.

Une équipe pilotée par Roberto Mignani de l’INAF Milan (Italie) et de l’Université de Zielona Gora (Pologne) a utilisé le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO installé à l’Observatoire de Paranal au Chili pour observer l’étoile à neutrons RX J1856.5-3754 distante de quelque 400 années-lumière de la Terre.

Bien qu’elle figure parmi les étoiles à neutrons les plus proches de la Terre, RX J1856.5-3754 se caractérise par une luminosité extrêmement faible. Pour pouvoir observer cette étoile dans le domaine visible, les astronomes ont donc été contraints d’utiliser l’instrument FORS2 qui équipe le VLT, poussant le télescope à sa limite technologique.

Les étoiles à neutrons constituent les vestiges des noyaux extrêmement denses d’étoiles massives – de masse supérieure à 10 masses solaires – qui ont explosé en supernovae à la fin de leur vie.

Elles sont par ailleurs dotées de champs magnétiques extrêmes, des milliards de fois plus puissants que celui du Soleil, qui transpercent leur enveloppe externe et baignent leur environnement proche.

Vue d’artiste montrant comment la lumière provenant de la surface d’une étoile à neutrons fortement magnétique (à gauche), devient polarisée linéairement lors de son voyage dans l’espace, en passant près de l’étoile avant d’atteindre la Terre (à droite)

Cela semblerait prouver que l’espace autour de l’étoile à neutrons est sujette à des effets quantiques.

Simulation par Roberto Taverna (University of Padua, Italy) et Denis Gonzalez Caniulef (UCL/MSSL, UK)

Du fait de leur intensité, ces champs affectent les propriétés de l’espace vide situé en périphérie de l’étoile. En règle générale, le terme vide désigne un espace totalement vierge, que la lumière peut traverser sans subir la moindre perturbation.

En électrodynamique quantique (QED) toutefois, cette théorie quantique qui décrit l’interaction entre particules de lumière et corpuscules chargés tels les électrons, l’espace est rempli de particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent à chaque instant. Les champs magnétiques très intenses sont susceptibles de modifier cet espace, et donc de modifier la polarisation de la lumière qui le traverse.

Mignani de préciser : “Selon la QED, un vide fortement magnétisé se comporte à l’image d’un prisme vis à vis de la propagation de la lumière, et produit un effet baptisé biréfringence du vide.”

La QED a donné lieu à la formulation de nombreuses hypothèses qui se sont avérées exactes. Toutefois, le concept de biréfringence du vide n’a pour l’instant pas trouvé le moindre écho expérimental. Les expériences de laboratoire menées ces 80 dernières années – depuis sa formulation au sein d’un article co-signé par Werner Heisenberg (auteur du célèbre principe d’incertitude) et Hans Heinrich Euler – n’ont effectivement pas permis de le mettre en évidence.

“Cet effet ne se manifeste qu’en présence de champs magnétiques extrêmement puissants, tels ceux qui règnent en périphérie d’étoiles à neutrons. Ce qui témoigne, là encore, des formidables laboratoires d’étude des lois fondamentales de la nature que constituent les étoiles à neutrons” précise Roberto Turolla (Université de Padoue, Italie).

Après avoir effectué l’analyse minutieuse des données du VLT, Mignani et son équipe ont détecté un effet de polarisation linéaire – d’environ 16%, ce qui est significatif – qu’ils ont interprété comme la résultante directe de la biréfringence du vide qui se produit au sein de l’espace vide situé en périphérie de RX J1856.5-3754.

Vincenzo Testa (INAF Rome, Italie) d’ajouter : “Il s’agit de l’objet le plus faiblement lumineux dont la polarisation du rayonnement qu’il émet n’a jamais été mesurée. Cette mesure a requis l’utilisation de l’un des télescopes les plus grands et les plus performants au monde, le VLT, ainsi que l’emploi de techniques d’analyses de données très précises, capables d’amplifier le signal en provenance d’une étoile si peu brillante.”

“Nos modèles ne peuvent rendre compte de la polarisation linéaire élevée que nous avons mesurée au moyen du VLT, qu’à la condition d’y inclure les effets de biréfringence du vide prédits par la QED”, précise Mignani.

“Cette étude réalisée avec le VLT apporte le tout premier élément de preuve observationnelle en faveur de ces types d’effets QED censés se produire au sein de champs magnétiques extrêmement puissants” ajoute Silvia Zane (UCL/MSSL, Royaume Uni).

Mignani est enthousiaste à l’idée que la prochaine génération de télescopes contribue à des avancées dans ce domaine de recherche : “Les mesures de polarisation effectuées au moyen de télescopes plus perfectionnés, tel l’E-ELT, l’European Extremely Large Telescope de l’ESO, pourraient permettre de tester les prédictions de la QED relatives aux effets de la biréfringence du vide dans la périphérie d’un plus grand nombre d’étoiles à neutrons”.

“Cette mesure, effectuée pour la toute première fois en lumière visible, ouvre la voie à de semblables détections dans le domaine des rayons X”, conclut Kinwah Wu (UCL/MSSL, Royaume-Uni).

GALILEO :.ENFIN LA VITESSE DE CROISIÈRE POUR LE SYSTÈME EUROPÉEN DE NAVIGATION. (19/12/2016)

On se rappelle l’enfantement douloureux de ce système de navigation européen, appelé à faire concurrence au GPS, sa naissance a été proche d’un vrai scandale européen comme je le disais dans cet article. On allait mettre encore la main à la poche !

Progressivement on lance une cascade de satellites, et notamment, il y a quelques jours 4 satellites d’un coup (sous la coiffe : Galileo 15-18) pour le 75^ème vol sans échec d’Ariane 5.

Le lanceur Ariane 5 a accompli sa mission le 17 Nov 2016, depuis le port spatial européen de Kourou (Guyane française) pour la 75ème fois à la suite, dépassant ainsi le record de succès consécutifs du lanceur Ariane 4.

A l’occasion de ce 233ème lancement, Ariane 5 a démontré une fois de plus sa flexibilité et sa capacité d’adaptation en plaçant avec succès 4 satellites destinés à compléter la constellation européenne Galileo. Dans cette version d’Ariane 5, l’étage supérieur était propulsé par le moteur ré-allumable Aestus, déjà utilisé avec succès pour les lancements du cargo spatial européen ATV.

Non seulement Ariane 5 a dépassé le record de succès consécutifs de sa grande sœur Ariane 4, mais elle a, une fois encore, démontré sa flexibilité en mettant sur une orbite circulaire, à 22922 km d’altitude, 4 satellites à la fois», a déclaré Alain Charmeau, CEO d’Airbus Safran Launchers. «Je tiens à féliciter les équipes industrielles qui ont encore permis de démontrer la grande flexibilité d’Ariane 5.

Cette année, en plus des lancements doubles habituels, le lanceur a été capable à deux reprises de placer en orbite un satellite unique pour des clients commerciaux, puis de réussir ce lancement quadruple pour un client institutionnel européen. Je remercie l’ESA, la Commission Européenne, Arianespace et le CNES pour leur confiance et leur soutien constant. »

La performance au lancement de cette Ariane 5 ES est de 3276 kg (dont 2858 kg pour les satellites) en orbite circulaire à 22 922 km d’altitude, soit 4 satellites de 714 ou 715 kg chacun. Ceux-ci ont été injectés en orbite par un dispenseur de 418 kg spécialement développé et réalisé par Airbus Safran Launchers pour les lancements Galileo.

Fer de lance du savoir-faire européen, le lanceur Ariane 5 est l’un des plus vastes et ambitieux programmes spatiaux dans le monde. Il a démontré une fois de plus sa flexibilité qui lui permet de transporter indifféremment des charges utiles lourdes en orbite basse, deux satellites sur une orbite de transfert géostationnaire, un seul satellite en optimisant sa durée de vie, ou comme aujourd’hui plusieurs satellites en orbite moyenne.

Avec l’objectif constant d’améliorer la compétitivité du Système Ariane 5, ce lancement a également été l’occasion de faire voler pour la première fois une pièce du moteur Vulcain issue d’une fabrication additive de poudre métallique par fusion Laser permettant de réduire significativement le cycle de réalisation et la quantité de matière perdue par usinage.

Airbus Safran Launchers assure la maîtrise d’œuvre des lanceurs Ariane 5. L’entreprise coordonne un réseau industriel regroupant plus de 550 sociétés dans 12 pays européens (dont plus de 100 Petites et Moyennes Entreprises). Airbus Safran Launchers pilote l’intégralité de la chaîne industrielle, de la gestion des évolutions de performances du lanceur à son réglage final par la fourniture du logiciel de vol de la mission en passant par la maîtrise de sa production. Cette chaîne inclut les équipements et structures, la fabrication des moteurs, l’intégration des différents étages, puis l’intégration du lanceur en Guyane.

Airbus Safran Launchers est également le maître d’œuvre industriel du futur lanceur européen Ariane 6, dont le premier vol est prévu en 2020, et qui remplacera Ariane 5 vers 2023.

12ème lancement d’une Ariane 5 sous maîtrise d’œuvre Airbus Safran Launchers,

Au cours des prochains jours, les ingénieurs les placeront sur leur orbite opérationnelle finale et commenceront les essais pour vérifier qu'ils sont prêts à rejoindre la constellation. Ce travail devrait prendre environ six mois. Le système Galileo comptera alors 18 satellites.

Grâce aux 14 satellites déjà en orbite, lancés par paire à l'aide d'un Soyouz-Frégate, la Commission européenne devrait annoncer le démarrage des services initiaux dès la fin de l'année.

« Maintenant que nous pouvons faire appel à cette puissante version d'Ariane 5, le déploiement de Galileo va pouvoir s'accélérer pour offrir un système pleinement opérationnel », explique Paul Verhoef, Directeur du Programme Galileo et des Activités de navigation à l'ESA.

Deux autres lancements sont prévus en 2017 et 2018 par une Ariane 5. L'intégralité du système, qui comporte 24 satellites et plusieurs unités de réserve, devrait être en place d'ici 2020.

Galileo est le système de navigation par satellite à couverture mondiale de l'Europe. Il permettra à ses utilisateurs du monde entier de connaître leur position exacte dans le temps et l'espace de manière très précise et fiable. Une fois complet, le système consistera en 24 satellites opérationnels et l'infrastructure au sol associée pour fournir des services de localisation, navigation et synchronisation.

Le programme Galileo appartient à l'UE, qui le finance. La Commission européenne, en sa qualité de responsable de l'ensemble du programme, assure la gestion et la supervision de la mise en œuvre de toutes les activités afférentes.

Le déploiement de Galileo, la conception et le développement de systèmes de nouvelle génération ainsi que le développement technique de l'infrastructure sont confiés à l'ESA. Les phases de définition, de développement et de validation en orbite (IOV) du programme Galileo ont été conduites par l'ESA et financées conjointement par l'ESA et la Commission européenne.

L'Agence du GNSS européen (GSA) assure la promotion et la sécurité de Galileo. À compter de 2017, elle sera également responsable de l'exploitation de Galileo et de la fourniture des services correspondants.

Les dernières découvertes concernant la planète naine Cérès sont assez surprenants : elle contiendrait énormément de glace (d’eau), contrairement à ce que l’on supposait.

On vient de découvrir, en effet, de grands dépôts de glace d’eau tout près de la surface rocheuse de cet astéroïde.

Cela vient d’être annoncé à l’occasion de la réunion annuelle de l’AGU (American Geophysical Union) par les scientifiques de la mission Dawn. Résultats publiés dans le magazine Science et qui peuvent être consultés gratuitement, voici le titre de cet article :

Cet article contient les résultats de l’instrument GRaND (gamma ray and neutron detector), détecteur de neutrons à bord de la sonde, il a pour but de déterminer en plus des concentrations d’Hydrogène, les concentrations en Fe et K dans la croûte de Cérès.

Cette concentration en H semble plus élevée dans les latitudes moyennes et hautes, les mesures ont aussi montré que la glace se trouvait plutôt sous forme de mélange roche et glace.

On pensait avant ces découvertes, que la glace se trouvait principalement dans le fond de certains cratères, et dont la provenance était due à des impacts.

En fait la glace est partout, comme on le voit sur ces images en couleur de Cérès.

L’échelle des couleurs est reliée au contenu en H soit en unités d’équivalent-eau. Le bleu indique les zones ou H est le plus concentré (près des pôles) et le rouge indique des concentrations plus faibles (latitudes moyennes).

Comment peut-on expliquer la présence d’eau sous forme liquide sur un tel corps ?

En fait, on pense que l’intérieur radioactif de Cérès, crée suffisamment de chaleur pour permettre une zone intermédiaire autour de zéro, entre le centre rocheux très chaud et la couche extérieure glacée, très froide.

On s’en doutait un peu, car la densité de Cérès est tellement faible (2,2) qu’il devait y avoir une importante proportion de glace avec les roches.

Une autre étude proposée par le MPS, s’est intéressée à une centaine de cratères de l’hémisphère Nord et situés de façon permanente dans l’ombre. Ils se comportent comme des pièges à froid (cold traps en anglais), où la température descend jusqu’à 110K (-163°C) empêchant ainsi la glace de se sublimer. Cette animation gif, montre l’évolution de l’éclairement. Cela fait penser au stockage de glace dans certains cratères de la Lune et de Mercure.

Il semblerait aussi que les molécules d’eau se déplaceraient des latitudes moyennes « chaudes » vers les latitudes plus polaires.

Cérès aurait donc peut-être une très légère atmosphère de vapeur d’eau, identifiée en 2012 par Herschel.

Cadeau de Noël : vol au dessus de l’intriguant cratère Occator, fourni par nos amis de la DLR.

À présent, Dawn, suit une orbite elliptique d’une altitude de 7200km, et on espère qu’elle fonctionnera jusqu’en 2017.

Cerise sur le gâteau, la NASA va tenter de l’envoyer vers un autre astéroïde, car il reste du carburant.

Le James Webb Space Telescope du nom du célèbre administrateur de la NASA de l’époque Apollo, est le successeur officiel du télescope Hubble, et après de nombreuses péripéties et augmentations de budget, il commence à prendre forme, en fait, sa construction vient de se terminer.

Celle-ci a été fêtée par John Mather, Prix Nobel et responsable scientifique du télescope et Charles Bolden, administrateur de la NASA le 2 novembre dernier. Rappelons que l’idée du JWST date d’une vingtaine d’années !

Le miroir primaire de 6,5m (près de 3 fois plus que celui de Hubble), constitué de 18 hexagones en Béryllium/Or est enfin au complet comme on le voit sur cette photo.

Signalons que les miroirs sont mobiles dans une faible latitude afin de compenser certaines erreurs de mise au point.

Il faut maintenant procéder à tous les tests avant de donner le feu vert pour le départ pour le point de Lagrange L2, en octobre 2018 grâce à une fusée Ariane 5 de Kourou.

On n’a pas le droit à l’erreur, car, situé à 1,5 million de km de la Terre, il ne sera pas dépannable par des astronautes.

On dit que ce télescope serait si précis qu’il permettrait de voir une abeille sur la Lune et d’en mesurer sa chaleur (c’est principalement un télescope IR).

Ensuite ce sera le tour des tests liés au lancement. Comment le miroir résistera-t-il aux vibrations du lancement, on procédera à des simulations en chambre spéciale à cet effet. De nouveaux tests de courbure du miroir seront effectués après les essais lancement.

On a appris des erreurs de la mise en service de Hubble (légère anomalie de conception du miroir), c’est la raison pour laquelle des tests organisés par des sociétés indépendantes utilisant des procédures différentes, sont prévus.

Signalons qu’en début d’année, on a procédé aux essais réussis pour les instruments d’Airbus Defence and Space destinés au télescope spatial James Webb

Et notamment le spectromètre pour l’infrarouge proche NIRSpec et le spectro-imageur MIRI qui équiperont le télescope spatial James Webb (JWST), ces instruments étudieront principalement des objets astronomiques tels que les galaxies lointaines et les exoplanètes.

Le spectromètre pour l’infrarouge proche NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) et le spectro-imageur MIRI (Mid-Infrared Instrument) sont installés dans le module scientifique ISIM (Integrated Science Instrument Module) du télescope spatial James Webb (JWST - James Webb Space Telescope) aux côtés de deux autres instruments.

Ensemble, ils ont réussi avec brio une série d’essais en vue de leur intégration dans le télescope et de son lancement prévu en 2018. Tout comme lors des essais précédents, la campagne était soutenue par Airbus Defence and Space.

Le spectrographe infrarouge NIRSpec est développé et construit par un consortium conduit par Airbus Defence and Space et l’Agence spatiale européenne (ESA), tandis que le spectro-imageur MIRI est développé et construit par un consortium d’instituts européens financés par les États (le consortium européen MIRI), auquel Airbus Defence and Space a fourni ingénierie système et soutien à la gestion. Ces instruments nous permettront de mieux comprendre les objets qui évoluent dans notre Univers, des galaxies primordiales lointaines aux exoplanètes gravitant autour des étoiles.

« Nos instruments sont à la pointe de la technologie en matière d’astronomie moderne », a indiqué François Auque, Directeur général de Space Systems. « Le télescope spatial James Webb aura une grande importance dans notre compréhension de l’évolution de l’Univers. Les instruments NIRSpec et MIRI constituent une nouvelle preuve de l’expertise inégalée d’Airbus Defence and Space dans ce domaine. Nous sommes fiers d’apporter notre soutien à la recherche scientifique menée pour ce projet ».

MIRI a été le premier des quatre instruments du JWST livré et intégré au sein de l’ISIM en 2013, suivi en 2014 par le NIRSpec pour les essais initiaux. Après une mise en configuration de vol, le NIRSpec a été réintégré à l’ISIM début 2015. Les essais environnementaux ont débuté avec des tests mécaniques (essais acoustiques et de vibration), suivis par des essais de compatibilité électromagnétique. Les essais finaux sous vide aux températures cryogéniques ont été menés au sein de l’ISIM entre octobre 2015 et février 2016. Cette campagne de 109 jours a démontré que l’ensemble ISIM pouvait passer au niveau supérieur d’intégration.

Les essais environnementaux OTIS (Optical Telescope Element and Integrated Science) débuteront quant à eux en milieu d’année 2016. Les essais fonctionnels inaugureront la campagne d’essais mécaniques (essais acoustiques et de vibration) qui sera effectuée au Centre de vols spatiaux Goddard (GSFC) de la NASA. Au terme de cette campagne qui s’achèvera en 2016, OTIS sera transféré vers le Centre de vols spatiaux Johnson (JSC) de la NASA à Houston, où auront lieu les derniers essais sous vide aux températures cryogéniques visant à démontrer la performance optique conjuguée du télescope et de ses instruments.

Le spectrographe infrarouge NIRSpec sera capable de mesurer simultanément le spectre de plus d’une centaine d’objets célestes distincts. Il pourra ainsi observer d’importants échantillons de galaxies et d’étoiles dans des profondeurs jamais atteintes à ce jour, sur de vastes régions de l’Univers, et remonter très loin dans le temps. Le MIRI, qui est la combinaison d’une caméra et d’un spectromètre pour les longueurs d’ondes de l’infrarouge moyen, permettra d’étendre les capacités d’observation du JWST à des longueurs d’onde plus grandes que celles couvertes par ses autres instruments, ce qui est essentiel pour l’étude de la lumière émise par les objets célestes au moment de la création de l’Univers ou pour observer l’intérieur des nuages de poussières dans lesquels les étoiles et les planètes se forment actuellement.

Les deux astronautes chinois de Shenzhou 11, résidant dans la station spatiale Tiangong 2, sont rentrés sur Terre le 18 Nov 2016, après un long séjour de 33 jours dans l’espace, le plus long pour le moment pour les Chinois.

Le module de réentrée de Shenzhou 11 a atterri sans problème dans la région autonome de Mongolie Intérieure, les astronautes ont ouvert le sas par eux même avant l’arrivée des équipes au sol.

Cette mission est une étape importante vers la construction d’une station orbitale permanente chinoise, dont les premiers modules devraient être lancés vers 2018, pour un fonctionnement complet de la station vers 2022. Elle devrait accueillir 3 à 6 astronautes.

Quant à Tiangong 2, elle attend, elle devrait s’amarrer au premier cargo de ravitaillement chinois Tianzhou 1, qui devrait être lancé dans le premier semestre 2017.

Une vidéo intéressante : Le retour sur Terre depuis l’orbite jusqu’à l’atterrissage :

LE SOLEIL :.POURQUOI LA COURONNE SOLAIRE EST-ELLE PLUS CHAUDE QUE LA SURFACE ? (19/12/2016)

La couronne solaire, c’est l’atmosphère du soleil ; c’est ce que l’on voit lors d’une éclipse.

Elle s’étend sur plusieurs millions de km et sa température est extrêmement chaude, quelques millions de degrés par rapport à la surface solaire (la photosphère) de 5 à 6000 degrés à peu près.

Cette énorme température fut mise au jour lors d’analyse spectrale en 1939 par Grotrian et Edlen ; ils découvrirent la raie du Fer 13 fois ionisé ; ce qui donnait une indication de cette température.

En effet pour pouvoir ioniser 13 fois le Fer, une température de l’ordre du million de degrés est nécessaire.

On n’a toujours pas une explication satisfaisante de cet énorme écart de température entre la surface et la couronne.

La couronne solaire est constituée d’un plasma, c’est à dire, d’un gaz ionisé, un conducteur électrique parfait, donc.

Elle est tellement chaude, qu’il se produit des jets de vent solaire et des éjections de matière, les CME (coronal mass ejections éjections de matière coronale)

A-t-on violé le 2ème principe de la thermodynamique (la chaleur va toujours du chaud vers le froid) ?

En effet des chercheurs (Tahar Amari, Jean-François Luciani et Jean-Jacques Aly) du Centre de physique théorique de l’École Polytechnique et du Service d’Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA, publient un communiqué à ce sujet que je reprends en grande partie :

Comment la température de l’atmosphère du Soleil peut-elle atteindre jusqu’à un million de degrés, alors que celle de la surface de l’étoile est d’environ 6000°C ?

En simulant l’évolution d’une partie de l’intérieur et de l’extérieur du Soleil, des chercheurs du Centre de physique théorique (CNRS/École polytechnique) et du laboratoire Astrophysique, instrumentation-modélisation (CNRS/CEA/Université Paris Diderot) ont identifié les mécanismes apportant l’énergie capable de chauffer l’atmosphère solaire.

Une couche située sous la surface du Soleil, qui se comporte comme une casserole en ébullition, créerait un champ magnétique à petite échelle comme réserve d’énergie qui, une fois sorti de l’étoile, chaufferait les couches successives de l’atmosphère solaire via des réseaux de racines et de branches magnétiques, telle une mangrove.

Ce chauffage de l’atmosphère, impliqué dans la création du vent solaire qui remplit l’héliosphère, concernerait de nombreuses autres étoiles. Ce résultat parait dans la revue Nature du 11 juin 2015.

La température du Soleil, qui atteint environ 15 millions de degrés en son cœur, décroit progressivement pour chuter à 6000 degrés à sa "surface". Elle devrait alors logiquement continuer à décroitre dans l’atmosphère.

Pourtant, elle atteint environ 10 000 degrés dans la chromosphère et plus d’un million de degrés dans la couronne.

Quelle est la source d’énergie capable de fournir et de maintenir l’atmosphère à de telles températures ?

Une question qui représente un des grands problèmes de l’astrophysique depuis environ un siècle, d’autant plus importante qu’elle est associée à la source du vent solaire qui parvient jusqu’à la Terre.

S’il paraissait acquis qu’une partie de l’énergie de l’intérieur du Soleil parvenait à atteindre ces couches externes, le mécanisme restait mystérieux.

Ces chercheurs se sont concentrés sur le champ magnétique à petite échelle, d’aspect "poivre et sel" en dehors des taches.

Modèle complet illustrant la fine casserole de plasma en ébullition, proche de la surface solaire, responsable de la génération du champ magnétique poivre et sel en surface (bleu-rouge), qui en émergeant crée toute une "végétation" rappelant une mangrove, et permettant le chauffage des divers couches de l’atmosphère solaire.

Des modèles numériques performants et les calculateurs du Centre de physique théorique (CNRS/École polytechnique) et de l’Idris du CNRS ont permis d’effectuer une simulation pendant quelques heures à partir d’un modèle constitué de plusieurs couches, l’une interne et les autres atmosphériques.

Les chercheurs ont alors constaté que la fine couche sous la surface du Soleil se comporte en fait comme une "casserole" de petite épaisseur contenant un plasma en ébullition, chauffée par le bas et formant des "bulles" associées à des granules.

Ce potage de plasma en ébullition est alors responsable d’un phénomène dynamo qui amplifie et maintient le champ magnétique : ce dernier, en sortant vers la surface, prend une apparence poivre et sel et forme des concentrations moins nombreuses, de plus grosse taille, de durée de vie plus longue et baptisées "méso-taches" solaires, le tout concordant avec les observations.

Les scientifiques ont également découvert qu’une organisation semblable à une mangrove apparait autour des méso-taches solaires : des "racines chromosphériques" enchevêtrées plongent entre les granules, entourant des "troncs d’arbres magnétiques" qui s’élèvent dans la couronne et sont associés au champ magnétique à plus grande échelle.

Leurs calculs ont montré que, dans la chromosphère, le chauffage de l’atmosphère est assuré par de multiples micro-éruptions survenant dans les racines de la mangrove porteuses de courant électriques très importants, au rythme des "bulles" issues du plasma en ébullition. Ils ont également découvert que des évènements éruptifs plus importants et moins nombreux existent au voisinage des méso-taches mais ne permettent pas de chauffer la couronne plus haute et à plus grande échelle.

Cette dynamique éruptive engendre alors des ondes "magnétiques" le long des troncs un peu comme un son sur une corde pincée, en se propageant le long de celle-ci. Ces ondes transportent alors l’énergie vers la couronne plus haute et leur dissipation progressive chauffe celle-ci. Leurs calculs montrent aussi qu’en retombant vers la surface, la matière éjectée forme des tornades, elles-mêmes observées. Des jets de plasma fins, proches de ces arbres, sont également produits et représentent les spicules découverts récemment. Autant de phénomènes, observés jusqu’ici individuellement et non expliqués, qui sont divers canaux d’énergie issus du plasma bouillonnant, et non la source unique invoquée.

Les chercheurs ont constaté que le flux d’énergie de leurs mécanismes correspond à celui requis par toutes les études pour maintenir le plasma de l’atmosphère solaire à sa température : 4 500 W/m2 dans la chromosphère et 300 W/m2 dans la couronne.

La surface du Soleil selon les données de la mission spatiale IRIS de la NASA, avec en fond la structure dynamique de l’atmosphère chauffée.

Modélisation de l’atmosphère solaire montrant à haute résolution la formation de courants électriques importants qui s’élèvent telles des flammes.

Ce serait donc une couche située sous la surface du Soleil, qui se comporterait comme une casserole en ébullition, créant un champ magnétique qui, une fois sorti de l’étoile, chauffe les couches successives de l’atmosphère solaire via des réseaux de racines et de branches magnétiques

Un des avantages des astronautes de l’ISS, quand ils ont un moment de libre est de pouvoir contempler notre merveilleuse Terre.

Voici une photo de la vallée du Nil en Égypte, la nuit, prise par Scott Kelly le 27 Juillet 2015.

Le Nil est le plus long fleuve du monde : 6700km, l’Amazone vient en second avec 6400km.

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.

« Sous le pont Mirabeau coule la Seine, » écrit Apollinaire qui identifie le temps qui passe au mouvement ininterrompu de l’eau sous le pont. Les mathématiciens des XVI ième et surtout du XVII ième siècle ont inventé un outil décisif pour l’astronomie, pour étudier et prévoir le temps qui passe et le mouvement des planètes : les équations différentielles. Ce fut la spécialité de la grande famille Bernoulli : les frères Jakob et Jean, les fils et neveux Daniel, Nicolas, Jean II, Jean III, Jakob II, Nicolas II.

Kepler avait trouvé ses 3 lois au pif, c’est à dire sans déduction d’un calcul ou de lois précédente mais par récurrence en trouvant puis déduisant les innombrables mesures recoupées une à une les très précises tables de Tycho Brahé.

Le calcul différentiel et intégral est l’outil pour décrire et prévoir les mondes en mouvement et les variations de l’espace, du temps, de la gravité, de la propagation des ondes et des rayonnements, de l’infiniment petit des particules et de l’infiniment grand des planètes, des galaxies, de l’étirement de notre Univers et d’entrevoir d’autres univers.

Il n’en a pas toujours été ainsi. Jusqu’au début du XVII ième siècle le monde est immobile. L’idée du mouvement est une révolution. La perfection, le bon ordonnancement du monde est l’immobilisme : le ciel est immuable : rien ne bouge, rien ne change. Le monde sous la Lune est le dépérissement : le seul mouvement perceptible, en ces temps là, est le vieillissement des êtres et le dépérissement des choses. Le rythme du temps est celui des calendriers, pas celui des chronomètres pas encore inventés (1735 : John Harrison dont nous avons vu les chronomètres exposés à l’Observatoire de Greenwich, précédé toutefois par Henry Sully qui présenta sa « montre de mer » à l’Académie des Sciences de France en 1716, soit 2 ans avant le Longitude Act de 1714, brevet déposé en 1726). Au début du XVII ième seul Galilée se préoccupe du mouvement dans un monde fermé et immobile à l’image, comme le sont les mathématiques, du monde alors figé des hommes. L’Église à cette époque, pour ne pas se tromper se basait sur les idées fixes et fixées d’Aristote, l’Einstein depuis 18 siècles. Mal lui en pris car l’histoire officielle en choisit son angle d’attaque lors des campagnes de dénigrement de l’Église et des croyants avec pour illustration le procès de Galilée au mépris de la situation d’alors.

Jean Bernoulli (1667, 1748), frère cadet de Jakob, est né à Bâle. Son frère Jakob (dit aussi Jacques) sera son professeur de mathématiques. Jean sera d’abord médecin (1690) puis physicien. Il deviendra le professeur du jeune Leonhard Euler.

Il rencontre Leibniz à la toute nouvelle (1667) Académie des Sciences à Paris en 1691 qui va le diriger vers les nouvelles mathématiques : le calcul différentiel et intégral. Il reprendra le terme de « calculus integralis » inventé par Guillaume de L’Hospital, puis le mot « intégrale ».

En 1695 il obtient la chaire de mathématiques de l’Université de Groninge en Hollande et, travaillant avec Leibniz, il commence à étudier les premières fonctions exponentielles, développées par son frère Jean et parachevées plus tard par Euler.

En physique il invente la notation « g » pour désigner l’accélération de la pesanteur, « g » pour grave, gravité, c’est à dire « lourd » en latin et entre en conflit avec Newton pour la notion de force à distance auquel il préfère la notion de vortex (tourbillon).

Jean Bernoulli devient le promoteur de l’analyse fonctionnelle avec la notation fx pour désigner l’image d’une fonction f de x que Clairaut puis Euler modernisera en f(x).

Le terme « fonction » vient de son ami Leibniz qui utilisait le latin « functio ». Imaginant la décomposition de fractions rationnelles en éléments simples permettant le calcul d’intégrales inaccessibles autrement.

La suite (u_n) de terme général, u_n = 1/n est également dite harmonique. Le terme « harmonique » vient du grec « harmonia » qui, en menuiserie voulait dire « cheville », « assemblage » c’est à dire bien ajusté, donc harmonieux d’après les travaux de Pythagore.

Chaque somme partielle de rang k est appelé nombre harmonique; on a successivement :

Euler reprendra cette série divergente et trouvera sa célèbre constante « e » :

Daniel fut un très grand savant pour son époque : il est l’inventeur de la physique mathématique. Il étudia d’abord la philosophie, indispensable à la culture de l’époque. Puis il apprit les mathématiques auprès de son père Jean et de son frère Nicolas II.

Quels professeurs ! Mais après des études médicales à Heidelberg il obtient un doctorat de médecine à Bâle.

Sa rencontre avec Euler, ami de sa famille, le tournera vers les mathématiques.

A partir de l’Académie des Sciences de Saint Petersbourg, fondée en 1724 par le tsar Pierre le Grand, lui même membre de l’Académie française de Paris dont je possède l’éloge funèbre par Fontenelle.

L’élasticité, l’hydrodynamique (mécanique des fluides, théorie des marées), tuyaux sonores

Le théorème de Bernoulli (Daniel), établi en 1738, est la formulation mathématique quand dans le flux d'un fluide, une accélération est produite simultanément avec la diminution de la pression.

Dans un flux de fluide sans viscosité et dans lequel une différence de pression est la seule force d'accélération, la vitesse est équivalente à celle donnée par les lois de mouvements de Newton.

L'effet de Bernoulli affirme qu'un changement de vitesse cause un changement de pression.

p est la pression en un point, r est la masse volumique, v est la vitesse, g l’accélération de la pesanteur, z est l’altitude

Ce théorème servira à l’aéronautique (portance) et à l’astronautique (poussée).

En 1730 Daniel Bernoulli rencontre Buffon et il va appliquer le calcul des probabilités dans les phénomènes naturels aléatoires continus. En 1777 il développe une théorie des erreurs d’observation à partir des travaux de Simpson (erreurs relatives dans les observations de phénomènes naturels). Ces différents travaux se rapprocheront de la méthode des moindres carrés et de la théorie des réceptions de signaux, théorie toujours en vigueur.

Reprenant aussi les travaux de son frère pour les publier il trouve des polynômes intervenant dans des développements en séries qui seront applicables aux problèmes d’interprétations. De telles notions sont aujourd’hui utilises dans les validations de mesures par les sondes et les satellites (Planck).

Timbre paru en 2016 à l‘occasion des 350 ans de l’Académie des Sciences à Paris.

Les travaux de Daniel et d’Euler seront couronnés 10 fois par l’Académie des Sciences au point d’en faire un revenu régulier (en distillant les nouveautés année après année).

Les 3 générations de Bernoulli vécurent au XVII ième siècle sous Louis XIV, le Tsar Pierre le Grand, Catherine de Russie, Frédéric II de Prusse. Ils traversèrent les guerres de succession : Espagne, Autriche, Pologne et le siècle dit des « Lumières ».

Le traité de Nimège en 1678 met fin à la Guerre de Hollande déclenchée par Louis XIV qui voulait annexer les Pays Bas alors possession de l’Espagne par une succession de dots dues à des mariages de la Maison de Bourgogne depuis Charles le Téméraire. Louis XIV avait des prétentions sur la couronne d’Espagne (les souverains actuels d’Espagne sont ses descendants) et il voulait compenser le non paiement de la dot par l’Espagne de son épouse espagnole Marie Thérèse d’Autriche.

À la fin des guerres la France s’agrandie de la Franche Comté et des villes de Flandres que l’on appelle aujourd’hui « les Hauts de France ». La construction du château de Versailles reprend donc par la Galerie des Glaces.

En 1682 Louis XIV déménage la Cour au château de Versailles, nouvellement Louis XIV meurt en 1715 à 77 ans.

Son arrière petit fils, Louis XV âgé de 5 ans lui succède avec un régent Philippe d’Orléans, son neveu, jusqu’en 1723 et dont les orgies seront bien reprises au cinéma par Philippe Noiret.

En 1720 la France et l’Europe souffrent de la faillite de la banque Law qui avait introduit la monnaie papier et la première monnaie en Franc apparaît en 1726. La peste fait 80.000 morts à Marseille. En 1704 reprise des hostilités avec l’Espagne les forces anglo-hollandaises prennent Gibraltar qui sera définitivement anglais par le Traité d’Utrecht qui mit fin à la guerre de succession d’Espagne.

La Suisse des Bernoulli est relativement calme et profite de l’établissement des protestants français à Genève, la ville de Calvin, à la suite de la stupide révocation de l’Édit de Nantes par Louis XIV en 1685 influencé par le parti dévot et inspiré par sa nouvelle épouse Madame de Maintenon. Ainsi les marchands protestants partirent à Amsterdam qui prospère par le businesse et les banquiers émigrèrent à Genève transformant la Suisse en paradis fiscal.

En France les pauvres huguenots se réfugièrent dans les Cévennes pour fuir les dragonnades dans le pays du Chambon sur Lignon qui vient d’inaugurer un Observatoire sur la colline du village Mars qui organise chaque année en août un « Festival des étoiles en Vivarais » où, en rencontrant quelques astronomes connus j’ai pu donner au fil des ans quelques conférences sous un ciel pur.

Alexis Clairaut (1713, 1765) appartint aussi à une grande famille (21 enfants dont il fut le second). Apprenant à lire avec « les Éléments d’Euclide » et les mathématiques avec son père professeur il fut très précoce et à 12 ans il écrit un mémoire sur quatre courbes, à 13 ans il lit devant l’Académie des Sciences à Paris un compte rendu sur ces 4 courbes. A 16 ans il écrit un traité sur les courbes à doubles courbures qui, publié en 1731, lui vaut l’admission à 18 ans à l’Académie des Sciences alors qu’il en avait pas l’âge légal. En 1731 il démontre que toutes les courbes du troisième ordre sont des projections de cinq « paraboles divergentes » particulières. Six ans plus tard il est membre de la Royal Society.

En 1736 il part en expédition Laponie avec Louis de Maupertuis mesurer la longueur d’un degré de méridien.

A son retour en 1743 il publie un traité « Théorie de la figure de la terre » où il démontre le théorème qui relie l’aplatissement géométrique f à la surface d’un ellipsoïde en rotation à une quantité cinétique (le facteur de forme géodynamique J2) et à une quantité dynamique q, représentant le rapport de la force centrifuge à la pesanteur à l’équateur. Il calcule aussi une approche du fameux problème des trois corps qui consiste à résoudre les équations de mouvements de Newton de N corps interagissant gravitationnellement. Problème difficile encore de nos jours. Devant les difficultés de calculs entrepris aussi par Mac Laurin Clairaut se tourne à nouveau vers l’astronomie et publie un « Traité sur la Lune » contenant une explication du mouvement de l’apside conforme aux observations. Dans la foulée il calculera le périhélie de la comète de Halley.

Le siècle de la mécanique céleste pouvait commencer avec la famille Bernoulli, Clairaut, Mc Laurin et Taylor.

Des versions imprimables des 45 chapitres précédents peuvent m’être demandés à

LIVRE CONSEILLÉ. :.JUPITER CHEZ BELIN PAR TH ENCRENAZ ET J LEQUEUX (19/12/2016)

Jupiter, La conquête d'une géante aux éditions Belin par nos amis Thérèse Encrenaz et James Lequeux.

Enfin un livre sur la plus grosse planète de notre système solaire, Jupiter, il était temps !

Pourquoi consacrer un livre à Jupiter ? Pendant que Mars la rouge accapare les écrans et les imaginations, Jupiter se fait plus discrète dans la culture populaire. Pourtant cette planète occupe une place à part dans le Système solaire. Avec son cortège de plus de soixante satellites, elle forme un véritable système planétaire en miniature. Et c'est la découverte des quatre principaux satellites, en 1610, qui a bouleversé les conceptions que les astronomes se faisaient alors de l'Univers... En outre, par sa grande masse, cette géante gazeuse exerce une influence prépondérante dans le Système solaire.

Quand le ballet qu'elle danse autour de son étoile entre en résonance avec celui d'une autre planète, les conséquences peuvent être catastrophiques. Gare au carambolage ou à l'éjection ! Enfin, ces dernières années, avec la découverte de multiples exoplanètes géantes, l'étude de Jupiter n'en devient que plus cruciale : la planète apparaît comme le seul modèle accessible de cette nouvelle classe d'objets.

Cet ouvrage offre aux lecteurs curieux une synthèse complète des connaissances sur Jupiter.

LIVRE CONSEILLÉ :.COMBIEN DE DOIGTS A UN EXTRA TERRESTRE, LEHOUCQ CHEZ BELIN. (19/12/2016)

Notre ami Roland Lehoucq (et ses collègues) a encore frappé avec ce nouvel opus dédié aux extra terrestres.

Combien de doigts a un extra terrestre ? Est une façon originale et accessible de promouvoir la science en questionnant la fiction !

Ont-ils plutôt cinq doigts, comme nous, ou six, huit, ou plus encore ? Et combien de pattes ? Et comment diable font-ils pour se reproduire ?

Superman est-il une super-fourmi, Godzilla un dinosaure, les X-men des mutants prometteurs ou encore Yoda un banal amphibien ? Peut-il y avoir des tempêtes de sable (et des vers géants !) comme sur Dune ? Peut-on déformer l'espace pour voyager plus vite, être invisible ou encore respirer dans l'eau ?

Toutes ces questions ne sont pas si saugrenues, car les univers fictionnels des super-héros, créatures monstrueuses et autres extraterrestres sont, pour peu qu'on les aborde avec méthode, une excellente façon de découvrir et de pratiquer les sciences qui gouvernent notre monde réel : quelles explications peut-on trouver ? Est-ce envisageable, ou complètement impossible ? Que peut-on en déduire sur ces mondes imaginaires ?

Passionnés de SF, les auteurs passent ainsi au crible du questionnement scientifique tous les grands thèmes de leur genre favori.

À des échelles de plusieurs centaines de millions d'années-lumière, les galaxies sont-elles réparties de façon homogène dans l'Univers ? Pas vraiment : il existe des régions relativement denses et d'autres relativement dépeuplées. Qui plus est, des études récentes indiquent l'existence d'un « supervide », une immense région désertique de près de 2 milliards d'années-lumière de diamètre.

Et ces déserts cosmiques sont intimement liés à des questions sur les débuts de l'Univers, sur son expansion et sur les théories de la gravitation. En cosmologie, les vides ne sont pas rien !

Regardez un ciel nocturne bien noir, si vous avez la chance d'en avoir un. Vous remarquerez que, paradoxalement, il est loin d'être noir : il fourmille d'étoiles et d'autres objets astronomiques plus ou moins lumineux. Passée l'émotion ressentie devant l'immensité du cosmos rendue ainsi tangible, vous vous demanderez peut-être si la répartition des astres dans l'Univers obéit à une certaine régularité.

Pour répondre correctement à cette question, il faut s'affranchir des particularités locales et prendre de la distance... cosmologique ! À des échelles de plusieurs centaines de millions d'années-lumière, l'Univers est-il à peu près homogène comme le supposent les modèles cosmologiques les plus simples ? Pas vraiment : les scientifiques ont mis en évidence des régions relativement denses et d'autres relativement dépeuplées en galaxies. Qui plus est, comme nous l'explique l'astrophysicien István Szapudi (voir pages 24 à 31), plusieurs études récentes indiquent l'existence d'un « supervide » à une distance de 3 milliards d'années-lumière de nous : une immense région désertique dont le diamètre s'étend sur près de 2 milliards d'années-lumière.

Régions vides ou pas, qu'est-ce que cela change, au-delà de la géographie du cosmos ? En fait, les grands déserts cosmiques sont intimement liés à plusieurs questions portant sur les débuts de l'Univers, sur son expansion et sur les théories de la gravitation, dont la relativité générale d'Einstein. En particulier, le supervide détecté est susceptible d'expliquer une zone froide figurant dans la carte du rayonnement émis par l'Univers 380 000 ans après le Big Bang. Et l'étude des autres déserts cosmiques mettra bientôt à l'épreuve des modèles de l'énergie sombre, cette mystérieuse entité censée accélérer l'expansion de l'Univers (voir pages 32 et 33). Les vides ne sont pas rien, loin s'en faut !

En cherchant à expliquer pourquoi une zone de l'Univers est anormalement froide, des astrophysiciens ont découvert une vaste région où la matière se fait rare.

Les régions les plus vides de l'Univers cachent de nombreuses informations sur l'évolution du cosmos et sur l'énergie sombre. Stéphanie Escoffier nous explique comment les catalogues les plus récents de galaxies commencent à ouvrir une nouvelle fenêtre sur l'Univers.