LES ASTRONEWS de planetastronomy.com:

Mise à jour : 30 Mars 2022     

Conférences et Évènements : Calendrier   .............. Rapport et CR

Prochaine conférence SAF.. Le mercredi 13 Avril 2022 à 19H00  au CNAM amphi Grégoire (220 places).

« Les débris spatiaux : problèmes et solutions » Par Christophe BONNAL du CNES Direction des lanceurs  Résa > 10 Mars

Réservation comme d’habitude ou à la SAF directement. Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF.   

La suivante : Le 11 Mai  La mission Exomars : avec André Debus du CNES

Transmission en direct sur le canal YouTube de la SAF : https://www.youtube.com/channel/UCD6H5ugytjb0FM9CGLUn0Xw/feautured

Autre rendez-vous : commission de cosmologie de la SAF le 26 Mars avec Olivier Minazzoli sur la Relativité Intriquée ! 15H au siège de la SAF 3 rue Beethoven 15H. réservée aux membres de la SAF et à leurs invités.

Astronews précédentes : ICI        dossiers à télécharger par ftp : ICI

ARCHIVES DES ASTRONEWS : clic sur le sujet désiré :

Astrophysique/cosmologie ; Spécial Mars ; Terre/Lune ; Système solaire ; Astronautique/conq spatiale ; 3D/divers ; Histoire astro /Instruments ; Observations ; Soleil ; Étoiles/Galaxies ; Livres/Magazines ; Jeunes /Scolaires

Certains peuvent recevoir en double ces news, car ils sont inscrits sur plusieurs listes. J’en suis désolé.

Sommaire de ce numéro :   SPÉCIAL : SLS.

Mercure et BepiColombo : CR de la conf SAF (Planétologie) de L. Hadid du 26 Fév 2022. (30/03/2022)

Artemis : Enfin le SLS pointe son nez ! (30/03/2022)

Pollution Spatiale : Va-t-on enfin réagir ? (30/03/2022)

Solar Orbiter .:.Une image super HR du Soleil ! (30/03/2022)

Cosmologie  :.La plus détaillée des simulations de l’Univers primordial. (30/03/2022)

Astéroïdes :.Bennu et Ryugu ont une forme de dé, pourquoi ? (30/03/2022)

Diagramme de phases : Un nouvel état de la glace découvert. (30/03/2022)

Gaia  :.Une partie de notre Galaxie plus ancienne que prévu. (30/03/2022)

JWST :.Les miroirs sont parfaitement alignés. (30/03/2022)

ARTEMIS : ENFIN LE SLS POINTE SON NEZ ! (30/03/2022)

La NASA fait un gros effort pour terminer la mise au point de son nouveau lanceur lourd, baptisé SLS : Space Launch System.

C’est ce système de lanceurs qui doit remettre la NASA dans la course à la Lune et pourquoi pas vers Mars.

C’est le fameux programme Artemis de la NASA (Artemis est dans la mythologie grecque la sœur d’Apollo).

Ce concept date de quelques années et il faut l’expliquer avant de rentrer dans les détails de ces derniers jours et de la première sortie vers le pas de tir.

EN DEUX MOTS SIMPLES : la grande différence avec Apollo (pour les plus anciens qui s’en souviennent), capsule avec équipage et module lunaire et/ou cargo sont lancés en deux étapes avec deux lanceurs différents.

SLS CONCEPT ;

Le système SLS est un ensemble de lanceurs (non récupérables) permettant d’atteindre l’orbite lunaire, d’y déposer des astronautes (capsule Orion), d’y transporter des charges utiles sur la Lune ou en orbite lunaire et peut être de viser Mars dans le futur.

La plus haute version fera 110 m de haut, similaire aux 110 m de SaturnV. La plupart des éléments sont construits par Boeing.

Rien n’est récupérable, à part bien sûr la capsule Orion.

Configuration des divers types de lanceurs SLS suivant leur mission. Crédit NASA.

Chaque configuration de lanceur SLS utilise l’étage central (core stage en anglais) montés avec 4 moteurs RS-25 issus de la navette spatiale américaine. Ils sont fabriqués par Rocketdyne, il en reste 16 de l’époque navette. Cryogéniques : O2 et H2 liquides.

Le moteur RS-25 a été testé récemment en charge pendant 500 secondes.

Première étape : SLS Block 1 : Permet d’envoyer 27 tonnes en orbite lunaire.

Au moteur central on ajoute 2 propulseurs à poudre, les boosters, dérivés aussi de la navette. Ce sont les plus grands boosters jamais construits.

Le deuxième étage est aussi cryogénique, c’est le ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage), il doit propulser la capsule Orion vers la Lune.

Cette configuration Block 1 sera utilisée pour les trois premières missions Artemis.

Deuxième étape : Block 1B Crew Vehicle (avec équipage) : 38 t dans l’espace et Block 1B Cargo.

Le deuxième étage est plus puissant afin de permettre une charge utile plus importante, c’est le moteur EUS (Exploration Upper Stage)

La version cargo est identique sauf qu’elle ne transporte pas d’astronautes mais seulement des équipements devant être délivrés dans l’espace ou sur la Lune.

Troisième étape : Block 2 Crew et Cargo.

Comparaison entre Block 1 et Block 2.

Cette version devrait être plus puissante (46 t dans l’espace) que le Block 1 et permettre d’atteindre des cibles comme les astéroïdes ou Mars.

Signalons qu’il est prévu à terme d’utiliser une station spatiale en orbite lunaire, le Gateway, qui servirait d’étape intermédiaire entre la Terre et la Lune ou Mars, où les astronautes venant de Terre, monteraient à bord de leur capsule à destination de la Lune ou de Mars.

Les premiers vols en 2022 et 2023 se feront sans l’aide de ce Gateway qui n’est pas encore monté.

LA PREMIÈRE MISSION : ARTEMIS 1.

La première mission lunaire, Artemis 1, est la grande répétition de ces missions lunaires. Elle ne comportera aucun astronaute, ce sera un test grandeur nature de ce nouveau concept de la NASA pour retourner sur la Lune et dans l’espace plus éloigné.

Le principe est, pour ceux qui s’en souvienne, un peu comme la mission Apollo 8 de 1968, avec quelques variantes.

Voici le plan de vol prévu.

Crédit : NASA.

Cette mission décollera du célèbre pas de tir 39B de l’époque Apollo, ironie de la situation, il est situé à côté du 39A aussi célèbre et loué par Elon Musk pour le lancement de ses fusées.

La date de lancement prévue est Juin 2022.

Même si c’est une répétition, la charge utile est réelle, c’est la capsule Orion fabriquée par Lockheed-Martin associée à son module de service construit par les européens (ESM). S’il n’y a pas de vrais astronautes à bord, il y aura quand même des passagers : deux mannequins équipés de capteurs et de vestes devant mesurer l’influence des radiations hors du champ terrestre.

Voir l’article des astronews, le défi des radiations. Il y aura à bord aussi une expérience dédiée aux radiations de l’agence Allemande DLR : « Mare », acronyme de MATROSHKA AstroRad Radiation Experiment

Après le lancement et une fois la tour de secours éjectée, le module Orion déploie ses ailes (panneaux solaires) et le second étage s’allume pour propulser l’ensemble vers l’orbite lunaire, orbite identique Apollo 8. C’est la phase TLI : Trans Lunar Injection.

Au cours du vol vers la Lune (3 jours) Orion éjectera des mini satellites CubeSats, chargés de diverses missions.

Puis mise en orbite lunaire, où la sonde devrait rester une petite semaine.

À cette occasion, la capsule Orion devrait atteindre un point derrière la Lune, plus éloigné qu’à l’époque Apollo.

Finalement, on allume le moteur du module de service pour quitter l’orbite lunaire, et trois jours après on se retrouve en orbite terrestre. Classiquement, éjection du module de service, et largage du bouclier thermique une fois son rôle effectué, puis parachute et amerrissage dans le Pacifique.

Illustration ESA du lanceur Artemis 1. Crédit : ESA–K. Oldenburg

Ces jours-ci la NASA a décidé de monter complètement le lanceur et de le sortir vers le pas de tir.

Le montage s’effectue dans le célèbre VAB de l’époque Apollo et navette.

https://youtu.be/c5E6VGUEQWg  Artemis 1 expliquée par la NASA 10 min

 vidéo :

LA PRÉPARATION D’ARTEMIS 1.

Afin de préparer le vol de Juin, la NASA commence à monter le lanceur complet, en voici les différentes étapes.

Superbe vue d’Artemis 1 dans le hall de montage VAB.

Elle est équipée de ses deux boosters et de la capsule Orion.

Vue détaillée de la partie supérieure.

Elle est prête à parcourir les quelques km qui la séparent du pas de tir 39 B grâce au Crawler, encore une récupération de l’époque Apollo. Sa vitesse max est de 1 km/h.

Ce déplacement vers le pas de tir fait partie de la phase de répétition appelée « wet dress ».

Cette phase ira jusqu’au remplissage des réservoirs et on effectuera le compte à rebours jusqu’à – 9 secondes ! C’est le moment où l’on allume les moteurs de la partie centrale.

L’ensemble sur le crawler sur cette vue.

Crédit : NASA/Glenn Benson

Le montage en accéléré avec cette vidéo : https://youtu.be/5n8AY-k-Su4

Finalement l’ensemble arrive au pas de tir.

Des vues impressionnantes de l’espace sont aussi disponibles.

SLS CONTRE STARSHIP.

On sait que la (nouvelle) course à la Lune est compétitive. La NASA et SpaceX sont sur les rangs dans une saine émulation pour envoyer de nouveau des hommes sur la Lune, 60 ans après Apollo.

La NASA avait dans ses cartons le projet Ares, du programme Constellation lancé début de ce siècle, ce projet a fait long feu en 2010 et a été remplacé par Artemis.

SpaceX, fort de ses succès techniques (et commerciaux) a depuis toujours l’ambition d’un grand programme d’exploration et de colonisation spatiale, et a mis au point une énorme fusée, la Starship devant satisfaire ses exigences Lune, Mars et au-delà.

Illustration crédit : CC BY-SA 4.0

Examinons ce qui différencie ces deux techniques. Basé sur ce que l’on sait en ce moment, ça peut évoluer et ça évoluera surement.

Video explicative comparaison SLS/Starship : https://youtu.be/24yapK6GOQ0

POUR ALLER PLUS LOIN :

NASA’S ARTEMIS: launch dates, mission goals, timeline for ambitious moon return

NASA’S SPACE LAUNCH SYSTEM descriptiF complet de la NASA.

Space Launch System Lift Capabilities and Configurations

Site SLS NASA.

SLS chez Wikipedia.

Comment se déroulera la mission Artemis I autour de la Lune

Cinq choses à savoir sur la fusée SLS, la toute nouvelle méga-fusée de la Nasa

Découvrez le SLS au complet ! Le lancement d'Artemis I prévu en février 2022

Artemis I Core Stage Transported to Its New Home

Backbone of NASA’s Moon Rocket joins Boosters for Artemis I mission

Artemis 1 SLS Main Engines

NASA Powers Up RS-25 Engine Hot Fire Testing for Deep Space Launches

NASA's Megarocket Gets Closer to First Launch After Successful Engine Tests

Artemis 1 is Launching in February

New Images of Artemis in the VAB; Rollout for SLS Launch Rehearsal Test Now Scheduled for March 17

Artemis 1 Orion joins SLS to complete vehicle stack

La Nasa assemble l’immense fusée SLS qui va retourner sur la Lune

Le SLS est de sortie : la Nasa dévoile ses plus belles photos de la fusée qui fera le tour de la Lune

NASA’s Mega Moon Rocket, Spacecraft Complete First Roll to Launch Pad

En images, le lanceur SLS vu depuis l'espace

NASA's new moon rocket spotted from space rolling to the launch pad (photos)

C’est le grand jour ! Le puissant lanceur SLS de la Nasa se montre enfin demain dans son intégralité

Les albums :

https://www.flickr.com/photos/nasamarshall/albums/72157627559536895

https://www.flickr.com/photos/tags/spacelaunchsystem/

Galerie photos SLS https://www.flickr.com/photos/nasakennedy/51942520411/

https://www.nasa.gov/subject/6954/sls-images/

SLS vs Starship : les principales différences entre les lanceurs lourds de la Nasa et de SpaceX

SLS VS. STARSHIP: HOW NASA'S ROCKET COULD FUEL AMBITIOUS SPACE MISSIONS

https://youtu.be/GgmRAV8HNKE Orion au-delà de la Lune.

POLLUTION SPATIALE : VA-T-ON ENFIN RÉAGIR ? (30/03/2022)

On entend de plus en plus parler de collision entre satellites, d’impacts de débris avec l’ISS, bref, l’espace commence à être bien plein (tout est relatif quand même).

En effet depuis le début de l’ère spatiale (1957 avec Sputnik 1), le nombre d’objets en orbite terrestre n’a fait qu’augmenter, et de façon exponentielle.

Mais toutes les orbites ne se valent pas, certaines sont plus recherchées que d’autres :

C’est le cas de :

·         L’orbite terrestre basse (LEO Low Earth Orbit en anglais) située vers les 200 à 4500 km d’altitude ; par exemple là où se trouvent l’ISS ou Hubble.

·         L’orbite géostationnaire (GEO) à 36.000 km pour les principaux satellites de transmission

·         Les orbites GPS vers les 20.000 km.

En tout, on pense qu’actuellement (2022) il y aurait plus de 8000 satellites qui orbiteraient la Terre.

Le nombre de lancement par an de satellites pour LEO est donné par ce graphique.

En 2020 : 1200 satellites de lancés !

On remarque que de plus en plus de lancement ont lieu chaque année.

Crédit : ESA.

Le problème est que la plupart de ces satellites ont une durée de vie, c’est-à-dire qu’au bout d’un certain temps, ils meurent et occupent l’orbite inutilement. En fait, tout doucement surtout en orbite basse, où il reste des molécules d’air qui les freinent, ils vont tomber vers la Terre.

Chiffres CNES :

·         À 200 km d’altitude, un débris met 3 mois à retomber sur Terre

·         À 600 km d’altitude, il met 10 ans à retomber sur Terre

·         À 1 000 km, cela lui prend 1 000 ans

Mais certains avant de tomber vont peut-être impacter un autre on exploser pour une raison naturelle (panne) ou non (tir Laser d’une nation ennemie) et se répandre en de multiples débris. Ce sont ces débris qui au cours du temps deviennent dangereux pour les autres.

Ils peuvent être de toutes les tailles, on a évalué (CNES) :

·         30 000 objets de 10 cm ou plus dont 1 400 satellites actifs (étages supérieurs, outils etc…

·         750 000 objets de 1 cm ou plus (vis, boulon, morceau de métal)

·         135 millions d’objets de 1 mm ou plus

On évalue la quantité de débris à près de 10.000 t en orbite.

L’ISS effectue des manœuvres d’évitement pour les gros débris 5 à 6 fois par an en moyenne.

Je sais que l’espace est vaste, mais le nombre énorme de débris commence à inquiéter la communauté internationale.

En effet même si les plus gros morceaux (supérieurs à 10 cm) peuvent être suivis depuis la Terre par radar, les plus petits, de l’ordre du millimétrique ne peuvent pas être détectés. Ce sont ceux-là qui risquent d’impacter gravement des satellites, l’ISS ou un astronaute en EVA. Il faut s’en prémunir par diverses protections.

Il existe aussi un autre danger, pour les gros débris, ils peuvent retomber sur Terre dans des lieux habités s’ils ne sont pas correctement dirigés.

Graphique représentant le nombre total d’objets (en marron) suivis par les radars (supérieurs à 10 cm)

Les à-coups sont dus à des explosion ou destructions de satellites.

Illustration : Crédit Wikipedia Domaine Public.

De toutes façons, il faut maintenant réduire le nombre de débris et commencer à s’en débarrasser si possible.

Il existe des réglementations pour les nouveaux lancements : les mettre en fin de vie sur une orbite haute, une orbite « cimetière ».

Sinon, c’est l’objet des solutions de « nettoyage » spatial.

C’est pour cela que l’ESA et l’UNOOSA (acronyme de United Nations Office for Outer Space Affairs) département de l’ONU s’occupant des affaires spatiales ont décidé d’actions auprès du grand public et des sociétés spatiales afin de les sensibiliser sur ce sujet.

Luisa Innocenti est responsable du programme Clean Space à l’Agence spatiale européenne (ESA),

Ils ont mis au point une série de 9 infographiques expliquant les divers problèmes et solutions liés à ces débris.

Suivant les sources le nombre d’objets peut varier, ce qui est important c’est l’ordre de grandeur.

Illustration ESA/UNOOSA.

Peut-on nettoyer et se débarrasser des débris les plus dangereux ?

POUR ALLER PLUS LOIN :

POLLUTION SPATIALE : Quelle est la situation ?

ESA and UNOOSA illustrate space debris problem

Les infographiques et podcast de l’ESA au sujet des débris.

Pollution spatiale : l’espace est devenu une poubelle

Pollution spatiale : la menace fantôme vidéo 7 min

Débris Spatiaux : Où En Est-On ? Dossier du CNES.

SOLAR ORBITER :.UNE IMAGE SUPER HR DU SOLEIL ! (30/03/2022)

Solar Orbiter est une mission de l’ESA/NASA, partie de Cape Canaveral en Février 2020, ayant pour but d’étudier de près le Soleil (un peu comme PSP Parker Solar Probe) déjà en orbite autour du Soleil. Elle suivra une orbite polaire.

Elle devrait permettre d’étudier le flux du vent solaire, la photosphère et son orbite particulière devrait donner les premières images des pôles solaires. Elle devrait aussi nous en apprendre plus sur le mystère du Soleil : pourquoi la couronne est-elle beaucoup plus chaude que la surface du Soleil, phénomène contraire aux lois de la thermodynamique.

Une dizaine d’instruments sont inclus dans cette sonde : six du genre télescope pour observation du Soleil et 4 pour étude de l’environnement (instruments appelés in-situ).

La sonde devrait s’approcher du Soleil, jusqu’à 42 millions de km (0,28 UA), soit approx. 60 Rayons solaires.

En ce moment (Mars 2022) la sonde se trouve à mi-chemin entre la Terre et le Soleil (75 millions de km le 7 Mars 2022).

À ce moment-là, son imageur dans l’extrême UV (EUI = Full-Sun and High-Resolution Imager) a pris avec son télescope toutes les 10 minutes un cliché du Soleil, elle en a pris 25.

Toutes ces images ont été regroupée afin de fournir une image super haute résolution (80 M pixels) de notre étoile. Images prises à 17 nm dans l’extrême UV, c’est principalement la couronne qui est imagée à cette longueur d’onde.

La voici en résolution moyenne, attention la Super HR est ici, elle fait plus de 50 MB.

Cela vaut le coup de voir la HR et de zoomer dans le Soleil, c’est impressionnant et il y a une surprise à 2 H, une Terre à l’échelle !

Crédit : ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI team; Data processing: E. Kraaikamp (ROB)

Un autre instrument était en fonction : le SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment). Celui-ci permet de scanner le Soleil et de l’imager à diverses longueurs d’onde (ou température), auxquelles on associe une couleur, comme :

·         L’Hydrogène pour une température de 10.000 °C et une couleur violette

·         Le Carbone 32.000 °C en bleu

·         L’Oxygène 320.000 °C en vert et

·         Le Néon 630 .000 °C en jaune.

Ce qui donnent les images ci-contre.

L’ESA fournit aussi un assemblage gif de ces 4 images.

Crédit : ESA & NASA/Solar Orbiter/SPICE team; Data processing: G. Pelouze (IAS)

Après cet évènement, l’ESA prépare le premier passage au périhélie de Solar Orbiter le 27 Mars 2022.

La sonde sera alors à 48 millions de km du Soleil.

À cette occasion tous les 10 instruments seront actifs afin de recueillir le maximum de données.

On va s’intéresser aussi aux taches solaires.

Une remarque, les instruments sont fixes par rapport à la sonde, donc, pour voir un objet quelconque ou une zone intéressante du Soleil, il va falloir orienter correctement la sonde.

L’ESA publie un graphique montrant la séquence d’approche.

Crédit : ESA.

POUR ALLER PLUS LOIN :

Zoomez dans les détails « sans précédent » du Soleil dans cette image obtenue par Solar Orbiter

Zooming into the Sun with Solar Orbiter

Tracking sunspots up close

Le site solar orbiter à l’ESA

La mission sur votre site préféré.

DIAGRAMME DE PHASES : UN NOUVEL ÉTAT DE LA GLACE DÉCOUVERT. (30/03/2022)

Un rappel de physique de classe de seconde pour commencer.

Qu’est-ce qu’un DIAGRAMME DE PHASES ?

Faites appel à vos souvenirs de lycée, on vous parlait d’eau de glace de vapeur, d’états de la matière etc..

Que la température d’ébullition de l’eau dépendait de l’altitude par exemple, on vous a parlé aussi de point triple….

Un diagramme de phases représente les différents états physiques (solide, liquide, gazeux) d’un corps (pur ou mélange), par exemple de l’eau, en fonction de paramètres comme la température et la pression.

Cela permet de montrer les différents changements d’états en fonction de l’évolution des variables.

Crédit diagramme : Univ Laval CA

Et on vous présente alors ce diagramme bien connu.

Diagramme de phase de l’eau en fonction de P et T.

On remarque tout de suite qu’il existe un point où les trois phases sont présentes en même temps : le fameux POINT TRIPLE de l’eau qui sert de référence en physique. Proche de 0°C (0,01°C) et pour une pression très faible : 0,006 atm

Que remarque-t-on ? Si la pression est trop faible (comme sur Mars), on ne peut pas avoir d’eau liquide, on passe directement de l’état solide à l’état gazeux, c’est la sublimation.

Sur Terre, l’eau boue en montagne à cause de la baisse de pression d’air, bien en dessous de 100°C par exemple,

Un autre point caractéristique mais moins connu sur ce diagramme : le POINT CRITIQUE.

En effet, augmentons pression et température ; pour le gaz, sa densité augmente avec la pression, pour le liquide, par contre, quand la température augmente, sa densité diminue.

Il arrive donc un moment où ces densités s’égalisent, c’est le point critique.

Il n’y a plus qu’un mélange liquide/gaz, l’ensemble est supercritique.

Pour l’eau c’est à 374°C et à 218 atm.

En fait le diagramme précédent n’est qu’une vue SIMPLIFIÉE de la réalité.

Diagramme de phases de l’eau à une échelle plus large et logarithmique, permettant de nombreux ordres de grandeur.

La pression en ordonnée varie de 1 Pa à 1 TPa (Tera Pascal : 10¹² Pa) et la température en abscise de 0K à 650K.

On remarque qu’il existe une vingtaine de différentes formes ou états de glace, baptisés la plupart par un chiffre romain. Ces états apparaissent lorsque l’eau est soumise à des conditions extrêmes de pression.

Là où cela devient intéressant, il est possible que ces constions extrêmes soient celles qui règnent à l’intérieur de certains corps extraterrestres.

Crédit Wikipedia CC BY-SA 3.0

Des chercheurs de l’Université de Las Vegas (il n’y a pas que des casinos, là-bas !) menés par Zach Grande, viennent de découvrir un nouvel état de l’eau.

Ils font partie du département des conditions extrêmes de cette université, et ils ont mis au point une nouvelle méthode pour comprimer de l’eau entre deux diamants, provoquant ainsi la formation de cristaux de glace. Morceaux de glace soumis ensuite à des tirs laser faisant monter la température à 4000°C. En procédant de nombreuses fois à cette même procédure, on arrive à des pressions régnant au cœur de notre planète (vers les 300.000 atm !), ils se sont aperçus que les particules de glace effectuaient une transition de la phase VII à une nouvelle phase baptisée VIIt avant d’aboutir à la phase connue X. généralement ces types de glace formés à haute pression ont une densité supérieure à celle de l’eau liquide, contrairement à la glace ordinaire.

Évidemment on ne pourrait pas trouver ce type de glace à la surface de la Terre, mais pourquoi pas dans son manteau où dans des mondes planétaires extra solaires.

Les astrobiologistes pensent que ce type de glace (VIIt) pourrait être commun dans les exoplanètes riches en eau.

Ce pourrait être un paramètre à prendre en compte pour les prochaines recherches.

POUR ALLER PLUS LOIN.

On a découvert une nouvelle forme de glace

Des chercheurs découvrent une toute nouvelle forme de glace d’eau

UNLV Physicists Discover New Form of Ice

A New Form Of Ice Has Been Discovered

GAIA :.UNE PARTIE DE NOTRE GALAXIE PLUS ANCIENNE QUE PRÉVU. (30/03/2022)

Les analyses détaillées des données du troisième catalogue de Gaia ont montré qu’une partie de la Voie Lactée, ce que l’on appelle le disque épais se serait formé il y a 13 milliards d’années, soit 800 millions d’années après le Big Bang. C’est approximativement deux milliards d’années plus tôt que ce que l’on pensait.

C’est le résultat d’une étude menée par des scientifiques du Max Planck Institute for Astronmy de Heidelberg.

Mais comment peut-on déterminer l’âge d’une portion de galaxie ?

La détermination de l’âge des étoiles est une des choses les plus difficiles, on ne peut pas le mesurer directement, il faut faire des suppositions et bâtir des modèles.

En fait, on se base sur la métallicité des étoiles (pour les astronomes, tout ce qui est au-delà de l’Hélium est un « métal » !!), cette métallicité peut être déterminée par un télescope spectrométrique comme le LAMOST Chinois (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope). De la métallicité on en déduit son âge. Les premières étoiles n’avaient à leur disposition que H et He, et plus elles vieillissaient, plus de nouveaux éléments (des « métaux ») étaient ajoutés, plus leur métallicité augmentait.

C’est la façon dont on en déduisait leur âge, associé avec leur luminosité.

Illustration de notre galaxie. Crédit : ESA.

La composition de notre Galaxie.

En deux mots : elle est composée du halo et du disque.

·         Le halo est une région approximativement sphérique qui entoure le disque galactique, et c’est la partie la plus ancienne de la galaxie.

·         Le disque est composé de deux parties : le disque fin et le disque épais. Le disque fin contient la plupart des étoiles que l’on voit lorsqu’on observe la Voie Lactée le soir. Le disque épais, deux fois l’épaisseur du disque fin mais dont le rayon est plus faible, contient lui, une toute petite partie des étoiles. C’est l’étude des étoiles dans ces deux régions qui a permis de dater l’âge de celles-ci.

Cela a permis d’établir la chronologie de la formation de notre Galaxie :

·         Première époque : 800 millions d’années après le BB, formation du disque épais et de ses étoiles, probablement avec la formation du halo aussi.

·         Deuxième époque : 2 milliards d’années après le BB, fusion de notre Galaxie avec la galaxie naine appelée Gaia-Enceladus, ceci a contribué à former des étoiles du disque épais et à celles du disque fin. Cette formation s’est arrêtée vers les 6 milliards d’années après le BB.

Le disque épais a donc été formé bien avant le reste de notre Galaxie.

On espère beaucoup du JWST pour continuer ces recherches.

POUR ALLER PLUS LOIN :

Gaia finds parts of the Milky Way much older than expected

A time-resolved picture of our Milky Way’s early formation history

Une partie de la Voie lactée est plus ancienne qu’on le croyait

COSMOLOGIE :.LA PLUS DÉTAILLÉE DES SIMULATIONS DE L’UNIVERS PRIMORDIAL. (30/03/2022)

D’après ce que l’on sait et suppose, notre Univers est né il y a approximativement 13,8 Milliards d’années (Ga), lors de ce que l’on a appelé le Big Bang (mais je vous le rappelle que ce n’était pas Big et que ça n’a pas fait Bang).

La température et la densité originelles énormes, ont tout de suite décru, l’Univers commençait à se refroidir, si bien qu’au bout d’un certain temps, après le flash du bruit de fond cosmologique (CMB) vers les 380.000 ans, il est devenu opaque.

C’est ce que l’on a appelé les âges sombres (dark ages).

Mais le temps passant, vers 200 Ma, les premières étoiles/galaxies se créent grâce à la gravité et produisent suffisamment de rayonnement pour réioniser l’Univers, cela va donner naissance à ce que l’on appelle la période de réionisation, elle va durer de 200 Ma à 800 Ma approx (z de 6 à 20).

C’est cette période charnière de la réionisation à laquelle se sont attaquée les scientifiques du MIT, de Harvard et du Max Planck Institute for Astrophysics, pour développer une puissante simulation numérique.

Cette simulation a été baptisée Thesan comme le nom de la déesse de l’aube dans la mythologie Étrusque, en l’honneur de leur étude sur l’aube cosmique correspondant à cette période.

C’est une des plus grandes et complètes simulations sur la période de la réionisation, elle couvre un champ temporel de 400.000 ans jusqu’à 1 Ga. Elle décrit un volume de 300 Mal de dimension.  On voit l’apparition des premières centaines de milliers de galaxies.

Un extrait de la simulation montrée plus bas.

Le Temps s’écoule de la gauche vers la droite.

Il y a 4 canaux :

En haut : la matière noire composée de halos connectée par des filaments

Le panneau immédiatement en dessous correspond au gaz qui s’effondre pour donner naissance à des galaxies.

Le panneau en dessous, ces galaxies produisent des photons qui provoquent la réionisation.

Panneau inférieur : ceux-ci chauffent le gaz.

Illustration crédit : collaboration THESAN.

La simulation commentée (en anglais avec sous titres).

https://youtu.be/0i5I-QsveL4

vidéo :

Cette simulation montre comment la lumière des premières galaxies interagit avec le gaz intergalactique pendant le premier milliard d’années et transforme l’Univers de neutre à ionisé.

La simulation a tourné sur un super calculateur SuperMUC-NG du Max Planck.

Les scientifiques de cette opération espèrent que les prochaines observations du JWST permettront de confirmer leur modèle.

POUR ALLER PLUS LOIN

Scientists develop the largest, most detailed model of the early universe to date du MIT.

Remarkable Simulations Of The Early Universe From The Dark Ages Through First Light

Astronomers reveal remarkable simulations of the early universe

Thesan site.

thesan image gallery : https://www.thesan-project.com/images.html

Des astronomes présentent le modèle le plus grand et le plus détaillé de l’Univers primitif

Éclairage sur la fin des âges sombres et l'époque de réionisation, conf IAP de G Lagache du LAM.

La fin des ages sombres : CR de la conférence SAF de M Langer de l'IAS

Les galaxies lointaines, age sombre : CR conf D Kunth RCE2012

JWST :.LES MIROIRS SONT PARFAITEMENT ALIGNÉS. (30/03/2022)

Le télescope spatial James Webb, le Webb est maintenant parfaitement à poste en L2 ; la NASA a commencé depuis Février 2022 l’alignement des 18 segments du miroir principal afin d’obtenir la mise au point optimal et que ces 18 miroirs se comportent comme un seul de 6,5 m de diamètre.

Pourquoi aligner ces miroirs, il aurait suffi de les envoyer dans l’espace déjà alignés !

Eh bien non ! Pour des raisons de sécurité, on ne voulait pas que ces miroirs élémentaires se touchent (ils doivent être finalement jointifs), de peur que les vibrations au moment du lancement et des changements de trajectoires, ne les endommagent.

Donc une fois à poste et stabilisé, on peut procéder à cette délicate (et très lente opération).

En effet chaque miroir est équipé de petits micromoteurs permettant de très légers déplacements, de l’ordre de quelques mm.

La vitesse de déplacement de chaque miroir élémentaire peut atteindre 1 mm par jour.

Cette opération va durer trois mois. Car pour ne pas trop réchauffer le télescope à cause du mouvement des moteurs, on les fait fonctionner l’un après l’autre et sur une très courte durée de temps. Le miroir doit atteindre une température de 50K, pas plus.

Cette procédure d’alignement est une procédure en sept étapes, nous venons d’achever la phase cinq.

La NASA a même publié un selfie du miroir par la NirCam.

Ensuite c’est le travail des micromoteurs d’aligner les miroirs un par un (voir cette animation gif qui l’explique) afin d’obtenir une image finale que voici.

Les experts sont extrêmement satisfaits, le résultat dépasse leur meilleure prévision.

L’étoile choisie pour cet essai d’alignement est une étoile de faible luminosité, magnitude 11, (son nom : 2MASS J17554042+6551277)

Elle a été prise par la NIRCam lors d’une pose de 2100 secondes (35 minutes) avec un filtre rouge en IR à 2 microns.

Crédit NASA/STScI.

La prise de vue de 35 minutes prouve que tout fonctionne parfaitement dans le pointage du télescope (guide, roues à réaction etc..)

On remarque sur l’image qu’en plus de notre étoile de référence, on distingue des galaxies en arrière-plan similaires à ce que l’on obtenait avec les images « deep field » de Hubble.

La résolution serait de 50 mas (milli secondes d’arc) d’après les spécialistes.

Tout semble OK à bord, il faut attendre le refroidissement complet, surtout pour l’instrument MIRI qui, lui, nécessite un refroidissement actif à l’aide d’Hélium. Il doit atteindre 7K alors qu’actuellement il est beaucoup plus chaud (aprox 90K).

Le NIRSpec est lui aussi en état de marche.

Donc, il n’y a plus qu’attendre encore quelques mois pour voir le Webb complètement opérationnel.

Une vidéo du GSFC expliquant l’alignement : https://youtu.be/MiGx8xv6xjE

POUR ALLER PLUS LOIN :

Webb has Now Taken the Sharpest Image the Laws of Physics Allow

NASA’s Webb Reaches Alignment Milestone, Optics Working Successfully

L’extraordinaire acuité visuelle du télescope spatial Webb en images

Voici pourquoi les miroirs du James Webb doivent bouger si lentement

Le télescope spatial James-Webb aligne ses miroirs

James Webb : première image d’une étoile suite à l’alignement complet des miroirs

Photons Received: Webb Sees Its First Star – 18 Times

Mais comment James Webb a-t-il pu prendre un selfie sans caméra à l’extérieur ?

Webb Begins Multi-Instrument Alignment

Comment expliquer que James Webb aura ce drôle de mouvement autour du Soleil

video sur Niracm 18 minutes : https://youtu.be/MzWfUK0yvdY

Site Internet du JWST. À la NASA

Site du JWST

ASTÉROÏDES : BENNU ET RYUGU ONT UNE FORME DE DÉ, POURQUOI, (30/03/2022)

On se rappelle tous ces deux superbes missions Hayabusa-2 et Osiris-Rex vers des mini astéroïdes avec retour d’échantillons.

Quelle ne fut pas notre surprise de s’apercevoir que ces deux corps avaient la même forme, à savoir, un diamant ou un dé ou un cube selon les humeurs. Ils n’ont pas la même taille, ils ne sont pas du même type, par contre ils sont tous les deux dans la ceinture principale.

Longtemps on s’est posé la question pourquoi une forme similaire ?

Ryugu à gauche, 900 m dans sa plus grande dimension. Astéroïde de type C 5carboné), période de rotation : 7,8 heures.

Cible de la missions japonaise Hayabusa-2.

Sa rotation en animation gif.

Bennu à droite, 500 m dans sa plus grande dimension. Astéroïde de type B, période de rotation 4,3 heures.

Cible de la mission US Osiris-Rex.

Sa rotation en animation gif.

Crédit NASA/Jaxa.

On a d’abord pensé que cette forme étrange était due à la vitesse de rotation plutôt élevée de ces petits corps, que cela favorisait une accumulation à l’équateur. Mais comme ces astéroïdes faisaient partie des plus anciens de notre Système Solaire, ils auraient dû être aplatis avec le temps. De plus ces astéroïdes sont du genre « rubble pile » c’est-à-dire empilement de roches ou tas de gravats, donc très lâches, leur densité est d’ailleurs faible : 1,2, on voit bien qu’ils sont constitués en grande partie de vide entre les roches, tenus par la très faible gravité.

Donc ça ne suffit pas pour expliquer la forme de diamant ?

Des chercheurs Japonais d’Okinawa et Américains de Rutgers University se sont attelés au problème et viennent de publier un article sur le sujet dans la revue Granular Matter : « Bennu and Ryugu, diamonds in the sky ».

Ils ont déduit des faits précédents, que ces astéroïdes devaient se comporter plutôt comme de la matière granulaire et obéir à la physique des milieux granulaires. Dans ces conditions, l’écoulement de grains de sable devrait pourvoir aider à appréhender le problème.

Ils ont utilisé des modèles basés sur l’écoulement de grains de sables et ont fait intervenir rotation et gravité.

Et ça a marché, ils ont trouvé la forme de diamant.

On voit ici le résultat d’une simulation par rapport à Bennu. On retrouve bien la même forme.

Crédit : Sabuwala et al.

La force centrifuge joue bien un rôle dans la forme diamant, elle est plus faible près des pôles, ce qui favorise une accumulation de roches à ces endroits. Alors que la force centrifuge est plus forte à l’équateur, ce qui donne aussi une accumulation.

D’où cette forme bizarre. Les scientifiques pensent que cette forme est présente depuis l’origine de la formation de l’astéroïde.

POUR ALLER PLUS LOIN :

Bennu and Ryugu: diamonds in the sky article scientifique base de cette nouvelle.

On sait pourquoi les astéroïdes Bennu et Ryugu ont une forme de diamant

Bennu et Ryugu, deux astéroïdes taillés comme des diamants dans le Système solaire

Why are Rubble Pile Asteroids Shaped Like Diamonds? De Universe Today.

Diamonds in the sky communiqué de presse.

Simple Physics Solves Mystery of Diamond-Shaped Asteroids

Pourquoi des astéroïdes comme Ryugu et Bennu ont une forme carrée ?

Bonne lecture à tous.

C’est tout pour aujourd’hui !!

Bon ciel à tous !

JEAN-PIERRE MARTIN

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