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15 octobre 2020 4 15 /10 /octobre /2020 18:04

 

 

 

 

Il existe dans l’univers connu des millions de groupes de galaxies renfermant chacun des dizaines, voire des centaines de galaxies. Dans chaque groupe, ces objets gigantesques sont liés par leurs forces gravitationnelles qui tendent à les faire se rapprocher les uns des autres. En revanche, les distances entre groupes étant démesurées, la gravitation s’efface alors en raison de l’expansion de l’Univers : c’est la raison pour laquelle les groupes galactiques s’écartent inexorablement les uns des autres.

Il n’est donc pas étonnant de voir s’éloigner de nous toutes les galaxies, à l’exception bien sûr de celles contenues dans notre propre groupe baptisé groupe local. Ce dernier est composé d’une soixantaine de galaxies et, parmi elles, les plus grosses sont la Voie lactée (voir sujet) et surtout la galaxie d’Andromède, également connue sous le sigle M 31 (ou NGC 224). C’est cette dernière que nous allons évoquer dans ce sujet.

 

 

 

Le temps des nébuleuses

 

Jusqu’à un passé récent (début du XXème siècle) les scientifiques étaient tous persuadés qu’il n’existait qu’une seule galaxie – la nôtre – représentant tout l’univers. De ce fait, les quelques galaxies extérieures qu’on devinait sous la forme de faibles taches lumineuses étaient appelées des nébuleuses (et donc jugées internes à la Voie lactée) et c’était précisément la cas de la plus visible d’entre elles, Andromède. On voit encore dans certains livres d’astronomie un peu anciens l’appellation de « grande nébuleuse d’Andromède », un terme évidemment impropre.

 

Il faudra attendre les années 1920 pour que Edwin Hubble remette les pendules à l’heure (voir le sujet) par ses observations effectuées grâce au grand télescope (pour l’époque) du mont Wilson, aux USA. À la suite des travaux d’Henrietta Leavitt (1868-1921) qui les mit la première en évidence, il s’intéressa en effet à un groupe bien particulier d’étoiles

Edwin Hubble (1883-1953)

peuplant ces « nébuleuses », les céphéides, dont la variation d’éclat régulière lui permit d’évaluer leur distance : pour Andromède, il arriva au chiffre de 900 000 années-lumière (la galaxie est en réalité située à 2,5 millions d’années-lumière) ce qui la situait bien trop loin pour appartenir à notre propre galaxie. Dès lors, il devint clair que la Voie lactée n’était qu’une galaxie parmi d’autres et que l’univers était bien plus vaste que ce que l’on avait imaginé jusqu’alors.

 

Observant par la suite d’autres galaxies lointaines, il put démontrer que si quelques unes d’entre elles, à l’instar d’Andromède, se rapprochent de nous (décalage spectral vers le bleu), l’immense majorité de ces objets s’éloignent en fait de la Voie lactée (décalage spectral vers le rouge) et ce d’autant plus vite qu’elles sont déjà le plus éloignées. Ce qui, au passage, permettait d’affirmer l’expansion de l’univers…

 

 

 

Une galaxie comme les autres ?

 

Il existe différents types de galaxies, nous l’avons déjà évoqué (voir sujet). La galaxie d’Andromède M31, comme la Voie lactée, est une galaxie spirale mais, à la différence de la nôtre, elle n’est pas – du moins en apparence - barrée. Rappelons pour mémoire qu’une galaxie « barrée » voit ses bras spiraux émerger non pas de son centre mais d’une bande d’étoiles plus ou moins large traversant ce centre. Ce phénomène de

exemple de galaxie barrée (NGC1300)

barre qu’on retrouve pour les 2/3 environ des galaxies spirales est supposé dépendre d’une augmentation locale de densité irradiant du centre et modifiant les orbites des étoiles les plus centrales : les scientifiques associent en tout cas ce phénomène de barre à une plus grande production de nouvelles étoiles. Et, de fait, si l’on compare le taux de formation stellaire des deux galaxies, la Voie lactée crée près de cinq fois plus d’étoiles que M31 avec un taux de supernovas deux fois supérieur. On peut dès lors penser que Andromède est actuellement en état de repos, du moins de ce point de vue.

 

Pour être complet, signalons que des études récentes d’Andromède dans le domaine infrarouge ont suggéré qu’elle possède peut-être quand même une barre centrale qui serait vue depuis la Terre dans le sens de la plus grande longueur mais ces observations n’ont pour le moment pas encore été confirmées.

 

 

 

Une structure presque classique

 

Située à 2,5 millions d’années-lumière de nous, Andromède est une galaxie très riche en étoiles puisqu’elle en renferme près de mille milliards (contre « seulement » 200 milliards environ pour la Voie lactée) et s’étend sur près de 220 000 années-lumière (contre environ 80 000 années-lumière pour la nôtre)  Toutefois, les analyses les plus récentes nous expliquent que sa masse totale ne représente que les 2/3 de celle de notre galaxie : on suppose que la différence entre les deux est la possible plus grande quantité de matière noire entourant (?) la Voie lactée, cette matière noire qui n’a jamais pu être directement objectivée. Comme on peut le voir, rien n’est donc encore vraiment sûr.

 

Puisque plus riche en étoiles, Andromède présente logiquement une luminosité de 25% supérieure à celle de notre galaxie mais, comme on l’a déjà dit, le taux de naissance stellaire étant plus élevé chez elle, la Voie lactée rattrape lentement sa grande voisine.

 

Structure « presque » classique avons-nous écrit car, effectivement, le bulbe d’Andromède est quelque peu particulier : son centre est très compact mais, surtout, abrite une combinaison double. La

double noyau de la galaxie d'Andromède (cliché Hubble)

structure stellaire la plus dense (appelée P1) est à l’écart du centre proprement dit (P2) moins brillant. Comme ce P2 renferme un trou noir supermassif (40 fois la masse de Sagittarius A qui trône au centre de la Voie lactée), peut-être cette situation inhabituelle est-elle en rapport avec sa présence mais, à l’évidence, le phénomène est pour l’heure encore mal compris.

 

Le disque d’Andromède est lui aussi quelque peu différent de celui de notre galaxie. En effet, si au travers d’un télescope optique, tout semble habituel, la situation est différente en observation infrarouge. Avec cette technique, on arrive à visualiser des anneaux concentriques – au moins deux – dont les centres paraissent décalés par rapport au centre véritable de la galaxie. Pourquoi ces anneaux ne sont-ils pas

vue d'Andromède en infrarouge

visibles en lumière normale ? Probablement parce qu’ils sont essentiellement composés de poussière froide qui ne rayonne pas aux longueurs d’onde visible. Cette anomalie est vraisemblablement en rapport avec la proximité d’une petite galaxie satellite (M 32) capturée par Andromède il y a un peu plus de 200 millions d’années mais nous y reviendrons.

 

Enfin, troisième différence avec la Voie lactée, le disque galactique de M 31 n’est pas plan mais en partie torsadé et, ici aussi, ce sont de petites galaxies satellites (notamment celle du Triangle) qui sont responsables du phénomène.

 

Deux bras spiraux sont nettement visibles et si, dans un premier temps, on les croît enroulés étroitement auprès du bulbe, une étude plus approfondie nous apprend qu’ils sont en réalité plus espacés que ceux de notre galaxie.

 

À distance, on trouve bien entendu le halo galactique qui est, de loin, le plus vaste objet de notre ciel nocturne mais n’est tout simplement pas visible : il s’étend sur plus de 1,3 millions d’années-lumière à partir du centre, soit à peu près à mi-chemin de notre galaxie : le halo d’Andromède se heurte en réalité au halo de la Voie lactée…

 

 Il renferme plus de 450 amas globulaires associés à la galaxie

Mayall 2
Andromède : amas globulaire Mayall II

géante. L’un d’entre eux est d’ailleurs si brillant (car incluant plusieurs millions d’étoiles) que les scientifiques pensent qu’il s’agirait en fait du noyau d’une galaxie naine dont les strates extérieures ont depuis longtemps été incorporées à la géante. Au total néanmoins, et toutes proportions gardées, il est logique de penser que la galaxie d’Andromède et la Voie lactée ont connu une évolution comparable.

 

 

Ces différences somme toute mineures avec la Voie lactée nous confirment que si les galaxies ont des structures globalement identiques, chacune d’entre elles a une vie propre qui les distingue les unes des autres.

 

 

 

Le cannibalisme d’Andromède

 

Nous venons d’évoquer les irrégularités de la structure de la galaxie d’Andromède que nous avons rattachées à son appétit pour certaines de ses voisines. Il paraît donc intéressant de se pencher sur le passé assez torturé de notre grande voisine et sur ses satellites, notamment la galaxie elliptique M32 qui offre un aspect plutôt inhabituel. Mais qu’est-ce qu’une galaxie elliptique ?

 

 Longtemps, avec Edwin Hubble, les scientifiques ont pensé qu’une galaxie elliptique était le stade précoce des galaxies : renfermant des milliards d’étoiles à la manière d’un amas globulaire fermé (mais à une

NGC4150
galaxie elliptique NGC4150

échelle bien plus grande), elles possèdent un centre très compact, très riche en étoiles mais dont la densité diminue progressivement au fur et à mesure qu’on s’éloigne du centre. À la différence d’une spirale, une elliptique ne tourne pas sur elle-même et, du coup, le mouvement de ses étoiles est aléatoire, au gré des forces gravitationnelles de proximité. Pauvre en gaz et en matière, elles ne forment presque pas de nouvelles étoiles et ne sont donc constituées que de vieille étoiles rouges de type II et de naines blanches. Ces caractéristiques ont finalement amené les astronomes à reconsidérer l’hypothèse de Edwin Hubble et pensent à présent que, bien au contraire, il s’agit ici d’un stade avancé de sénescence galactique, vraisemblablement dû à la fusion de deux galaxies spirales.

 

Revenons donc à M32, une galaxie « elliptique » bien particulière. Elle est en effet bizarre : sa population stellaire est assez variée et, bien qu’elle soit compacte comme une elliptique (c’est une des galaxies

M32
M32 près d'Andromède

les plus compactes de l’univers observable), elle possède en réalité un nombre non négligeable d’étoiles jeunes au sein d’une population composée de vieilles étoiles jaunes ou rouges. Elle ne possède effectivement pas de gaz et de poussière interstellaires. Alors une galaxie elliptique classique. ? C’est la proximité de la géante Andromède qui fait douter.

 

Nous avons évoqué plus haut les anneaux concentriques de M31, uniquement visibles en lumière infrarouge. Les scientifiques pensent aujourd’hui que ces perturbations du disque de la galaxie sont en rapport avec l’absorption des couches périphériques de M32. Ce phénomène de phagocytose galactique expliquerait du coup l’explosion de création d’étoiles survenue au sein d’Andromède il y environ deux milliards d’années, une séquence au cours de laquelle un cinquième de ses étoiles a vu le jour.

 

On sait que les galaxies de grande taille se sont formées par cannibalisme de galaxies plus petites se trouvant au sein d’un même groupe et qui, attirées par des forces de marée gravitationnelle gigantesques, se rapprochent de la plus grosse afin de se satelliser puis de se faire absorber. La galaxie d’Andromède est un bon exemple de ce type d’événements.

 

 

 

L’avenir du groupe local

 

groupe local

 

Sous le coup des forces gravitationnelles, les groupes galactiques finiront tous par ne plus contenir qu’une seule galaxie géante, résultat de la fusion de toutes les galaxies locales. Le nôtre n’échappera pas à cet avenir certes lointain.

 

De fait, la galaxie d’Andromède se rapproche de nous. Sa vitesse a été calculée par l’étude spectrométrique de ses étoiles et l’évaluation de leur décalage vers le bleu. Il est à présent certain que les deux grandes galaxies du groupe local se rapprochent l’une de l’autre à la vitesse de 430 000 km/h, soit 120 km/s. Cette vitesse peut sembler relativement élevée mais l’espace est si vaste qu’il faudra environ 3 à 4 milliards d’années pour que le choc se produise. Inutile de préciser que, à cette date lointaine, l’Humanité aura depuis longtemps disparu.

 

La Voie lactée et Andromède commenceront par tourner l’une autour de l’autre avant de s’échanger gaz et étoiles ce qui durera environ sept milliards d’années. Toutefois, le vide interstellaire est si important qu’il est hautement improbable que les étoiles de l’une et de l’autre entrent en collision et cette fusion se fera donc sans dommages. En revanche, leurs nuages de gaz et de matière s’échaufferont suffisamment par endroit pour donner naissance à de gigantesques pouponnières de nouvelles étoiles. Le spectacle sera probablement féérique surtout vue de notre système solaire qui, s’il est toujours présent, sera relégué aux confins de la nouvelle galaxie spirale géante dont le nom est déjà trouvé : Mikomeda.

 

 

 

La Voie lactée et Andromède presque sœurs

 

Si ce n’est la taille, notre galaxie et Andromède semblent de structure assez voisine. Il reste néanmoins encore beaucoup à apprendre sur notre grande voisine d’autant que ce que nous en savons est en définitive assez récent : il faut se rappeler que la première observation d’étoiles distinctes dans la partie centrale de M 31 date de la deuxième guerre mondiale, une prouesse permise par le couvre-feu alors de rigueur à Los Angeles. Les prochains télescopes géants, notamment en place dans l’espace (on pense au télescope spatial James Webb dont le lancement est pour le moment toujours prévu pour le 31 octobre 2021) permettront d’en savoir plus.

 

 

 

 

Sources :

 

 

Images :

  1.  galaxie d'Andromède : darkskies.space
  2.  Edwin Hubble : youtube.com
  3.  galaxie barréeNGC 1300 : pinterest.com
  4.  double noyau de M31 : Wikipedia France
  5.  anneaux d'Andromède : futura-sciences.com
  6.  amas globulaire Mayall II : de.wikipedia.org
  7.  galaxie elliptique NGC4150 : fr.wikipedia.org
  8. . galaxie M32 : messier-objects.com
  9. . groupe local : astrosurf.com

 

 

Mots-clés : en construction

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. Edwin Hubble, le découvreur

2. les galaxies

3. les galaxies cannibales

4. l’expansion de l’Univers

5. la Voie lactée

6. les céphéides

 

 

 

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30 août 2020 7 30 /08 /août /2020 17:49

Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog

 

 

 

LA MATIÈRE NOIRE, CETTE INCONNUE

 

 

 

     Nous évoquions il y a peu la matière noire de l'Univers, invisible mais seule à même d'expliquer les anomalies gravitationnelles des galaxies dans leurs parties visibles : celles-ci tournent en effet trop vite sur elles-mêmes ce qui sous entend la présence d'un élément supplémentaire baptisé matière noire (représentant 25 % de l'Univers contre 3% pour la matière visible, c'est-à-dire galaxies, nuages de gaz, etc.).

 

     Des chercheurs de l'université de Waterloo (Ontario - Canada) affirment avoir obtenu une image composite de cette fameuse matière noire en exploitant les clichés de 23 000 galaxies situées à 4,5 milliards d'années-lumière (voir l'image ci-dessus). Leur procédé ? Capter les infimes déformations des images galactiques lointaines sous l'influence de masses inconnues (par la technique des lentilles gravitationnelles que nous avons déjà évoquée).

 

     Les scientifiques de Waterloo en sont certains : non seulement la matière noire existe mais elle s'étend d'une galaxie à l'autre en des sortes d'immenses filets et ce d'autant plus que les galaxies sont plus proches les unes des autres.  Même si cette découverte ne remet nullement en cause le modèle standard de l'Univers actuellement en vigueur (bien au contraire puisqu'il prédisait les filaments de matière noire en question), elle ne nous apprend pas grand chose sur la dite matière noire... mais seulement qu'elle existe et ce n'est déjà pas si mal !

 

voir aussi l'article : matière noire et énergie sombre

 

 

 

 

BULLE CÉLESTE

 

 


     Dans la constellation du Grand Chien, à environ 5200 années-lumière de nous, gonfle une énorme bulle cosmique. Énorme, en effet, puisqu'elle couvre 2/3 de degré sur le ciel (1/2 degré pour la pleine Lune). Rapportée à sa distance, la bulle (nommée Sharpless 2-308) s'étend en réalité sur près de soixante années-lumière.


     L'origine de cet objet plutôt spectaculaire est une étoile géante bleue qui est sur le point de se transformer en supernova (pour les initiés, on  parle alors ici d'une étoile de Wolf-Rayet). Dans quelques milliers d'années, en explosant, cette étoile illuminera toute la galaxie au point, vu de l'extérieur, d'effacer la luminosité des milliards d'étoiles qui l'entourent.


     Sur la photo, l'étoile en question est celle qui se trouve près du centre de la bulle. Elle expulse par à-coups de la matière qui vient balayer celle déjà émise : les vents solaires provoqués par l'étoile dispersent alors l'ensemble sous la forme de cette nébuleuse concentrique. Le phénomène dure depuis environ 70 000 ans et lorsque l'on dit que la géante bleue est sur le point d'exploser, il faut bien sûr comprendre qu'on parle en termes astronomiques et en aucun cas par comparaison à la durée d'une vie humaine.


     À quelques années-lumière de distance du phénomène, le spectacle doit être féérique mais il vaudra mieux ne pas être là lorsque la supernova explosera.



Image : la nébuleuse Sharpless 2-308
Crédits :Anis Abdul (ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U)

 

voir aussi l'article : étoiles géantes

 

 

 

 

LE GRAND VIDE DE L'ESPACE

 

 


     La physique quantique l'affirme : le vide ne peut jamais être totalement vide car le vide intégral, total, absolu n'existe pas ! À l'échelon macroscopique toutefois l'affaire semble différente car, entre les étoiles et plus encore entre les galaxies, il semble bien n’exister que… rien, du néant, du vide... sauf que ce vide, ici aussi, n'est pas total puisqu'on estime que, entre les galaxies, on trouve environ 10 atomes par mètre-cube, 100 000 fois moins que dans le vide entre les étoiles (vide interstellaire).


      Le vide interstellaire (ou intersidéral) contient donc de la matière, certes fort diluée, mais parfois dense à certains endroits comme dans les nuages de gaz ou de poussières. Cette matière participe à la création de nouvelles étoiles et, de temps à autre, ce sont les restes d'une étoile antérieure qui contribuent à inséminer le futur du cosmos.


     Sur la photo ci-dessus, on peut voir l’image du rémanent (l’enveloppe externe de l’étoile projetée dans l’espace) d’une supernova appelée Puppis A. Cet objet était situé à 7 000 années-lumière de nous et il termina sa vie il y a 3 700 ans. Le rémanent forme une espèce de coquille pas tout à fait sphérique et est occupé en son centre par une étoile à neutrons (le reste central de l'étoile) qui explique le fort rayonnement X toujours perceptible malgré le temps passé. Le rémanent continue de s’étendre en se diluant et occupe à présent près de 60 années-lumière de large.


     Sur l'image du rémanent de Puppis A, on peut distinguer en rouge l'hydrogène et l'azote tandis que, en bleu, on aperçoit des fibrilles d’atomes d’oxygène choqués. Tous ces éléments sont susceptibles d’être réutilisés pour construire de nouveaux astres. Non, décidément, l’espace intersidéral n’est pas vide.

 


Image Crédit & Copyright: Don Goldman, ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

 

 

 

 

M7, L'AMAS DE PTOLÉMÉE

 

 


     Déjà observé par Ptolémée et décrit par lui en 130 après J.C., cet amas est dit "ouvert". Rappelons que ce type d'objets associe quelques centaines d'étoiles, toutes nées à partir d'un même grand nuage de poussière et de gaz (ce qu'on appelle une nébuleuse diffuse). De ce fait, ces étoiles sont très semblables en âge et en composition chimique et seules leurs tailles respectives les différencient. La proportion d'étoiles bleues, jaunes ou rouges permet d'estimer l'âge de l'amas (plus il y d'étoiles bleues, plus ils sont jeunes). Peu à peu, ces étoiles sont amenées à se séparer et à vivre leurs vies de façon indépendante.


     Il existe, à l'inverse, des amas dits "fermés" en ce sens que les quelques millions d'étoiles qui les composent se répartissent sur une zone réduite d'où les fortes liaisons gravitationnelles : ceux-ci (environ 200 pour la Voie lactée) sont nés en même temps qu'elle.


     Mais revenons à M7. D'après les spécialistes, c'est l'un des plus beaux amas que l'on puisse contempler. Il se situe dans la queue de la constellation du Scorpion et est dominé par de brillantes étoiles bleues ce qui souligne sa jeunesse (les scientifiques lui accordent environ 200 millions d'années ce qui situe sa naissance à l'heure des dinosaures sur Terre). Il est situé à environ 1000 années-lumière de nous et son diamètre est de 25 années-lumière.


     Pour obtenir l'image ci-après, il a fallu un très long temps d'exposition ce qui explique l'importance des poussières et surtout la présence de millions d'étoiles en arrière-plan (la vue est en direction du centre de la galaxie).

 


Photo : M7, amas ouvert dan

s le Scorpion"

Crédit & Copyright: Roberto Colombari),ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

 

voir aussi l'article : amas globulaires et traînards bleus

 

 

 

 

LA GALAXIE DU MARSOUIN

 


     On oppose souvent les galaxies spirales (comme notre Voie lactée avec ses bras spiraux) et les galaxies elliptiques en forme de ballon de rugby, plus anciennes et donc composées d'étoiles plus âgées.


     À environ 300 millions d'années-lumière de nous, dans la constellation de l'Hydre, existe le système dit de Arp 142 qui associe deux galaxies, une spirale (NGC 2936) située en haut de la photo ci-après (prise par le télescope spatial Hubble) et une elliptique plus massive (NGC 2937) qui se trouve plus bas sur l'image.


     Toutefois, comme on peut le voir, la galaxie spirale a pris une drôle de forme : elle semble se dilacérer. Il y a plusieurs centaines de millions d'années, elle devait être une spirale tout à fait classique mais elle a été attirée vers la galaxie elliptique par d'extraordinaires forces gravitationnelles. Du coup, elle en est toute déformée. Dans quelques dizaines de millions d'années, ces deux galaxies vont fusionner.


     En raison de sa forme, on a baptisé la galaxie spirale déformée la galaxie du marsouin tandis que l'ensemble des deux (Arp 142) est comparé à un pingouin qui protégerait son œuf. À noter que le "bec du marsouin" est particulièrement bleu ce qui s'explique par la création de nombreuses étoiles en raison des forces de gravité. Dans tous les groupes de galaxies, si celles-ci sont suffisamment proches les unes des autres, elles s'attirent afin de ne plus former à terme qu'une seule et immense galaxie. Ce sera également le sort de la Voie lactée, de la galaxie d'Andromède et des quarante à soixante galaxies qui composent notre propre groupe local.

 


photo : NASA, ESA, Hubble, HLA; retraitement & Copyright: Raul Villaverde

.
voir aussi l'article : les galaxies cannibales

 

 

 

 

LA PLUS LOINTAINE GALAXIE DU GROUPE LOCAL

 


   

     Les milliards de galaxies qui peuplent l'Univers s'éloignent de nous. Toutes ? Pas tout à fait : une cinquantaine d'entre elles (dont la galaxie d'Andromède) sont liées à notre Voie lactée par les forces gravitationnelles (ce qui est impossible pour les autres qui sont trop éloignées). Ce groupe d'environ cinquante galaxies dont la nôtre est appelé le groupe local.


     À environ 3 millions d'années-lumière de nous, en regard de la constellation de la Baleine, on peut apercevoir une galaxie naine solitaire baptisée WLM, du nom des trois astronomes, Wolf, Lundmark et Melotte, qui l'ont découverte. Elle est si éloignée que, pour certains scientifiques, elle n'a peut-être jamais interagi avec les autres galaxies du groupe. Pour d'autres (les plus nombreux), elle fait bien partie de notre groupe tant les distances avec les autres galaxies de l'Univers sont gigantesques et du fait qu'elle ne s'éloigne pas de nous.


     Quoi qu'il en soit, elle possède bien des lieux de formation d'étoiles trahis par leur teinte rosée tandis qu'on trouve à proximité des flopées d'étoiles jeunes et bleues. En revanche, le halo central (d'environ 8000 années-lumière) est, comme cela est prévisible, composé d'étoiles plus anciennes dont la coloration globale tend vers le rouge.


    À terme, WLM rejoindra l'énorme galaxie qui sera formée par la jonction des galaxies du groupe local mais dans bien longtemps puisque la fusion de la Voie lactée et d'Andromède n'est pas prévue avant 3 à 4 milliards d'années : la supergalaxie résultante (déjà baptisée Milkdromeda - en français, Milkomède) pourra alors "attirer" WLM pour l'inclure dans sa population centrale de milliers de milliards d'étoiles...

 


Image : la galaxie WLM photographiée par l'OmegaCam de l'Observatoire européen austral du Paranal
Crédits : ESO, VST/Omegacam Local Group Survey
 


 

 

 

FAIRE DU NEUF AVEC DU VIEUX

 


     

     La vue ci-dessus pointe sur l'amas de galaxie Abell 3574 qui se trouve en regard de la constellation du Centaure. Au centre de la photo, à environ 200 millions d'années-lumière de notre Voie lactée, on peut distinguer une galaxie nommée NGC 5291 et un objet proche appelé galaxie du Coquillage. Plus bas on aperçoit des trainées gravitationnelles constellées de petites condensations qui ont l'allure de galaxies naines mais, fait significatif, ces condensations ne possèdent pas d'étoiles anciennes : les étoiles jeunes y sont largement prédominantes et on peut également y voir des pouponnières d'étoiles. Pourquoi cet aspect plutôt étrange ? Parce qu'il s'agit en réalité de la conséquence d'une collision ancienne entre galaxies et les condensations, anormalement riches en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, sont très certainement le résultat du recyclage des débris issus de NGC 5291. Comme quoi, dans le cosmos, rien ne se perd jamais vraiment...

 


Crédit image : eternosaprendizes.com.
 


 

 

NÉBULEUSE DE L'ESQUIMAU

 


     

    Située dans la constellation des Gémeaux et à 3 750 années-lumière de la Terre, cette nébuleuse planétaire est visible avec de petits instruments voire une très bonne paire de jumelles mais c'est avec le télescope spatial Hubble qu'elle prend toute sa signification (photo ci-dessus). Certains en effet y devinent le visage d'un esquimau au sein de sa parka alors que d'autres décrivent un visage, en fait une tête de clown (deuxième appellation de la nébuleuse) souriante avec un gros nez.


     Nébuleuse planétaire ? En réalité, un tel objet n'a absolument rien à voir avec une planète : il s'agit là d'une ancienne appellation erronée (du temps où les lunettes d'observation étaient imprécises) qu'on a conservée par souci de continuité historique.


     Une nébuleuse planétaire est le stade où une "petite" étoile (c'est-à-dire moins de huit fois la masse du Soleil) meurt, se transformant d'une étoile géante rouge boursouflée en un noyau résiduel appelé naine blanche.  Les couches externes de l'étoile mourante, illuminées par les rayons ultraviolets du rémanent central, sont expulsées à la vitesse de 50 km/s  ce qui donne des images évoluant rapidement au fil des dizaines d’années. Cette enveloppe externe possède des filaments, violemment soufflés par des vents de particules en provenance du centre, pouvant atteindre ici une année-lumière, longueur plutôt rare pour ce type d'événements. 


     L'étoile qui présente aujourd'hui cette image de nébuleuse était clairement de type solaire et le cataclysme pour elle se produisit il y a environ 10 000 ans.


     C'est William Herschel qui la mit en évidence en 1787. 1500 nébuleuses de ce type ont été à ce jour découvertes mais on estime leur nombre total dans la galaxie à plus de 50 000.

 


Crédit photo : Andrew Fruchter (STScI) et al., WFPC2, HST, NASA
 


 

 

 

ÉTOILES GÉANTES VOLATILES BLEUES

 

 


     Au milieu de nuages de poussière et visible un peu en haut et à droite du centre de la photo, on peut apercevoir l'étoile massive G79.29 0.46. Ce type d'étoiles est très rare dans la Galaxie (pas plus d'une centaine connues actuellement). Il s'agit d'étoiles supergéantes qui, ayant épuisé tout leur hydrogène (et donc sur le point de quitter la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russel ou venant juste de la quitter), se mettent à fusionner leur hélium, puis des corps plus lourds. Elles  présentent la caractéristique d'expulser des coquilles de gaz équivalant en une centaine d'années à la masse de Jupiter et produisant de ce fait des vents stellaires extrêmement puissants incluant énormément de substance au point que leur corps central est totalement masqué, entouré par une bulle de matière. Intrinsèquement brillantes et bleues, ces étoiles sont donc si emmitouflées dans la poussière qu'elles ne sont pas observables dans le visible mais uniquement dans l'infrarouge. En réalité, cette phase ne dure pas longtemps (quelques centaines de milliers, voire un million d’années) avant qu’elles n’explosent en supernovas, une fois atteinte la transformation des métaux lourds en fer. Ces étoiles font, avec d'autres, partie des étoiles dites de Wolf-Rayet, en l’honneur des deux astronomes français qui les mirent en évidence au début du siècle dernier.


     Sur cette image (en couleurs retravaillées), l'étoile elle-même apparaît en vert et est entourée de coquilles rouges. G79.29 0.46 se trouve dans la région de formation d'étoiles Cygnus X de notre galaxie. G79.29 0.46 est extrêmement volatile mais on ne connait pas la raison de cette caractéristique de même qu'on ne sait pas à quel moment elle explosera en supernova.

 


Crédit image : NASA, Spitzer Space Telescope, WISE; Traitement & Licence : Judy Schmidt


voir aussi l'article : étoiles géantes

 

 

 

 

 

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12 juin 2020 5 12 /06 /juin /2020 18:31

 

météorite du Yucatan à la fin du Crétacé : le hasard ?

 

 

 

     Il y a 65 millions d’années, une météorite de 10 km de diamètre s’abattait dans la presqu’île du Yucatan, au Mexique, entraînant une catastrophe telle qu’elle mit fin à la domination des dinosaures qui durait depuis 140 millions d’années (1). La conséquence principale de cette disparition fut l’avènement du règne des mammifères jusque là muselés par les grands sauriens. En effet, si leur apparition est concomitante de celle des dinosaures, au Trias supérieur, il y a environ 230 millions d’années, les mammifères furent depuis le début obligés de vivre dans l’ombre de ces grands prédateurs. Ils réussirent quand même à survivre mais en restant peu diversifiés et surtout de petite taille (forcément inférieure à celle d’un chat). Les dinosaures disparus, au bout de quelques millions d’années (un temps très court en termes géologiques), il existait déjà des mammifères de la taille d’un ours. Aujourd’hui, ils sont de toutes sortes, sur tous les continents et l’un d’entre eux, homo sapiens, a pris la place que l’on sait. On peut donc légitimement se poser une question : que se serait-il passé si l’astéroïde n’avait fait qu’effleurer notre planète ? Les dinosaures auraient-ils quand même fini par disparaître ? Et l’apparition de l’Homme aurait-elle pu avoir lieu ? Cela veut-il dire que le hasard entre, au moins partiellement, en compte dans la transformation et l’évolution des espèces ? Et qu’entend-on réellement par ce terme ambigu, de hasard ?

 

(1) Certains scientifiques avancent que le déclin des dinosaures aurait commencé quelques millions d’années avant l’impact de la météorite, provoqué par des phénomènes volcaniques (trapps du Deccan) et/ou par l’apparition des plantes à fleurs, une nourriture inappropriée pour les grands sauriens. Ces affirmations restent du domaine de l’hypothétique et, quoi qu’il en soit, la chute de la météorite aura de toute façon porté le « coup de grâce ».

 

 

Le hasard est-il pluriel ?

 

     La théorie de l’Évolution actuelle est en fait confrontée à trois sens différents du mot hasard : la chance, l’aléatoire et la contingence. Or, ces différentes notions sont souvent confondues les unes avec les autres. Il convient donc de préciser ce qu’elles recouvrent vraiment.

 

         * le hasard en tant que finalité : c’est le sens le plus fréquent qui veut que quelque chose se produise de façon inattendue par rapport à un but, que celui-ci soit conscient ou non. Prenons un exemple. Je suis en train de farfouiller dans mon bureau à la recherche d’une feuille de papier vierge pour écrire une lettre et voilà que je mets la main sur la facture que je recherche depuis plusieurs jours… Prétendre que j’ai découvert ma facture par hasard signifie que je viens de mettre la main sur cet objet très recherché par moi en poursuivant en fait un but totalement différent. C’est le sens du hasard le plus commun qui est le plus souvent décrit par les termes « chance » et « malchance ».

 

         * le hasard recouvrant des événements « aléatoires » : ici, nous pouvons prévoir qu’un événement peut se produire selon certaines conditions mais nous

sommes incapables de savoir si ces conditions sont réunies ou non pour le cas particulier qui nous intéresse. C’est par exemple le cas de la pièce de monnaie qu’on lance en l’air sans pouvoir deviner si elle tombera sur pile ou sur face. Si l’on voulait le savoir à l’avance, il faudrait connaître toutes les conditions du lancer, le poids et la forme exacte de la pièce, la force du jet, la résistance de l’air, etc. ce qui est évidemment impossible : l’événement relève donc de l’aléatoire et pour réduire ici le hasard, seules les lois de la probabilité peuvent nous aider.

 

         * le hasard en tant que contingence : stricto sensu et selon la définition du dictionnaire, la contingence est ce qui peut éventuellement arriver ou non. D’un point de vue plus scientifique, on appelle contingents des événements qui ne sont pas déductibles (donc prévisibles) à l’intérieur d’une théorie (parce que nous ne connaissons pas les conditions initiales du problème ou que les calculs se révèlent trop complexes, voire que la théorie n’existe tout simplement pas). C’est cette notion du hasard – contingent - qui est le centre d’âpres débats en science de l’Évolution. Son contraire est la nécessité, terme qui signifie qu’un événement donné en entraîne forcément un autre (qui devient donc prédictible).

 

     Lorsqu’ils débattent entre eux de la théorie de l’Évolution, les scientifiques introduisent ces notions de hasard à plusieurs niveaux tels que la dérive génétique (sur laquelle nous reviendrons), les mutations, les écosystèmes, etc. L’un des débats le plus fructueux sur cette question concerne l’identification des animaux observés dans les schistes de Burgess, sujet que nous avons déjà évoqué ici à plusieurs reprises.

 

 

La bataille de Burgess

 

     Il y a plus de 100 ans, furent mis au jour à Burgess en Colombie britannique par un paléontologue célèbre à l’époque, Charles Doolitle Walcott, plus de 80 000 fossiles vieux de 505 millions d’années et ne ressemblant pour la plupart à rien de ce que l’on connaissait jusqu’alors. Surtout - probablement à la suite d’un ensevelissement brutal - ces fossiles conservaient des appendices et des parties molles qui, habituellement, ne sont jamais présents. Or ce sont ces espèces à

faune de Burgess

corps mou qui font toute la différence avec un banal gisement du Cambrien (période la plus ancienne du paléozoïque anciennement appelé ère primaire) et nous donnent réellement un aperçu de la vie à cette époque, le Cambrien moyen. Selon les préjugés de son temps, Walcott chercha à faire entrer les animaux qu’il étudia dans les groupes principaux (phylums) alors connus car, selon lui, il s’agissait forcément de formes archaïques ayant par la suite donné les groupes d’animaux actuels (dans un contexte scientifique encore empreint d’une certaine religiosité, il n’aurait pas été concevable d’avancer que « le Créateur » avait fait naître des êtres abandonnés ensuite sans descendance). Ce n’est que bien plus tard, en réexaminant les fossiles, que les scientifiques se firent la réflexion que beaucoup d’entre eux (notamment les arthropodes qui représentent près de la moitié des espèces présentes) paraissent inclassables dans les embranchements actuels et ne correspondent à rien de connu, qu’ils appartiennent en somme à des phylums n’ayant apparemment pas donné de descendants..

 

     Il n’en fallait pas plus pour que Stephen J. Gould, le célèbre paléontologue mort en 2002, s’empare du sujet dans un de ses livres les plus fameux (« la vie est belle », 1989). Son explication est la suivante : dans les schistes de Burgess, parmi les animaux présents et appartenant à différents embranchements dont certains

Stephen J Gould

inconnus, aucun ne paraissait posséder par rapport aux autres d’avantages particuliers. Plus encore, Gould remarqua que certains des animaux n’ayant pas survécu par la suite présentaient des caractères adaptatifs très astucieux. Sa conclusion : puisque tous vivaient à armes égales, si certains ont survécu et pas d’autres, c’est que cela ne pouvait être que dû au hasard. En résumé, pour Gould, c’est la contingence (c'est-à-dire tous les événements imprévisibles survenant dans la Nature et impossibles à identifier) qui prime tout : ce qui se passe d’une certaine manière aurait tout aussi bien pu se passer autrement. Et, par voie de conséquence, cela sous-entend que l’espèce humaine est un accident biologique. Il explique ainsi que si l’on devait faire repartir l’histoire évolutive depuis le début, à la manière d’un film qu’on rembobinerait, compte-tenu des différents événements aléatoires rencontrés tout du long, elle serait certainement très différente et l’Homme n’aurait probablement aucune chance de réapparaître.

 

     Toutefois, un de ceux qui réétudia cette faune de Burgess fut Conway-Morris. Il partagea cette analyse jusqu’à ce que d’autres gisements analogues à Burgess

Simon Coway-Morris

soient découverts, notamment en Chine. Ce paléontologue changea alors complètement d’avis en expliquant que, finalement, on peut retrouver des similitudes entre les différents phylums et que la plupart des animaux de Burgess sont effectivement membres de groupes existant aujourd’hui. Ses contradicteurs lui reprochèrent alors une position idéologique le poussant à défendre une vision essentiellement chrétienne de l’évolution (ce qui était de notoriété publique). D’où une discussion acharnée avec Gould.

 

     Aujourd’hui encore, la question ne semble pas définitivement tranchée mais, s’il est vrai qu’un certain nombre des animaux de Burgess a pu être réétudié et rattaché à des groupes existant encore de nos jours, il reste nombre de spécimens dont on serait bien en peine de trouver une quelconque descendance. Alors, quelle place donnée ici à la contingence, au hasard ?

 

 

La dérive génétique

 

     La « dérive génétique » c’est l’évolution d’une espèce (ou au moins d’une population) sous l’effet d’événements aléatoires, et ceci indépendamment de la sélection naturelle, des mutations ou de déplacements géographiques. Théorisée par Motoo Kimura en 1968, cette approche s’appuie sur les variations potentielles observées durant la méiose c’est-à-dire, dans la reproduction

exemple d'allèles (plantes)

sexuée, lors de la transmission de certains caractères des parents. En pareil cas, on le sait, chaque parent ne transmet que la moitié de ses allèles. Rappelons qu’un allèle est une version variable d’un même gène : il y en a généralement deux pour un gène (parfois beaucoup plus, jusqu’à une dizaine). Du coup, certaines variantes d’un gène (certains allèles) ne seront jamais transmis à la descendance d’un adulte et, par conséquent, certains allèles verront leur fréquence augmenter ou diminuer dans la génération suivante. Évidemment si la population était de taille infinie, tous les allèles finiraient par être transmis mais ce n’est évidemment pas le cas. On peut même avancer que la non-transmission de certains allèles (la « variance ») est d’autant plus importante que la population considérée est de petite taille. Questions : 1. cette « disparition » de certains facteurs génétiques est-elle assimilable à une diminution de la diversité génétique et 2. Quel est le rôle du hasard dans ce phénomène ?

 

     Prenons le cas d’un « goulot d’étranglement », c’est-à-dire un événement qui va séparer des groupes d’individus : une inondation cataclysmique emporte le pont de terre qui reliait une presqu’île au continent. De ce fait, une partie d’une population de lézards se retrouve isolée sur la nouvelle île et cette population réduite va voir un certain nombre d’allèles non transmis lors de la reproduction. Il s’agit donc d’une diminution de la diversité génétique et on comprend facilement que plus la population concernée est petite, plus la dérive génétique est importante. Cette « dérive » génétique, c’est au bout du compte la différence croissante qui va s’instaurer entre la diversité génétique de la population isolée par rapport à la

l'isolement accidentel d'une population peut conduire à deux espèces différentes

population d’origine, dans cet exemple les lézards restés sur le continent. Les changements qu’on va alors voir survenir dans la population résiduelle, celle de la nouvelle île, ne sont évidemment pas une adaptation et, en ce sens, ils ne relèvent pas d’une sélection naturelle classique. Si la survie de cette espèce de lézards dans l’île est possible (suffisamment de ressources pour permettre le maintien d’une population efficace), peu à peu, par le biais de l’absence de certains allèles ou de mutations, cette population va évoluer pour son propre compte : dans le cas où elle serait remise en contact avec la population d’origine restée sur le continent, il est très possible qu’il ne puisse plus y avoir d’accouplements productifs entre les deux groupes devenus des espèces différentes. Cette dérive génétique due à un isolement géographique aura alors conduit à ce qu’on appelle une spéciation (apparition d’une nouvelle espèce).

 

     En arriver à un tel résultat est certainement dû au hasard (l’événement cataclysmique originel) associé secondairement à la sélection naturelle qui va privilégier les individus les mieux adaptés dans une population différente de celle du début, précisément en raison de la dérive génétique survenue. Hasard et sélection naturelle agissent donc en même temps sur les populations et sont à l’origine des changements de la diversité génétique : on parle alors d’évolution biologique.

 

Les mutations

 

     Nous venons d’évoquer les mutations génétiques en tant que facteurs de transformation d’une population spécifique d’individus mais comment surviennent ces mutations ? Sont-elles également le fait du hasard ?

 

      Rappelons très schématiquement ce qu’est l’ADN, support de l’hérédité et son rôle. Il est composé de quatre bases nucléiques : A (adénine), C (cytosine), G (guanine), et T (thymine) et c’est l’ordre dans lequel se retrouvent ces bases (il y en a des milliards) sur le brin d’ADN qui porte l’information génétique. Lorsqu’il se produit un « erreur » de transmission (une des bases – voire un groupe - est remplacée par une autre) l’information est modifiée. Trois situations sont alors possibles : dans l’immense majorité des cas, la modification est sans conséquence

ADN

et on parle de mutation neutre. Si la modification est défavorable, c’est-à-dire qu’elle met en danger son porteur, celui-ci sera éliminé avant que d’arriver à maturité pour se reproduire : on parle alors de mutation délétère qui ne peut se transmettre. Enfin, troisième possibilité, la mutation apporte un avantage sélectif à son porteur : théoriquement, ce dernier sera avantagé par rapport aux autres individus et, mieux protégé de son environnement, il se reproduira plus fréquemment ce qui permettra, peu à peu, à la mutation d’atteindre l’ensemble de la population.

 

     Ce qu’il faut également bien comprendre, c’est qu’une mutation n’apparaît physiquement pas chaque fois qu’un changement de l’environnement d’un individu se modifie de façon sensible. Par exemple, la mutation de la régulation de la lactase qui permet chez l’adulte humain de digérer le lait de vache n’est pas spontanément apparue avec l’élevage de ces animaux parce qu’on en avait besoin. Elle était présente avant l’élevage avec la même fréquence mais c’est avec l’élevage des vaches qu’elle est devenue avantageuse pour ses porteurs et qu’elle s’est petit à petit répandue…

 

     Que peut on conclure sur le rôle du hasard dans les mutations génétiques ? Eh bien que le hasard, ici, veut dire que les mutations apparaissent sans qu’il y ait de relation directe avec leurs effets sur l’organisme. Quand une base nucléique en remplace une autre, la survenue de cette mutation est indépendante de l’effet qu’elle peut avoir sur le sujet ou, dit autrement, la mutation apparaît par hasard et, puisqu’il y en a beaucoup, au fil des générations, certaines d’entre elles peuvent se révéler favorables dans un environnement donné.

 

 

Le hasard et la sélection naturelle dirigent l’évolution

 

     Pour survivre et prospérer, une population d’êtres vivants doit s’adapter à son milieu. Tant que cet environnement est stable, que ses modifications au fil du temps restent mineures, la population est bien adaptée et subit elle-même peu de modifications. Toutefois, on le sait bien, cette caractéristique de stabilité n’a qu’un temps car, tôt ou tard, des changements se manifestent : modifications du climat et donc des ressources, catastrophes naturelles, maladies, apparition ou transformations de prédateurs, etc. Dès lors, la sélection naturelle décrite par Darwin il y a déjà de nombreuses années entre en jeu (elle a toujours existé mais, compte-tenu de la stabilité de l’environnement, elle avait peu à intervenir). En sélectionnant les individus les plus aptes, elle transforme progressivement l’espèce concernée : des mutations jusqu'alors latentes apportent des réponses au changement (pour peu évidemment qu’un certain laps de temps le permette car si ce n’est pas la cas, l’extinction de la population est inévitable). Or comme nous l’avons vu, ces mutations sont apparues au hasard de l’altération d’une partie du code génétique. La sélection naturelle, mécanisme principal de l’Évolution, se comporte en réalité comme une immense machine de tri du vivant.

 

     Il existe d’autres  mécanismes de transformation des espèces : la dérive génétique est un autre moyen d’aboutir à la transformation d’une population mais, ici, l’évolution d’une espèce est causée par des événements complètement aléatoires, des événements dont la prévision est impossible (et ses effets, comme on l’a vu, sont d’autant plus importants que la population considérée est de petite taille).

 

     On peut donc affirmer que l’évolution des espèces est sous la dépendance du hasard. C’est le hasard qui assure la richesse du vivant en engendrant une multitude de différentes variations avant que le milieu ne fasse le tri par le biais de la sélection naturelle. Dérive génétique et sélection naturelle sont donc les moteurs de la diversité des espèces vivantes en permettant évidemment leur adaptation au changement mais également en assurant la stabilité des espèces bien adaptées. Ces deux différents mécanismes dirigent l’Évolution et c’est le hasard qui les régit.

 

 

Sources :

 

 

Images :

  1. Météorite du Yucatan (thenewdaily.com.au)
  2. Pile ou face (hubpages.com)
  3. Faune de Burgess (smithsonianmag.com)
  4. Stephen J Gould (cbsnews.com)
  5. Conway-Morris (bbc.co.uk)
  6. Alleles (fharrabi.skyrock.com)
  7. Lézards verts européens (en.wikipedia.org)
  8. ADN (garridofreshmentoring.com)

 

 

 

Mots-clés : météorite du Yucatan - schiste de Burgess - Stephen J. Gould - théorie de l'évolution - spéciation - sélection naturelle

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. le hasard au centre de la vie

2. les mécanismes de l'Évolution

3. le schiste de Burgess

4. spéciations et évolution des espèces

5. la sélection naturelle

 

 

 

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Mise à jour : 20 décembre 2021

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17 mai 2020 7 17 /05 /mai /2020 18:16

Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog

 

L'AMAS DES PLÉIADES

 

amas des Pléiades

 

     Les Pléiades (M45 dans la classification de Messier) sont connues depuis la plus haute antiquité, le poète grec Hésiode les ayant déjà évoquées en 700 avant J-C ! Cet ensemble d'étoiles est connu parce que relativement proche de nous (environ 400 années-lumière) et visible, même au cœur des grandes métropoles de notre époque tellement parasitées par les lumières artificielles.

     Il s'agit d'un amas ouvert d'environ 3000 étoiles, situé dans la constellation du Taureau, dont on peut voir une dizaine d'éléments à l’œil nu selon la pureté du ciel. Il a été également baptisé "les sept sœurs" en référence aux 7 filles d’Atlas et Pléioné de la mythologie grecque : les étoiles les plus visibles portent d'ailleurs les noms de ces antiques déesses.

     Rappelons qu'un amas ouvert est un conglomérat d'étoiles nées ensemble et liées entre elles par des forces gravitationnelles assez faibles qui s'estompent avec le temps, rendant ainsi les étoiles indépendantes. Par opposition, les amas fermés sont des ensembles d'étoiles situés en dehors de la galaxie et, liés par une forte gravitation, ils tournent autour d'elle, au risque d'être à chaque passage "amputé" de quelques étoiles par l'attraction galactique (nous avons évoqué le dernier passage de l'un d'entre eux, Palomar 13, il y a quelques mois).

     Long d'environ 13 années-lumière ce qui est peu, l'amas des Pléiades est visible facilement parce que proche et, dans le ciel nocturne, il s'étend sur environ 2°, soit quatre fois le diamètre apparent de la Lune. On y a repéré des naines brunes, c'est à dire des étoiles trop petites pour s'être "allumées" (ce qui est logique puisqu'un amas ouvert est à l'origine une pouponnière d'étoiles).

     Sur la photo, on distingue les étoiles les plus brillantes de l'amas, entourées de nébuleuses par réflexion (le nuage de poussières dans l'amas). Ces aigrettes de diffraction sont générées par l'instrument d'observation mais, dans le cas présent, je trouve que cela renforce la beauté de l'image...

 

Pour en savoir plus : "amas globulaires et traînards bleus " : http://cepheides.fr/article-16855581.html

 

Image : l'amas ouvert des Pléiades (sources : Image Crédit & Copyright : Robert Gendler ; ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.)

 

 

 

LA NÉBULEUSE DE LA TÊTE DE CHEVAL BLEU

 

nébuleuse de la tête de cheval bleu

 

     Précisons d'emblée que cette nébuleuse dite "de la tête de cheval" n'est pas la plus célèbre connue sous un tel nom : la plus fameuse est en effet située dans la constellation d'Orion et a été maintes fois photographiée et étudiée. C'est la raison pour laquelle on précise ici "tête de cheval bleu".

    Sur l'image ci-après, on voit effectivement un nuage de poussière bleu rappelant une tête de cheval, d'où son nom. Identifiée sous le code IC 4592, cette nébuleuse est peu connue puisque difficile à photographier (il faut un long temps de pause) car elle est très peu lumineuse. Elle est située à plus de 400 années-lumière (436 exactement) de nous et est très étendue : il s'agit de ce que l'on appelle une "nébuleuse par réflexion".

     Qu'est-ce qu'une nébuleuse par réflexion (nous en avons déjà évoquées quelques unes) ? Eh bien, il s'agit de nuages de poussière qui réfléchissent la lumière des étoiles se trouvant près d'eux. Elles s'opposent aux nébuleuses par émission où les étoiles qui habitent celles-ci sont suffisamment chaudes et proches pour ioniser les gaz et poussière de la nébuleuse qui prennent alors des couleurs diverses selon leur composition.

    La nébuleuse de la tête de cheval bleue réfléchit principalement la lumière d'une étoile très brillante de la constellation du Scorpion, Nu Scorpii. Cette étoile est une supergéante bleue dont le nom commun est Jabbah (ou Jabah). En réalité, en approfondissant l'observation, on comprend qu’il s'agit d'un système stellaire quintuple (et peut-être même sextuple) associant deux groupes d'étoiles très proches l'un de l'autre et dominés par deux supergéantes bleues de type B2.

    On peut voir l'étoile Jabbah à l'emplacement supposé de l'œil de la tête de cheval bleue tandis qu'une deuxième nébuleuse par réflexion est visible à l'emplacement de l'oreille du cheval (IC 4601), juste après les deux autres étoiles bleues. À noter : pour cette photo, le nord est en bas et le sud en haut.

 

Pour en savoir plus : "étoiles doubles et systèmes multiples" (http://cepheides.fr/article-16904066.html)

 

Image : la nébuleuse de la tête de cheval bleue (crédits : Scott Rosen / ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U).

 

 

 

LES DENTELLES DU CYGNE

 

dentelles du Cygne

 

     Les dentelles du cygne (en anglais, Cygnus Loop) sont les restes d'une étoile ayant explosé il y a quelques milliers d'années dans la constellation du Cygne ; l'enveloppe externe de cette étoile s'est dispersée dans l'espace et on parle alors de rémanent de ce qui fut une supernova. C'est le télescope spatial Hubble qui a pris ce cliché il y a maintenant plus de 20 ans...

     Le nuage de gaz ionisé est ici vu par la tranche et il se déplace à la vitesse d'environ 150 km/sec. mais il ne s'agit que d'une petite partie de l'ensemble et sa luminosité est le résultat de l'excitation du gaz qui la compose. L'ensemble "des dentelles" est composé des grandes et petites dentelles ainsi que du triangle de Pickering que nous avons déjà évoqué il y a quelques mois.

     La photo qui illustre ce sujet est très particulière. En effet, s'il existe de nombreux clichés des "dentelles", celui-ci a servi aux scientifiques pour estimer à nouveau la distance et l'âge de cet objet astronomique : on sait à présent qu'il n'est situé qu' à 1440 années-lumière de nous et que son âge est d'un peu moins de 10 000 ans.

 

Image : les dentelles du Cygne (crédits : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP) ; ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.)

 

 

 

LA COULEUR DES ÉTOILES

 

Antarès et son environnement

 

     Bien qu'apparaissant toutes blanc-jaune et clignotantes aux yeux de l'observateur amateur depuis la Terre, les étoiles sont en réalité de couleurs différentes : bleu, jaune, blanc, rouge, vert, etc. Prenons l'exemple de la supergéante rouge Antarès, de la constellation du Scorpion, (en fait une étoile double associant la supergéante rouge à une géante bleue vivant dans l'ombre de sa grande voisine). C'est une étoile si gigantesque que, à côté d'elle, le Soleil aurait l'air d'un nain. Cette étoile en fin de vie, dont le diamètre est 888 fois celui de notre étoile, est rouge car son enveloppe externe se dilate et donc se refroidit.

     Antarès, une des étoiles les plus brillantes du ciel, à partir du pôle inférieur de l’ensemble, illumine tous les nuages rouge-jaune situés en bas et à gauche de la photo ci-après. En revanche, les espaces tout à fait obscurs situés au centre et en haut de l'image sont des nuages de poussière éclairés par derrière qui, en arrêtant la lumière des étoiles situées encore plus loin, donnent cette impression d'encre de Chine.

    Dans la partie haute de la photo, on peut distinguer une nébuleuse par réflexion de couleur bleue au sein de laquelle resplendit l'étoile Rhô Ophiuchi (en fait un système quadruple de géantes bleues) située à 360 années-lumière de nous. Cette région est d'ailleurs une pouponnière d'étoiles.

    Revenons à Antarès. On aperçoit en bas et sur la droite de l'étoile un amas globulaire. Il s'agit de M 4, bien plus lointain puisque situé à 7195 années-lumière (contre 600 années-lumière pour Antarès) mais qui reste néanmoins l'amas globulaire le plus proche de la Terre.

    L'image de la NASA démontre s'il en était besoin la richesse des couleurs de l'Univers. Pourtant une partie de ces couleurs n'est pas accessible à l'œil humain, notamment dans l’infrarouge mais aussi en ultra-violet. L'Évolution n'a pas jugé nécessaire de sélectionner ces caractéristiques chez le grand primate qu'est l'Homme (qui n'en a sans doute guère besoin dans sa vie terrestre) mais devant un tel spectacle on peut vraiment le regretter.

 

Sur le blog : la couleur des étoiles = http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-la-couleur-des-etoiles-63284945.html

 

Image :: Tom O'Donoghue (ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U)

 

 

 

L'AVENIR (LOINTAIN) DU SOLEIL

 

nébuleuse de la calebasse

 

     Voici ci-dessus une intéressante photo de la nébuleuse de la Calebasse située à environ 5000 années-lumière de nous, dans la constellation de la Poupe : on y voit là la mort d'une étoile ressemblant à notre soleil, très vraisemblablement une naine jaune comme lui.

     Après avoir épuisé son carburant, l'hydrogène, qu'elle transformait en hélium, cette étoile est devenue une naine blanche pour sa partie centrale. En effet, jusque là les réactions nucléaires contrebalançaient ses pressions internes depuis des milliards d'années mais voilà que ce bel équilibre a été rompu : le centre de l'étoile s'est écrasé sur lui-même donnant naissance au cadavre d'étoile appelé naine blanche (de la taille d'une planète) qui mettra des milliards d'années à s'éteindre en naine noire tandis que son enveloppe externe a été expulsée dans l'espace à la vitesse d'un million de km/h pour donner la nébuleuse.

     Sur la photo, le centre de l'étoile mourante est caché par d'épais nuages de poussière et de gaz tandis que se développent les premiers stades de la nébuleuse planétaire. La vitesse de propagation du nuage de gaz est si forte qu'il existe un phénomène de ionisation de l'hydrogène et de l'azote (en bleu sur le cliché). Dans quelques centaines d'années, le nuage de gaz sera une classique nébuleuse bipolaire.

     Mais, dans environ 5 milliards d'années, à une époque où l'humanité et ses espoirs auront depuis bien longtemps disparu, le même phénomène arrivera au Soleil. Avant que des millions d'années plus tard encore ses restes soient peut-être en partie récupérés pour former une nouvelle étoile.

 

Sur le blog : "mort d'une étoile" (http://cepheides.fr/article-16856190.html)

 

Crédits photo : NASA, ESA, Hubble, MAST; Remerciements: Judy Schmidt.

 

 

 

LA SUPERNOVA DE TYCHO BRAHE

 

supernova SN 1572

 

   Tycho Brahe, scientifique danois, fut au XVIème siècle l'astronome le plus célèbre. Parmi ses nombreuses observations, l'objet de la photo ci-après est le rémanent de la supernova observée par l'illustre savant le 11 novembre 1572.

    Depuis la plus haute antiquité, les tenants des croyances religieuses soutenaient qu'un objet céleste nouveau ne pouvait apparaître qu'entre la Terre et la Lune mais pas au delà, domaine de l'immuable (axiome aristotélicien). Brahe prouva qu'il s'agissait bien d'une étoile, donc située au delà de la Lune : la religion avait donc tort et ce fut probablement un des deux ou trois événements les plus importants de l'histoire de l'astronomie et, peut-être même, de l'Humanité.

   Cette supernova, baptisée SN 1572 est très certainement de type I (dite thermonucléaire), c'est à dire produite par l'explosion d'une naine blanche ayant progressivement absorbé la matière d'une étoile avec laquelle elle formait un système binaire. Extrêmement chaud, le nuage de gaz en dilatation présente des secousses dans sa vitesse d'expansion ce qui lui confère cette apparence boursoufflée.

 

sources : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP), ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

 

 

 

UNE GALAXIE BIEN ÉTRANGE

 

galaxie NGC 660

 

    En braquant son optique à plus de 20 millions d'années-lumière dans la direction de la constellation des Poissons, le télescope Gemini nord (situé sur un volcan endormi de Hawaï, à plus de 4200 m d'altitude) a repéré cette galaxie (baptisée NGC 660) avec son look bizarre.

   On appelle ce type de galaxie (en réalité, très rare), une "galaxie à anneau polaire" parce que, comme on peut le voir sur l'image ci-dessus, une grande partie des étoiles et de la poussière de cette galaxie forme un anneau perpendiculaire au plan galactique principal. Quelle peut bien en être la raison de cette configuration plutôt curieuse ?

   Eh bien ,l'hypothèse la plus vraisemblable est qu'il s'agit de la capture d'une autre galaxie par la principale : après démembrement de la plus petite galaxie par les "forces de marée" gravitationnelles générées par la plus grosse des deux galaxies, les débris ainsi formés (des milliards d'étoiles comme le Soleil) se sont mis à graviter en anneau autour de l'axe de la galaxie principale.

   On sait que, selon la théorie actuellement en vigueur, chaque galaxie est probablement entourée par un halo de matière noire (matière à la composition totalement inconnue dont on ne fait que soupçonner indirectement la présence) ; du coup, cette configuration galactique exceptionnelle va peut-être permettre d'étudier l'action de la matière noire sur l'anneau polaire et peut-être pourrons-nous en savoir plus sur cet élément mystérieux...

    Précisons enfin que l'anneau polaire de NGC 660 s'étend quand même sur plus de 50 000 années-lumière puisqu'il est plus grand que le disque galactique lui-même : à titre de comparaison, le disque de notre propre galaxie, la Voie lactée, mesure environ 70 000 années-lumière dans sa plus grande longueur.

 

Image : Gemini Observatory, AURA, Travis Rector (Univ. Alaska Anchorage) ; ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.

 

 

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(prochain article = de l'Évolution : hasard, contingence et nécessité)

 

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30 mars 2020 1 30 /03 /mars /2020 18:31

Voici quelques courts articles parus sur le site Facebook du blog

 

 

LUEUR D'ESPOIR POUR LE CORAIL

 

poisson-perroquet

 

 

     On sait que les différentes barrières coralliennes sont menacées d'extinction rapide, notamment en raison du réchauffement climatique pense-t-on. En fait, c'est plus compliqué que ça.

 

    Dans les Caraïbes, par exemple, depuis 50 ans, la moitié du corail a été détruite. Des scientifiques ont donc compilé pas moins de 35 000 études menées depuis 1969 dans 34 pays différents sur les récifs coralliens caribéens. Surprise : les principaux responsables du massacre sont la surpêche et la pollution côtière...

 

     En fait, en 1983, une épidémie a décimé là-bas l'oursin-diadème qui se nourrit des algues proliférant sur les récifs et étouffant le corail. Du coup, ne restent plus comme prédateurs de ces algues que les poissons-perroquets... victimes de la surpêche. Partout où celle-ci est mieux combattue, les récifs coralliens sont en meilleure santé et résistent d'autant plus aux cyclones qu'ils sont riches en poissons-perroquets !

 

     Ce n'est pas tout : on a pu également mettre en évidence que partout où les requins étaient trop chassés, ils libéraient des niches propices au développement de petits poissons carnivores qui attaquent les poissons herbivores comme nos poissons-perroquets... Qui aurait pu penser que les grands squales protègent indirectement le corail de ces mers chaudes ?

 

     Ceci nous rappelle une notion fondamentale : tous les êtres vivants font partie d'une chaîne alimentaire et lorsque l'un des maillons de la chaîne est atteint, c'est tout le reste des vivants qui souffre ! On en trouvera plusieurs illustrations dans le sujet du blog : "superprédateurs et chaîne alimentaire" (http://www.cepheides.fr/article-de-l-ethologie-superpredateurs-et-chaine-alimentaire-100739460.html)

 

photo : poisson-perroquet (sources : Futura-Sciences)

 

 

 

 

 

L'ENNEMI N'EST PAS TOUJOURS CELUI QUE L'ON CROIT...

 

une peste végétale : le kudzu

 

 

     Tenez, prenez le cas de cette assez jolie plante que l'on appelle le Kudzu et qui est réputée pour permettre l'arrêt de certaines addictions comme celles à l'alcool ou à la nicotine. Je ne sais pas si ses exploits en la matière sont réels ou supposés mais ce dont je suis sûr, c'est que le kudzu est l'une des pires "pestes" végétales existantes.

 

     Originaire du Japon, le kudzu a été introduit aux USA pour stabiliser certains sols et faire un peu d'ombre sous la forme de tonnelles improvisées. Malheur ! Ce que l'on ne savait pas (?), c'est que cette plante a une croissance tellement rapide (jusqu'à 30 cm par jour) qu'elle envahit tout en très peu de temps et la voilà qui recouvre rapidement tous les végétaux (notamment les arbres) qu'elle étouffe, les réverbères, les panneaux indicateurs ou publicitaires et même les murs et les toits des maisons ! Aux États-Unis où l'on n'arrive pas à s'en débarrasser, elle a envahi des milliers de km² de forêts et de champs et la lutte contre cet ennemi si prolifique est un combat de tous les instants : un moment de relâchement et tout est à recommencer !

 

     Mais ce n'est pas tout : voilà que les scientifiques l'accusent de participer au réchauffement climatique : le kudzu réduit le volume de carbone stocké dans les sols des endroits envahis par lui, notamment en détruisant les végétaux qui, eux stockent ce gaz à effet de serre. Un vrai poison que nul herbicide ne sait enrayer.

 

     Méfiance donc pour tous ceux qui, à des fins thérapeutiques, souhaiteraient se lancer dans des "cultures sauvages" de cette plante aux vertus... contrastées !!!

 

photo : forêt pétrifiée par le kudzu (sources : tenfreshfruits.com)

 

 

 

 

 

UNE ARAIGNÉE HÉROÏQUE !

 

stegodyphus lineatus et ses petits

 

 

 

     Elle s'appelle stegodyphus-lineatus et est une petite araignée velue d'environ un cm et demi. Elle habite l'Europe, l'Asie et le nord de l'Afrique et est connue pour faire partie des araignées cannibales...

 

     Oui mais cannibale comment ? Parce qu'on connait bien ces araignées femelles qui, lors de l'accouplement, dévorent le mâle qui ne s'est pas enfui assez vite mais, ici, l'histoire est différente. En effet, Stegodyphus a un destin tout à fait spécial (du moins la femelle de cette espèce). Dès que la fécondation a eu lieu et que commence l'incubation, les tissus abdominaux de la mère araignée ramollissent progressivement. Une sorte de préparation à la naissance des enfants.

 

     Lorsque que celle-ci a lieu, la mère araignée commence par régurgiter toutes les bonnes réserves qu'elle avait faites pour ses petits. Mais, très vite, cela ne suffit pas pour ses 80 rejetons. Alors, elle se sacrifie et, suicidaire, s'offre à l’appétit féroce de ses petits en se liquéfiant littéralement. Bientôt, il ne reste plus que son squelette desséché... et 80 petites araignées en pleine forme qui partent découvrir l'Univers !

 

     Au fil des millions d'années, c'est ce scénario génétiquement inscrit que la sélection naturelle a gardé pour ces étranges animaux car, au bout du compte, dans la Nature, l'individu ne compte pas : seule la survie de l'espèce a de l'importance;

 

photo : une stegodyphus et ses petits (sources : www.lemonde.fr)

 

 

 

 

 

LE PLUS VIEUX MEURTRE DU MONDE

 

 

 

 

     430 000 ans, tel est l'âge du plus vieux meurtre (connu) pour l'espèce humaine. En réalité, pas l'espèce humaine actuelle mais chez un précurseur, homo heidelbergensis, probable ancêtre de l'homme de Néandertal, notre lointain cousin.

 

     C'est en Espagne, dans la grotte d'Atapuerca, déjà citée dans ce journal du blog, qu'a été faite cette découverte, récemment publiée dans la presse scientifique.  On a donc retrouvé le squelette d'un hominidé ayant vécu il y a fort longtemps, portant une profonde fracture au dessus de l’œil gauche. Une plaie mortelle causée par un "objet contondant" ayant frappé la victime à deux reprises, les protagonistes se trouvant face à face. La répétition du geste avec le même instrument (on en est certain grâce à une reconstitution virtuelle) traduit à l'évidence l'intention de tuer. Pourquoi ? On ne le saura jamais mais il s'agit très certainement d'un "différend domestique" puisque l'endroit n'est pas un théâtre de combats.

 

     En ce siècle de violences ultra-médiatisées, on s'étonne de l'agressivité dont font preuve tant d'individus : comme on peut le constater dans l'exemple que je viens de rapporter, tout ça remonte à loin et, j'en fais le pronostic, n'est hélas pas près de s'arrêter !

 

photo (source : www.plosone.org/)

 

 

 

 

 

UN IMITATEUR DOUÉ

 

oisillon d'Aulia

 

 

 

     C'est dur de survivre seul dans la jungle lorsque les parents sont partis chercher de la nourriture et qu'ils ne reviennent que durant quelques instants, une fois par heure environ. et d'autant que la nidification est plutôt longue, plus de 20 jours. Comment tromper les prédateurs ?

 

     La sélection naturelle a permis à l'oisillon de l'aulia cendré d'adopter une attitude étonnante. Alors que les plumages de ses parents sont d'un gris banal, son apparence à lui est éclatante, comme en témoigne la photo. Sera-t-il dès lors plus en vue et donc susceptible d'attirer les prédateurs ? En réalité non car son duvet imite à la perfection... une chenille toxique des environs. L'oisillon en a la taille (environ 15 cm), l'apparence mais aussi le comportement puisque, en l'absence de ses parents, il ne fait aucun bruit et se met à onduler de la tête pour simuler le déplacement de la chenille : dès lors, les éventuels prédateurs préfèrent se détourner !

 

     On appelle ce phénomène du mimétisme batésien (imiter l'apparence d'un animal toxique) et c'est très rare chez les oiseaux. En aura-t-il fallu des millions de générations de ce petit passereau dans la forêt tropicale pour qu'une mutation de ce genre apparaisse et s'implante enfin au détriment des autres nids décimés...

 

       Pour en savoir plus sur le mimétisme animal : http://www.cepheides.fr/article-de-l-evolution-le-mimetisme-une-strategie-d-adaptation-69029404.html et

http://www.cepheides.fr/article-de-l-ethologie-comportements-animaux-et-evolution-47385707.html

 

photo : oisillon d'aulia cendré (sources : plus.google.com)

 

 

 

 

 

ÉTHOLOGIE : LA POLITIQUE DE L'INFANTICIDE

 

un lion et le petit d'un autre

 

     Dans les reportages animaliers de la télé, on nous montre parfois (mais c'est difficile à regarder), le meurtre des petits de la lionne lorsque le mâle qui la féconda a été évincé par un plus fort. Ce dernier fait alors semblant de jouer avec les lionceaux puis devient brutal tandis que les petits s'étonnent et, soudain, le grand mâle leur brise la nuque sans que la mère intervienne... Cela mettra fin à la lactation de celle-ci et la rendra à nouveau féconde pour le nouveau venu... dont le seul but (inconscient) est de diffuser son propre ADN. Il ne s'agit là que d'un exemple parmi bien d'autres.

 

     Un chercheur du CNRS de Montpellier a publié il y a quelques mois dans la prestigieuse revue "Science" les résultats de 30 ans d'étude des infanticides chez les mammifères. Surprise : sur 260 espèces étudiées, dans plus de la moitié d'entre elles, les mâles tuent les petits s'ils n'en sont pas les pères ! Cela concerne, bien sûr, les lions comme on vient de le voir mais aussi les singes, les hippopotames, les ours, les léopards, les zèbres, les chiens de prairie, les lièvres, les marmottes, etc.

 

     Chez les singes (babouins, gorilles, chimpanzés, etc.), tous ont recours à cette politique du vide génétique. Chez les babouins du Botswana dont les dominants peuvent changer au fil de quelques jours, c'est parfois un véritable massacre : 80% des bébés d'un même groupe peuvent ainsi être trucidés ! Il existe toutefois une exception : les bonobos ne pratiquent pas l'infanticide et ce sont, curieusement, nos plus proches parents.

 

     Toutefois, le pacifisme de nos cousins bonobos n'a eu aucune influence sur l'espèce humaine : l'Homme est en effet le SEUL MAMMIFÈRE à tuer même sa propre descendance ! Rien de très glorieux, on est bien obligé de le reconnaître...

 

photo : un lion et le petit d'un autre (sources : www.sciencesetavenir.fr)

 

 

 

 

 

OISEAU FAUSSAIRE

 

Drongo brillant (Dicrucus adsimillis)

 

 

 

     Les lois de l'Évolution sont innombrables et parfois difficiles à saisir. Tenez, dans le désert du Kalahari, au Botswana (Afrique de l'est), vit un drôle de petit personnage : le drongo (voir photo). Le drongo est un petit oiseau du type passereau qui dispose d'une très large palette vocale (répertoire individuel variant de 9 à 32 cris différents) et il sait s'en servir. En effet, le drongo est un simulateur.

 

     Puisqu'il semble plus facile de s'approprier ce qui ne vous appartient pas plutôt que de faire soi-même le travail, il ruse. Parfois, c'est vrai, le drongo a effectivement repéré un prédateur qui s'approche doucement : il permet alors à l'ensemble des oiseaux, y compris lui-même, de s'enfuir. Mais, à d'autres moments, il ne s'envole pas car il sait pertinemment qu'il vient d'émettre une fausse alarme et qu'il n'y a aucun danger : il n'a plus alors qu'à aller se servir parmi les insectes et vermisseaux isolés par les victimes de sa tromperie.

 

      Bien entendu, de tels subterfuges finiraient pas s'épuiser à force d'être utilisés. c'est là que le drongo montre toute sa force (ou sa capacité de nuisance) puisqu'il est capable d'émettre jusqu'à plus de cinquante fausses alarmes différentes, arrivant ainsi à duper plusieurs fois les mêmes victimes...

 

     Ce que l'on ne sait pas encore, c'est si cette aptitude à simuler est innée, c'est à dire apparue il y a longtemps et transmise depuis génétiquement, ou bien apprise à chaque génération d'enfants par les parents. Inné ou acquis, le drongo s'en moque bien et sait profiter du travail des autres !

 

    Pour en savoir plus sur les caractères innés ou acquis dans le monde animal : http://www.cepheides.fr/article-de-l-ethologie-1-l-inne-et-l-acquis-chez-l-animal-85658762.html

 

photo : un drongo (sources : news.sciencemag.org)

 

 

 

 

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1 février 2020 6 01 /02 /février /2020 17:48

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LA GALAXIE DANS ERIDAN ET SA SUPERNOVA

 

NGC 1309

 

 

     La galaxie de la photo ci-dessus est une magnifique spirale située en bordure de la constellation d’Eridan. Les scientifiques l’ont baptisée NGC 1309 et elle est connue depuis longtemps puisqu’elle a été découverte par l’astronome William Herschel en 1786. Située à 100 millions d’années-lumière de la Terre, elle s’étend sur 30 000 années-lumière, c’est-à-dire environ un tiers de la Voie lactée.

 

     Les bras spiraux de NGC 1309 sont à dominante bleutée alternant bandes de poussière et amas bleuâtres ce qui traduit évidemment la présence d’un nombre important d’étoiles nouvellement formées. A contrario, le centre de la galaxie est jaunâtre en raison de la présence de nombreuses étoiles âgées.

 

     NGC 1309 intéresse les scientifiques, non seulement en raison de la présence en son sein de plusieurs céphéides dont on sait que celles-ci servent à estimer les distances intersidérales mais également parce qu’elle renferme une supernova. Cette supernova (SN 2012Z) a été cataloguée comme appartenant à un type rare de supernova dit thermonucléaire. Le télescope spatial Hubble avait pris une photo en 2006 puis en 2013 et surprise…

 

     … sur la photo de 2013 se trouve une étoile à l’emplacement exact de la supernova ce qui est théoriquement impossible parce que la mort de ce type d’étoiles détruit intégralement la naine blanche à l’origine du phénomène. N’ayant pas d’explication véritable à avancer, les astronomes ont appelé l’étoile résiduelle une « étoile zombie ». En attendant la suite, on peut toujours admirer les autres galaxies en arrière-plan.

 

 

Pour en savoir plus sur les supernovas :
http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-novas-et-supern…

 

Image : la galaxie près d'Eridan
sources : Hubble Legacy Archive, ESA, NASA

 

 

 

 

ENCORE PLUS DE GALAXIES !

 

des galaxies, toujours et encore, dans toutes les directions

 

     On a souvent dit qu’il y a plus d’étoiles dans le ciel que de grains de sable à la surface de la Terre (une métaphore validée par les calculs récents d’une revue scientifique). Dans cet exemple, notre galaxie, la Voie lactée, n’est qu’un petit bout de plage et l’un des grains de sable le Soleil…

 

     Jusqu’à présent, les scientifiques avaient avancé que l’univers était peuplé de 100 à 200 milliards de galaxies, chacune d’entre elles pouvant renfermer entre 100 et 200 milliards d’étoiles en moyenne (et probablement encore plus de planètes) : un nombre incompréhensible pour le cerveau humain !

 

     L’équipe du Pr Conselice (université de Nottingham, Grande Bretagne) nous apprend que les galaxies sont en réalité bien plus nombreuses : plus de dix fois les chiffres que nous venons d’évoquer, soit près de 2000 milliards !

 

     Le travail de ces scientifiques a consisté à colliger les données du télescope spatial Hubble, de construire ensuite des cartes 3D et, à partir de ces éléments qui ne concernent qu’environ 10% des Galaxies (les autres sont au-delà de la portée de nos télescopes), ils ont pu bâtir un modèle statistique qui a rendu ce résultat : les galaxies sont 10 fois plus nombreuses que ce que l’on pensait et, à part celles de notre groupe local, elles s’éloignent toutes de nous, dans toutes les directions et d’autant plus vite qu’elles sont déjà très lointaines.

 

     Dans cinq à dix ans, les télescopes géants actuellement en construction nous permettront de voir plus loin et, qui sait ?, de nous réserver d’autres surprises…

 

Pour en savoir plus : les galaxies (http://cepheides.fr/article-17726881.html)

Image : des galaxies partout, dans toutes les directions...
(sources : astrosurf.com)

 

 

 

 

QUASARS DISPARUS

 

 

     Un quasar est longtemps resté un mystère pour les scientifiques : on n'arrivait pas à comprendre comment une source géographiquement si limitée pouvait être parfois plus lumineuse que toute la galaxie la contenant.

 

     Jusqu'à ce qu'on fasse un rapprochement avec les trous noirs : un quasar, c'est un trou noir galactique central pouvant atteindre des milliards de fois la masse du Soleil. On a remarqué que plus on regarde loin (c'est à dire dans le passé) et plus ces quasars semblent actifs et lumineux. Ce qui se comprend puisque, ayant progressivement "avalé" toute la matière les entourant, ils finissent avec le temps par perdre en intensité et donc être moins vifs, moins visibles dans les galaxies plus proches... jusqu'à, parfois, ne plus être identifiés que par des signes indirects.

 

IC 2497

 

 

     Le télescope spatial Hubble a pris récemment des photos de filaments gazeux relativement éloignés de leur centre galactique mais qui luisent encore : ce sont les derniers vestiges de l’activité d’un quasar autrefois très actif mais qui s’est assagi, faute de matière à avaler. Les gaz visibles sur la photo (oxygène, soufre, azote, néon) ont été photo-ionisés il y a des milliers d’années par un quasar aujourd’hui invisible mais qu’on ne s’y trompe pas : l’objet est probablement encore là, au sein de l’obscurité centrale, et susceptible de s’enflammer dès le passage d’une nouvelle source de matière.

 

 

Pour en savoir plus : « trous noirs » (http://cepheides.fr/article-20474036.html)

Image : filaments autour de la galaxie IC 2497, dans la constellation du Petit Lion
(
Sources : Hubble/ (NASA, ESA, William Keel (University of Alabama, Tuscaloosa), and the Galaxy Zoo team)

 

 

 

 

SUPERNOVA DANS LA POUSSIÈRE GALACTIQUE

 

     Depuis quelques mois, de grands télescopes sont braqués sur la galaxie Centaurus A, bien connue des amateurs d’astronomie parce qu’elle est visible à l’aide d’une simple paire de jumelles (c’est la cinquième galaxie la plus brillante du ciel). Cette galaxie présente par ailleurs la particularité d’avoir son centre occulté par de vastes filaments de poussière. Alors pourquoi cet intérêt soudain ?

 

     Parce que depuis le mois de février 2016 on y a détecté une puissante explosion stellaire, c’est-à-dire l’apparition d’une supernova. Or les scientifiques sont friands de l’observation de tels objets astronomiques qu’ils rêvent d’examiner de plus près. Hélas, alors que statistiquement il devrait y en avoir deux ou trois par siècle au sein de notre galaxie, aucune n’a été observée depuis qu’existent les outils de l’époque moderne.

 

galaxie Centaurus A et supernova

 

     Centaurus A est une galaxie relativement voisine de la nôtre (13,7 millions d’années-lumière) et elle a été relativement bien étudiée car c’est également une des radiogalaxies les plus proches de la Terre. La supernova apparue en février 2016 (et photographiée ci-dessus par le télescope spatial Hubble) a été nommée SN2016afj et on peut la voir dans le cadre supérieur droit de l’image, juste à côté d’une étoile très brillante qui, elle, appartient à la Voie lactée.

 

    La galaxie Centaurus A étant bien connue et son nuage de poussières relativement bien documenté, l’étude de la supernova en est grandement facilitée. Les scientifiques ont acquis la conviction que cette supernova est de type IIb, c’est-à-dire par effondrement de cœur : elle présente donc un intérêt considérable puisque ce type de mort stellaire est assez mal connu. Son étude nous apportera des informations capitales sur l’évolution finale des étoiles massives. En attendant d’observer de tels phénomènes dans notre propre galaxie…

 

 

Pour en savoir plus : novas et supernovas
(http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-novas-et-supern…)

Image : la galaxie Centaurus A en insert, la supernova 2 jours après son apparition)
(sources : NASA, ESA, & the Hubble Heritage / STScI/AURA)

 

 

 

 

MORT DE PALOMAR 13

 

amas globulaire Palomar 13

 

     Un amas globulaire est un ensemble de quelques dizaines de milliers d’étoiles toutes liées entre elles par la gravitation. Ces étoiles sont nées ensemble et évoluent ensemble. Par ailleurs, comme ces amas globulaires, satellites des galaxies, sont aussi vieux qu’elles, ils sont donc peuplés d’étoiles anciennes.

 

     Paloma 13 est un de ces amas globulaires tournant autour de notre galaxie, la Voie lactée, et il est aussi vieux qu’elle, soit âgé d’environ 12 milliards d’années. Puisque son orbite est relativement excentrique, tous les un à deux milliards d’années, il se rapproche du centre galactique qui exerce alors sur lui de gigantesques « forces de marées » gravitationnelles lui arrachant des milliers d’étoiles. Inéluctablement, Palomar 13 perd donc de sa substance.

 

     Sur la photo ci-dessus, on peut distinguer à gauche du centre un petit amas d’étoiles qui est tout ce qui reste de Palomar 13 après son dernier passage près du centre galactique (l’étoile brillante en bas de l’image ne fait pas partie de Palomar et la trainée verte qu’elle semble tirer vers le bas est un artéfact). Les études les plus récentes montrent que Palomar 13 s’approche à nouveau du centre : ce sera probablement son dernier passage car il y sera alors définitivement démembré…

 

 


Pour en savoir plus : « amas globulaires et traînards bleus »
http://cepheides.fr/article-16855581.html

Image : l’amas globulaire Palomar 13
Crédits : M. Siegel & S. Majewski (UVA), C. Gallart (Yale), K. Cudworth (Yerkes), M. Takamiya (Gemini), observatoire de Las Campanas (ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.)

 

 

 

 

VOIR L’INVISIBLE

 

amas globulaire caché invisible à la télescopie optique

 

     De tout temps, en regardant dans la direction de la constellation de l’Aigle, les astronomes ne purent jamais observer d’étoiles mais tout changea après le lancement du télescope spatial Spitzer.

 

     En effet, cet outil hors du commun regarde non pas dans le domaine du visible mais dans celui de l’infrarouge et - surprise - il a pu mettre en évidence un amas globulaire riche de plus de 300 000 étoiles jusque là inconnu. Des étoiles invisibles car, situées dans le plan de la galaxie, elles étaient cachées par d’épaisses couches de poussière.

 

     Comme Palomar 13 que nous venons d’évoquer, cet amas globulaire date des débuts de notre galaxie et, actuellement en train de traverser le halo de la Voie lactée, il est situé à environ 10 000 années-lumière de nous.

 

     Sur la photo, l’encadré en bas à droite montre cette partie du ciel en lumière visible brillant par son absence d’étoiles tandis que la photo elle-même en infrarouge découvre l’amas globulaire ignoré jusqu’alors.

 

     Le télescope spatial James Webb qui sera lancé en 2022 (si tout va bien) succédera à Spitzer qui, depuis plusieurs années déjà, a épuisé son hélium liquide refroidissant normalement ses instruments. Ce nouveau télescope spatial, du nom du deuxième administrateur de la NASA et initiateur du projet Apollo, James Webb, devrait être encore plus performant dans le domaine de l’infrarouge. Une vraie promesse d’extraordinaires découvertes !

 

 

Pour en savoir plus : "amas globulaires et traînards bleus", cliquer sur http://cepheides.fr/article-16855581.html

Photo : région de la constellation de l’Aigle
(sources : H. Kobulnicky (Univ. of Wyoming) et al., JPL, Caltech, NASA - Visible Light Inset: DSS)

 

 

 

 

L’HEXAGONE D'HIVER

 

 

     L'hexagone d'hiver (également appelé polygone d'hiver ou cercle d'hiver) est un astérisme centré sur l'étoile Bételgeuse. Rappelons que, en astronomie, un astérisme est une figure imaginaire et subjective formée par des étoiles particulièrement brillantes. Ces étoiles, presque toujours, ne sont pas liées entre elles (certaines sont très lumineuses mais éloignées, d'autres plus proches et moins brillantes) mais le cerveau humain semble reconnaître dans l'ensemble des lignes ainsi formées des images ou des symboles : c'est par exemple le cas des constellations auxquelles les différentes cultures ont donné des significations souvent très différentes...

 

     Mais revenons à notre hexagone d'hiver. Il est célèbre parce que pouvant être contemplé dans tout l'hémisphère nord en hiver. Puisqu'il s'agit d'étoiles très brillantes, l'hexagone est visible même sous les cieux nocturnes des grandes villes et leurs multiples lumières parasites (pour peu, évidemment, que le ciel soit dégagé),

 

     Sur la photo ci-dessus, on a tracé le polygone et nommé les étoiles qui sont respectivement : Aldébaran, Capella, Castor, Procyon, Sirius et Rigel tandis que Bételgeuse occupe presque le centre de la figure géométrique. On peut contempler cet immense dessin cosmique de décembre à mars...

 

 

Pour en savoir plus, voir sur le blog : le nom des étoiles en cliquant ici : http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-le-nom-des-etoi…

Sources : Jerry Lodriguss ; auteurs et éditeurs : Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP) ; représentant technique de la Nasa : Jay Norris (ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.)

 

 

 

 

PLACE DU SOLEIL DANS LA GALAXIE

 

     Depuis l'aube des temps l'Homme a cherché à savoir quelle était sa place dans l'univers puis, au cours de l'époque moderne, la place de son étoile, le Soleil, dans notre galaxie, la Voie lactée. Celle-ci est une galaxie spirale barrée possédant (aux dernières nouvelles) deux bras spiraux principaux (bras de Persée et bras de l'Écu-Croix, également appelé bras du Centaure) qui, riches en étoiles, émergent d’un centre galactique apparaissant, quant à lui, sous la forme d'une gigantesque barre centrale bourrée d'étoiles.

 

 

     Il existe, partant de ce centre galactique, quatre autres bras, beaucoup plus petits (et surtout gazeux) dont l'un d'entre eux est appelé l'éperon d'Orion et c'est près de lui que se trouve notre étoile. Comme la Voie lactée fait à peu près 100 000 années-lumière de diamètre et que le Soleil est situé à environ 28 000 années-lumière du centre galactique, il n'est pas étonnant que les étoiles de la Voie lactée les plus éloignées de nous soient situées à près de 80 000 années-lumière (tandis que la plus proche, Proxima du Centaure, se trouve à "seulement" 4,5 années-lumière).

 

     Notre galaxie contient environ 140 à 180 milliards d'étoiles ce qui, dans le groupe local de galaxies où elle se trouve, la situe en deuxième position par la taille, juste derrière la grande galaxie d'Andromède M31 (1000 milliards d’étoiles) avec laquelle elle fusionnera dans 3 à 4 milliards d'années.

 

     Le Soleil est une étoile moyenne (une naine jaune) située en périphérie d'une galaxie classique qui contient des dizaines de milliards d'étoiles et il existe des... milliards de galaxies identiques dans l'Univers visible. Conclusion : la Terre, c'est bien petit... mais c'est tout ce qu'on a !

 

 

Pour en savoir plus : "place du Soleil dans la galaxie" (http://cepheides.fr/article-16825574.html)
et 'la Voie lactée" (
http://cepheides.fr/…/02/de-l-astronomie-la-voie-lactee.html)

Images ; vue d'artiste de la Voie lactée et position du Soleil
(sources :
lespritsorcier.org)

 

 

 

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14 décembre 2019 6 14 /12 /décembre /2019 19:14
le carbonifère : insectes, fougères géantes et premiers arbres à écorce

 

 

     Nous allons évoquer une période ancienne, très ancienne, appelée le carbonifère, une époque appartenant au paléozoïque supérieur (autrement dit l’ère primaire) et s’étendant de – 359 à – 299 millions d’années (Ma). Notons toutefois qu’il s’agit là de chiffres difficiles à concevoir par le cerveau humain quand on sait que nous paraissent déjà immenses les environ 10 000 années de présence sur Terre de l’homme dit moderne. Inaugurée par une extinction de masse, le carbonifère dura une soixantaine de millions d’années au cours desquels la Terre se transforma profondément.

 

 

 Extinction de masse du dévonien

 

     C’est à la fin de la période de l’ère primaire précédente, le dévonien, qu’une très importante extinction de masse fit disparaître 70% des animaux marins. La Terre était alors occupée par un seul continent situé au pôle sud tandis qu’un chapelet d’îles et d’archipels s’étalait à l’équateur : tout le reste n’était qu’un immense océan. Sur le continent unique, la température était élevée avec un indice hygrométrique important : chaleur et humidité, il n’en fallait pas plus pour que s’étale sur terre une végétation

l'extinction dévonienne commença par les océans qui s'étouffèrent

luxuriante où régnaient en maîtres les insectes, le reste de la faune étant quasi-inexistant. C’est dans l’océan que la diversité foisonnait : éponges, coraux, brachiopodes, nautiloïdes, trilobites auxquels il faut ajouter des poissons de toutes sortes. Tout ce petit monde proliférait dans des eaux chaudes et lumineuses et c’est alors que se produisit la deuxième grande extinction  de masse de l’histoire de la Terre (la première remontait à l’ordovicien, 100 Ma auparavant).

 

     L’extinction dévonienne ne fut pas brutale et s’étendit sur des dizaines de milliers d’années. Inaugurée par un réchauffement climatique, elle se traduisit par l’apparition de séismes sous-marins et d’émissions de gaz surchauffés qui entraînèrent un manque d’oxygène progressif de l'océan puis de l'atmosphère (appelé événement Kellwasser) s’ajoutant à l’empoisonnement de l’eau par des métaux lourds.  L’ensemble aboutit à la destruction massive de la faune marine. Il faudra ensuite attendre environ 250 000 ans avant que les arbres produisent suffisamment d’oxygène et que les températures se stabilisent pour initier un renouveau. Mais l’extinction aura détruit les ¾ des animaux marins, eux qui représentaient à cette époque l’essentiel de la vie sur Terre.

 

 

Le carbonifère

 

     Succédant immédiatement au dévonien et à sa terrible extinction de masse, le carbonifère doit son nom au fait que l’époque fut particulièrement riche en végétaux, leur fossilisation ayant secondairement donné naissance à la houille si indispensable à l’espèce humaine lors de l’avènement de l’’époque industrielle. Un processus d’autant plus actif que c’est à cette époque qu’apparurent les premiers arbres revêtus d’écorce dont la sédimentation consécutive, par exemple, à une inondation ou à un incendie produisait du charbon.

 

     Le carbonifère commence par une très importante transgression marine (c’est-à-dire l’envahissement des terres par la mer) qui concerne toutes les masses continentales avec d’importants dépôts de calcaire.

 

     Du point de vue de la tectonique des plaques, la période se traduit par de grands

changements avec la fusion des plaques américaine, européenne et gondwanienne (le Gondwana étant une partie du supercontinent précédent) pour former un nouveau supercontinent appelé Pangée (qui subsistera jusqu’au Trias, à l’ère secondaire, soit près de 60 millions d’années plus tard). Tout autour de la Pangée s’étend un océan unique nommé Panthalasa et une mer intérieure, la Paléothetys.

 

     L’érosion qui accompagne les bouleversements géologiques et la luxuriance, voire l’opulence de la végétation colonisant le continent ont pour principale conséquence de faire considérablement baisser le taux de CO2 de l’air et, du même coup, la température globale de la planète : celle-ci s’ajuste en fonction de la latitude, les terres du pôle sud se couvrant de glace.

 

    Ces différences de température vont avoir pour effet de permettre le développement d’arbres à feuilles caduques dans les zones tempérées tandis que les grandes forêts houillères s’étendent tout au long de l’équateur. Dans les zones tempérées, les fougères aux feuilles à sporanges (c'est-à-dire des organes plus ou moins cachés contenant les spores) se voient concurrencées par d’autres espèces de fougères dont les feuilles portent des graines mieux protégées (par un ovaire) et plus facilement accessibles,  notamment par les insectes pollinisateurs : c’est le point de départ des plantes à fleurs qui coloniseront secondairement la planète.

 

    Ces changements, certes progressifs mais durables, vont bien sûr également concerner la faune.

 

 

La faune du carbonifère

 

     Dans la mer, la vie est particulièrement animée avec notamment une grande activité des coraux, qu’ils soient coloniaux ou solitaires. Les brachiopodes (animaux à coquilles bivalves) ont également un succès évolutif certain (il n’en reste aujourd’hui que quelques espèces relictuelles, c’est-à-dire peuplant un habitat restreint où ils sont peu concurrencés). La Paléothétys est également peuplée par des animaux présents depuis le début du paléozoïque (et qui subsistent encore aujourd’hui avec succès) : les échinodermes tels étoiles et concombres de mer, oursins, etc. Ces animaux dont l’apparition remonte à – 525 millions d’années (voire plus avant encore) se sont finalement peu transformés depuis le carbonifère où ils prospèrent : les scientifiques

trilobite, arthropode dont le déclin commença au carbonifère

évoquent environ 13 000 espèces aujourd’hui éteintes contre 7 000 encore bien présentes. De la même façon, les mollusques (moules, coques, huîtres, etc.) se développent à cette époque de manière satisfaisante. En revanche, les trilobites, ces arthropodes marins qui existent depuis le cambrien (- 540/ - 485 Ma) commencent à décliner : ils disparaitront définitivement lors de l’extinction de masse du permien (- 250 Ma). Signalons enfin la présence et le développement des requins, existant depuis le dévonien mais qui présentent alors des formes plutôt étranges à l’instar des requins-enclumes…

 

     C’est sur terre que le carbonifère réserve quelques surprises : il grouille de vie ! On y trouve toutes sortes d’habitants, à commencer par les insectes déjà présents à la période précédente : le sol est le terrain de chasse de mille-pattes, de scorpions, de toutes sortes d’araignées qui se faufilent entre fougères géantes et premiers conifères tandis que planent au dessus de ce petit monde une foule d’insectes ailés. C’est à cet univers assez surprenant que nous allons à présent nous intéresser.

 

 

Le monde des insectes géants

 

     Jusqu’à récemment, les scientifiques étaient d’accord pour affirmer que les insectes vivant au carbonifère étaient des géants comparés à ceux d’aujourd’hui et que leur transformation au fil des temps géologiques étaient allée vers leur rapetissement. C’est sûrement vrai pour certains d’entre eux comme on le verra par la suite. Toutefois, croire qu’il s’agit là d’une règle absolue semble illusoire à la lumière des découvertes récentes. En réalité, de très petits insectes prospéraient également à cette période et il aura fallu bien du temps pour s’en convaincre.

 

     Il est vrai que la diversité des insectes encore aujourd’hui est telle que les experts scientifiques sont dans l’incapacité de les compter. À ce jour, on a décrit environ un million d’espèces différentes mais on estime qu’il en existerait probablement dix fois plus, une grande partie d’entre elles étant présente dans les canopées des grandes forêts tropicales, notamment amazonienne. Il est même suggéré que, une extinction de masse étant actuellement en cours en raison de la présence délétère de l’Homme, la plupart de ces espèces auront disparu avant même d’avoir été identifiées.

 

    Mais des insectes géants existaient bien au carbonifère et ils étaient très certainement effrayants pour nos cerveaux plutôt habitués à des insectes de taille (généralement) relativement modeste. Imaginez : survolant marais, étangs et cours d’eau, ou bien cachés dans les fougères et les arbres primitifs, ces géants pourchassaient, tuaient et dévoraient tout ce qui bougeait, y compris leurs propres congénères. Citons sommairement quelques uns des plus célèbres :

 

  • Meganeura Monui est probablement l’insecte le plus emblématique du carbonifère. Il s’agit d’une libellule géante dont l’envergure pouvait dépasser les 70 cm pour un poids de 150 grammes. Disons pour fixer les esprits que cette libellule avait une carrure digne d’un goéland ou d’un faucon. Elle affichait un abdomen
    taille de meganeura comparée à celle d'un homme
    particulièrement allongé et possédait quatre grandes ailes renforcées par des nervures et fixées à angle droit à son thorax.  Ses six pattes articulées étaient recouvertes d’épines pour accrocher ses victimes. Sa tête était dotée d’yeux énormes susceptibles d’observer autour d’elle à 360° et s’ornait également de pièces buccales destinées à mordre. Après avoir repéré une proie, les scientifiques ont calculé qu’elle pouvait fondre sur elle à la vitesse prodigieuse de 70 km/h car, contrairement aux libellules actuelles qui chassent « postées », elle attaquait en vol. Elle n’avait d’ailleurs que l’embarras du choix tant la terre était grouillante de vie : cafards, blattes, punaises, cigales, scarabées, moustiques, guêpes, termites, fourmis, petits reptiles, etc. Le bourdonnement permanent de l’atmosphère devait être assourdissant si l’on en juge par une anecdote rapportée par Darwin lui-même : il raconte que lors de son périple à bord du Beagle, il fit escale dans la baie de Rio de Janeiro, alors encore peu habitée. Le bateau mouilla à plusieurs encablures de la rive, donc loin du rivage, et pourtant le naturaliste anglais eut du mal à dormir tant un bourdonnement continu dominait tous les autres bruits naturels. Il s’agissait du bruissement de la vie nocturne des nombreux insectes, bruissement parait-il encore plus intense le jour. Et on était au XIXème siècle : on imagine aisément ce que cela devait être au carbonifère !

 

  • Rampant dans les sous-bois des forêts tropicales de la fin du carbonifère (et du début du permien, l’époque suivante), Arthropleura était un gigantesque mille-pattes. Qu’on en juge : il pouvait atteindre 2 m de long (voire un peu plus) pour une largeur de 50 cm ! Heureusement pour ses contemporains, il était herbivore, du moins si l’on s’en réfère aux traces de pollen découvertes dans son tube digestif fossilisé. Toutefois, la présence de deux pinces situées sur le devant de son corps et d’une très puissante mâchoire laisse encore planer un doute…

 

 

  • Megarachne, quant à elle, comme son appellation l’indique, relève plutôt de la famille des arachnides. D’ailleurs, lors de la découverte de son fossile, les scientifiques pensèrent tout simplement avoir mis au jour la plus grande araignée
    megarachne (vue d'artiste)
    ayant jamais existé sur Terre. En réalité, l’animal est à présent classé comme un euryptide, c’est-à-dire plutôt un animal marin se rapprochant des scorpions de mer. C’était néanmoins un être impressionnant car d’une longueur de 35 cm avec une distance de 60 cm entre les pattes supérieures. À titre de comparaison, une des araignées actuellement parmi les plus grosses du monde est la tarentule Goliath mangeuse d’oiseaux dont la taille avoisine les 30 cm tandis qu’elle possède des crocs de 2,5 cm.  On peut également citer, vivant dans les forêts tropicales d’Amérique du sud, la femelle Theraphosa (30 cm d’envergure pour un poids de 170 grammes) qui, outre ses crocs pouvant occasionner une très
    theraphosa blondi (Brésil, Guyane, Vénézuela)
    forte douleur chez l’Homme, est capable de lancer des poils urticants entraînant de fort douloureuses démangeaisons. Quoi qu’il en soit, au carbonifère Megarachne occupait le sommet de la prédation (seule Meganeura décrite plus haut avait une taille susceptible de rivaliser avec la sienne). Elle ressemblait effectivement à une araignée géante (d’où l’erreur des premiers observateurs) en raison de la forme de sa carapace, de son abdomen sphérique et de ses yeux circulaires de 15 mm, engoncés entre deux autres yeux, au centre de sa tête. On ne sait pas si son corps était recouvert de poils comme celui d’une mygale.

 

     Au cours des âges géologiques, il existe peu de cas relevant d’un gigantisme aussi absolu. Nous avons déjà évoqué la course au gigantisme représentée par l’apparition d’une classe spéciale de dinosaures, les sauropodes (voir le sujet : la tentation du gigantisme) mais le contexte était bien différent. Quelles peuvent être les explications d’un tel phénomène au carbonifère ?

 

Pourquoi des insectes géants au carbonifère ?

 

     L’explication longtemps avancée par les scientifiques concerne le taux d’oxygène dans l’atmosphère de cette époque. Aujourd’hui, celui-ci est voisin de 21% (et a d’ailleurs tendance à baisser imperceptiblement) contre 35 % à l’époque que nous évoquons. Ce taux élevé était la conséquence des milliers d’années précédents où, comme nous l’avons déjà dit, les arbres ont peu à peu reconstitué le stock d’O2 mis à mal lors de l’extinction dévonienne. Or, araignées et insectes ont besoin de beaucoup d’oxygène pour grandir et il est vrai que, par la suite, la raréfaction des forêts et la chute concomitante du taux d’oxygène ont certainement eu raison du mille-pattes Arthropleura, voire peut-être aussi de Megarachne qui devait étouffer avec un taux d’oxygène progressivement réduit.

 

     Il existe pourtant d’autres raisons. Ces insectes géants, on l’a vu, occupaient le haut de l’échelle de prédation puisque leur taille était un avantage décisif : nourriture abondante, taux d’oxygène maximal et aucun prédateur réel expliquent leur succès adaptatif. Jusqu’à l’apparition des vertébrés qui, venus de la mer, colonisèrent progressivement les terres. Or, les reptiles planeurs puis volants firent leur apparition et ils chassaient les mêmes proies. La concurrence devint féroce. Enfin, dernier changement et non des moindres, l’apparition des précurseurs des plantes à fleurs autour des étangs et des lacs où se développaient les libellules géantes entraînèrent un changement complet de l’écosystème. Tous ces éléments conjugués furent fatals aux derniers insectes géants…

 

 

 

 

Il est intéressant de constater que la Vie, toujours, partout, essaie de se frayer un chemin et qu’elle est opportuniste. Les insectes du carbonifère ont accru leur taille – et donc leur indice de prédation – en profitant de circonstances particulières qui ne se sont jamais reconstituées par la suite et c’est la disparition de ces facteurs favorisants qui précipita leur chute. On retrouve là le hasard mélangé à un certain déterminisme, ce que le paléontologue Stephen J. Gould résumait sous le terme de contingence. Quelques dizaines de millions d’années plus tard, après des débuts plutôt modestes, d’autres populations animales allaient également profiter de circonstances favorables et occuper l’espace alors laissé vacant : les dinosaures dont le règne s’étalera sur plus de 160 millions d’années.

 

 

 

 

 

Sources :

 

 

Images :

  1.  carbonifère (sources : palaeopost.blogspot.com )
  2.  extinction dévonienne (sources : bbc.com)
  3.  la Pangée à la fin du carbonifère (sources : geocaching.com )
  4.  trilobite (sources : landbeforetime.wikia.com)
  5.   meganeura (sources : sharksprehistory.blogspot.com )
  6.  megarachne (vue d'artiste) (sources : youtube.com )
  7.  theraphosa blondi sources : exotic-animals.org)

 

 

 

Mots-clés : ordovicien - dévonien - extinction de masse - transgression marine - Gondwana - Paléotéthys

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. les extinctions de masse

2. la dérive des continents ou tectonique des plaques

3. la tentation du gigantisme

 

 

 

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31 octobre 2019 4 31 /10 /octobre /2019 18:50
M 104 galaxie du sombrero
galaxie M 104 dite du sombrero : les étoiles situées en périphérie tournent bien plus vite autour du centre que prévu

 

 

          Dans les années trente, Fritz Zwicky (1898-1974), un astronome américano-suisse de génie, jeta un pavé dans la mare du petit Landerneau astronomique de l’époque en évoquant la possibilité de la présence d’une « matière invisible » entre les galaxies. Toutefois il reste surtout connu pour avoir été un « chasseur » de supernovas dont il fut au demeurant le premier à introduire le terme : il en découvrit plus de 150 entre 1929 et 1973 ! Il fut également le premier à prédire la transformation de certaines de ces supernovas en étoiles à neutrons et suggéra qu’elles pouvaient être à l’origine de rayons cosmiques. Ces approches novatrices furent indéniablement de grandes avancées pour la science. Malheureusement, son hypothèse sur la matière invisible, remarquable pour l’époque (nous sommes à moins de dix ans de la démonstration par Edwin Hubble que l’Univers existe en dehors de notre galaxie) fut hélas oubliée durant plus de 40 ans…

 

 

Des observations déconcertantes

 

          En 1933, donc, Zwicky s’intéresse à l’amas de Coma, un groupe de sept galaxies dont il essaie d’estimer les vitesses de rotation et, là, grosse surprise, ses calculs rapportent des vitesses bien plus élevées que prévues. Il recommence

zwicky fritz
Fritz Zwicky : un mauvais caractère mais un scientifique hors pair

ses calculs plusieurs fois mais rien à faire : il retombe sur les mêmes chiffres. Du coup, son observation va à l’encontre de l’effet attendu qui veut que la vitesse de rotation des étoiles décroisse en fonction de leur éloignement du centre galactique. Pour expliquer la différence de ce qui est observé par rapport à ce qui était attendu, il faut imaginer la présence d’une masse environ 400 fois plus importante que celle qui est visible. Tout se passe comme si les régions éloignées (les « bords ») des centres galactiques étudiés étaient en fait encore centraux et entourés par une masse énorme de « matière invisible » expliquant le phénomène.

 

          Zwicky s’empressa de transmettre ses résultats à l’ensemble de ses collègues mais il ne fut pas écouté : il est vrai que l’homme était un peu spécial… Doté d’un caractère épouvantable (c’était la terreur des étudiants), n’hésitant jamais à dire ce qu’il pensait des uns et des autres (qui était souvent négatif) et défendant de plus des théories parfois complètement farfelues, il était à part dans cette communauté scientifique encore très conservatrice. N’obtenant aucune aide qui aurait pu conforter (ou non) la justesse de son observation, Zwicky retourna se consacrer à ses chères supernovas et, durant près de quarante ans, on oublia le sujet.

 

             Nous sommes à présent en 1978, toujours aux USA, mais avec l’astronome Véra Rubin qui s’intéresse tout spécialement à M 31, la galaxie d’Andromède, et elle aussi a des ennuis avec la vitesse de rotation des étoiles périphériques autour du

rubin vera
Vera Rubin (1928-2016)

centre galactique : elles tournent bien trop vite et, comme les lois de la gravitation sont partout les mêmes, cela veut dire que ces astres « périphériques » ne le sont pas. Une masse non visible empêche les étoiles étudiées de ralentir, preuve que ces étoiles ne sont pas vraiment à la périphérie de la galaxie et que le halo de celle-ci se prolonge donc… par quelque chose. Cette fois, pas question d’oublier l’étude de Rubin : l’astronome n’est pas marginalisée et les outils d’investigation sont devenus plus précis. Il ne s’agit pas d’une erreur de calcul ce qui est d’ailleurs rapidement confirmé par d’autres observations : le halo de la galaxie d’Andromède est peut-être beaucoup plus large que prévu et cela est probablement le cas pour nombre d’autres galaxies. Elargi mais par quoi ? Car on a beau chercher dans tous les sens, on ne voit et on n’enregistre jamais rien.

 

 

Matière noire

 

          Ce composant invisible qui entoure certaines galaxies de façon plus ou moins importante et fait que les étoiles qu’on croyait en bordure galactique ne le sont pas, nul ne sait ce que c’est. C’est la raison pour laquelle la communauté scientifique le baptisa « matière noire » (ou parfois matière sombre chez les anglo-saxons).

 

      Les années passant et les calculs s’affinant avec l’augmentation des performances des outils d’étude, on arriva à la conclusion que tout l’univers visible, depuis la plus gigantesque des galaxies au plus petit nuage de gaz et de matière, ne représente que 4,9 % de l’ensemble de la matière existante… Tout le reste relève de la matière noire (26,8 %) et de son corollaire, l’énergie sombre (68,3 %).

 

 

         Deux types de particules ont très vite été présentés comme des candidats possibles :

 

  • Les neutrinos : il s’agit de particules émises lors d’une désintégration bêta et qui ont la particularité de très peu interagir avec les autres particules. Jusqu’à la fin du siècle dernier, on pensait que le neutrino n’avait pas de masse avant d’envisager finalement qu’il en possède une mais très faible. Toutefois les neutrinos sont les particules les plus abondantes de l’univers après les photons. Malheureusement, après calculs approfondis, la masse totale de ces neutrinos reste encore trop peu importante : ils pourraient au mieux représenter 18 % de la masse totale de l’univers.

 

  • Et les WIMPS (Weakly interactive massive particles), des particules lourdes interagissant faiblement avec la matière dont le représentant le plus célèbre est le neutralino, particule totalement hypothétique et faisant l’objet de nombreux efforts de recherche pour l’heure toujours infructueux.

 

          Du coup, on se trouve face à un problème quasi-insoluble tant que l’on n’aura pas isolé la particule dite « exotique » responsable de la présence de cette partie cachée de l’univers. À moins que…

 

 

 

D’autres explications sont-elles possibles ?

 

       À moins que d’autres explications puissent être avancées, oui, mais lesquelles ? Les scientifiques, échaudés par l’absence de résultats quant à l’identification d’une particule encore inconnue, étaient prêts à accepter une autre explication et c’est précisément ce que leur proposa l’Israélien Mordehai Milgrom en 1983.

 

 

 

La théorie MOND

 

          Afin de résoudre le problème de cette matière noire que personne n’arrive à identifier, Milgrom propose de prendre le problème par un autre bout : il s’agit ni plus ni moins que d’apporter une petite modification à la théorie de Newton. Évidemment, cette approche chagrine les tenants d’une physique établie depuis des siècles et dont on a depuis longtemps admis le caractère universel…

 

          Milgron a baptisé sa théorie MOND pour « MOdified Newton Dynamics », en français « dynamique de Newton modifiée ». Cette théorie répond facilement à l’absence de découverte de la matière noire puisqu’elle suppose que celle-ci n’existe pas… En fait, selon Milgron, l’hypothèse de l’existence de cette matière noire si insaisissable est due à une erreur d’interprétation (mineure) des lois de la gravitation universelle. L’essentiel de la théorie repose en effet sur le fait que la deuxième loi de Newton sur la gravitation n’a été vérifiée que pour des accélérations élevées, vérification partielle donc.

 

 

MOND theory
comparaison des courbes de vitesse de rotation des étoiles en fonction de leur éloignement du centre : ce qui était attendu en rouge et ce qui est effectivement observé en blanc:

 

 

            Rappelons que la deuxième loi de Newton s’énonce initialement ainsi : « Les changements qui arrivent dans le mouvement sont proportionnels à la force motrice et se font dans la ligne droite dans laquelle cette force a été imprimée. » On peut la formuler autrement en expliquant que la force d’attraction entre deux corps décroit comme le carré de la distance qui les sépare. Milgron propose une petite modification à cette loi en expliquant que, au delà d’une certaine limite, cette force d’attraction ne décroit plus QUE comme l’inverse de leur distance… et cela change bien des choses, notamment l’existence de la matière noire. En effet, la modification de la deuxième loi newtonienne explique alors parfaitement les vitesses plus élevées qu’attendues des étoiles situées en périphérie galactique et donc à des distances très importantes par rapport au bulbe central : à ces si grandes distances l’attraction gravitationnelle est infime… Or, si la loi de Newton s’est toujours trouvée parfaitement validée par les expériences classiques de physique, elle n’a jamais été expérimentée – et pour cause – dans des situations où l’accélération est presque nulle comme celle retrouvée aux distances immenses évoquées.

 

          Comment choisir entre la possible existence d’une particule que l’on n’a jamais pu mettre en évidence en dépit de son extrême abondance (supposée) et une théorie qui, pour expliquer les chiffres observés, modifie tout simplement les lois de la physique ?

 

 

la théorie MOND est-elle réellement valide ?

 

          Certains scientifiques crurent prouver la non-validité de MOND en se fondant sur l’observation de la collision d’amas galactiques. Voici comment.

 

  •             Si la matière noire n’existe pas, la matière dominante d’un amas galactique est du gaz. En effet, un amas est composé, bien sûr, de galaxies c’est-à-dire de milliers de milliards d’étoiles mais surtout de beaucoup, beaucoup de gaz remplissant l’espace intergalactique et s’étendant bien au-delà. Lors d’une collision entre deux de ces amas, les étoiles sont si éloignées les unes des autres qu’à de rarissimes exceptions près, elles n’interagissent pas au contraire des deux nuages de gaz. De ce fait, l’essentiel de la masse se trouvera dans la région centrale puisque la masse du gaz s’interpénétrant (donc freiné) est supérieure à celle des étoiles, non ralenties, qui se retrouvent alors de part et d’autre du centre.

 

  •            Dans le cas d’un choc entre deux amas avec matière noire, celle-ci va se comporter comme les étoiles, c’est-à-dire peu interagir. Au centre, il y aura bien la masse du gaz mais l’essentiel de la masse se retrouvera de part et d’autre (puisque la matière noire est six fois plus massive que la matière ordinaire).

 

             En résumé, lors du choc de deux amas de galaxies, si la masse résultante est centrale, cela infirmera l’existence de matière noire (seulement du gaz) tandis que si la masse se trouve de part et d’autre du centre de la collision, cela prouvera l’existence d’une masse invisible, donc de la matière noire.

 

 

         Cette preuve de l’existence de la matière noire a été établie par l’observation de la collision de l’amas du Boulet (ou amas de la Balle, IE 0657-59), observable en regard de la constellation de la Carène. Il s’agit en fait d’un groupe de deux amas de galaxies entrés en collision il y a 150 millions d’années. Après étude approfondie, les scientifiques sont arrivés à bien localiser où se trouvent les masses les plus importantes : elles sont là où sont les galaxies et non pas où se trouve le gaz. De plus, les deux amas sont à présent séparés par plus de trois années-lumière et la masse totale calculée en fonction de leur vitesse et de leur distance représente beaucoup plus que la masse de la matière visible (galaxies vues en optique et gaz aux rayons X). La présence de matière noire est donc attestée ce qui semble invalider la théorie MOND.

 

bullet cluster
image composite de l'amas du Boulet : si le gaz est bien présent au cente (en rouge), l'essentiel de la masse est de part et d'autre avec les étoiles (en bleu).

 

 

              Cette apparente contradiction a été résolue par les tenants de la théorie MOND lorsqu’ils ont admis qu’il existait bien une petite quantité de matière noire, probablement sous forme de neutrinos…

 

 

 

Une explication qui ne sera peut-être jamais trouvée

 

             En somme, pour le moment, malgré des efforts considérables (appareils de plus en plus perfectionnés, chercheurs se consacrant uniquement à la recherche de la matière noire, immenses dispositifs de capture de particules « exotiques » parfois profondément implantés sous terre, etc.), aucune capture de la moindre nouvelle particule susceptible d’expliquer la présence dans l’univers de cette masse colossale (plus de 95% !) qui reste parfaitement insaisissable.   Ce qui, indéniablement, fait désordre…

 

           Mais il n’existe pas non plus d’argument probant – et, bien sûr, encore moins définitif – en faveur de théories alternatives dont la plus célèbre reste MOND.

 

            Pourtant, cette masse inconnue ne vient pas de nulle part et si elle n’existe pas, c’est que nos moyens de calcul sont quelque part erronés. Comment savoir ? Pour certains scientifiques, la solution est à portée de main et il suffit de persévérer encore un peu. Pour d’autres, c’est l’inverse : ceux-là pensent que la matière existe sous une autre forme et que celle-ci n’interagit jamais avec la matière conventionnelle telle que nous la connaissons ; elle resterait à tout jamais hors de notre portée.

 

          C’est l’avenir qui permettra probablement de trancher. Du moins rien ne nous interdit de l’espérer.

 

 

 

Sources :

 

 

Images :

  1.  galaxie du sombrero (sources : hdqwalls.com)
  2.  Fritz Zwicky (sources : rankred.com)
  3.  Vera Rubin (sources : thesestonewalls.com)
  4.  répartition de la matière noire (sources : fr.wikipedia.org)
  5.  courbes des vitesses de rotation périgalactiques (sources : theconversation.com)
  6.  amas du Boulet (sources : passion-radio.forumactif.com)

 

 

Mots-clés : Fritz Zwicky - supernovas - amas de Coma - Vera Rubin - matière noire et énergie sombre - neutrinos - wimps - Mordehai Milgrom - amas du Boulet

(les mots en blanc renvoient à des sites d'information complémentaires)

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. matière noire et énergie sombre

2. L'Univers, passé et avenir

3. les galaxies

4. l’expansion de l’Univers

 

 

 

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mise à jour : 5 décembre 2020

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15 septembre 2019 7 15 /09 /septembre /2019 19:07

 

 

 

 

     Ernst Mayr (1904-2005), ornithologue, biologiste et généticien, s’était posé la question suivante : « Pourquoi les fauvettes qui occupent l’environnement de ma maison du New Hampshire ont-elles entamé leur migration vers le sud dans la nuit du 25 août ? ». Selon lui, on peut évoquer quatre possibilités :

 

  • Les fauvettes se nourrissent d’insectes qui désertent singulièrement l’endroit en hiver : si elles devaient rester, il est vraisemblable qu’elles mourraient de faim. Il s’agit là d’une cause écologique.

 

  • Au fur et à mesure de l’évolution de leur espèce, ces oiseaux ont acquis une constitution génétique qui les prédispose à un comportement migratoire lorsque se présentent certains stimuli environnementaux : il s’agit là d’une cause génétique.

 

  • Lorsque le jour décline et que sa durée tombe en dessous d’un certain seuil, des changements comportementaux et physiologiques poussent les fauvettes à migrer : le comportement migratoire est alors lié à la photopériodicité et on évoquera ici une cause physiologique intrinsèque.

 

  • Enfin, le 25 août, le temps s’est dégradé et une masse d’air froid s’est abattue sur le New Hampshire : alors que les oiseaux étaient prêts à migrer, cette baisse soudaine de la température et de la luminosité à été le signal du départ : il s’agit là d’une cause physiologique extrinsèque.

 

     Pour Ernst Mayr, il faut opposer les deux causes « immédiates », c'est-à-dire pour lui celles qui agissent du vivant de l’organisme (les causes physiologiques intrinsèque et extrinsèque) aux causes « ultimes » qui, elles, se rapportent à un temps antérieur au vivant de l’organisme et donc se rattachent à l’histoire de l’espèce (les causes écologique et génétique).

 

     Ces dernières – les causes ultimes de Mayr - se rapportent à la biologie de l’Évolution. Elles sont présentes chez tous les représentants d’une même espèce. Peut-on avancer que ces causes ultimes participent à ce que l’on nomme l’instinct que l’on définit classiquement comme la part héréditaire et innée des tendances comportementales (étant entendu que l’Homme, un primate donc un animal) est également concerné ?

 

 

Comment évaluer un caractère instinctif ?

 

     Avant de chercher à comprendre comment il se manifeste, il convient d’identifier de façon formelle ce qu’est un comportement instinctif. Plusieurs approches, d’ailleurs fortement complémentaires, sont envisageables.

 

 

L’évaluation par l’éthologie

 

Depuis Konrad Lorenz (1903-1989), l’un des pères fondateurs de l’étude des animaux, l’éthologie essaie, autant que faire se peut, de les étudier dans leur milieu naturel, dans leur environnement. Et quels sont donc les moyens pour un animal d’agir sur son environnement ?

Konrad Lorenz (1903-1989)

Sa seule possibilité d’action est d’utiliser ses muscles : en effet, un acte, ici, se caractérise par une succession de contractions musculaires. Le problème est alors de savoir si l’acte est inné (génétique) ou acquis (apprentissage). Quatre critères d’appréciation sont possibles pour départager son origine.

 

        • Tous les représentants d’une espèce donnée ont une réponse absolument identique : on parle alors de comparaison horizontale.

 

        • D’une espèce à l’autre, la réponse varie en intensité et en forme selon la distance séparant des groupes proches du point de vue de l’Évolution : il s’agit en pareil cas d’une comparaison verticale.

 

        • Il est parfois envisageable d’identifier le centre nerveux responsable de l’acte considéré et d’en percevoir le contrôle automatique (méthode physiologique), enfin

 

        • L’apprentissage ne doit en aucune façon modifier l’acte. La vérification de cette notion se fait par la méthode dite d’isolation : l’absence effective de soins parentaux ou la mise à l’écart de l’individu depuis sa naissance permet d’exclure un apprentissage extérieur.

 

Les coordinations héréditaires

 

     Les coordinations héréditaires sont ainsi nommées lorsqu’un acte se déroule jusqu’à la fin une fois qu’il a été enclenché et cela même si la cause qui l’a engendré a disparu. On prend souvent l’exemple de l’oie qui, face au mouvement de roulis de son œuf, exécute des mouvements latéraux du cou pour le ramener au bon endroit : toutefois, même si l’expérimentateur retire l’œuf du champ de vision du volatile, celui-ci poursuit ses mouvements du cou et doit les terminer avant de passer à autre chose. Ajoutons que des conditions sont souvent requises pour que l’acte ait lieu : dans l’exemple de l’oie, pour que celle-ci cherche effectivement à replacer son œuf, il faut qu’elle soit en période de couvaison.

 

 

L’instinct sexuel et la méthode neuroscientifique

 

     Il est possible de rechercher des circuits neuraux innés en les identifiant par traçage ou l’étude de lésions. C’est ainsi que l’on a pu identifier les différentes conditions de l’instinct sexuel chez les animaux non-primates. Normalement c’est la reproduction sexuée donc hétérosexuelle qui est toujours privilégiée et un certain nombre de mécanismes se succèdent alors :

 

  • D’abord entrent en jeu les phéromones sexuelles : ce sont elles qui attirent le mâle vers la femelle et permettent à celle-ci de ne pas s’enfuir.

 

  • Lorsque le choix est fait, un réflexe de lordose (hypercambrure de la colonne vertébrale) permet la présentation en bonne position du vagin pour une pénétration optimale

 

  • Des poussées pelviennes cadencées du mâle se trouvent alors initiées par un réseau de neurones de la moelle épinière qui fonctionne de façon autonome sans intervention de circuits supérieurs.

 

  • L’éjaculation est favorisée par la transformation du vagin qui s’est lubrifié.

 

  • Enfin, la motivation sexuelle est amplifiée par un système de récompenses (sensations agréables péniennes, vaginales, etc.).

 

     Il existe donc ici un circuit d’actions qui échappe totalement à un quelconque élément volontaire. En revanche, c’est par l’apprentissage que certaines séquences, comme celle de la monte, peuvent se réaliser (observation des autres, essais plus ou moins réussis lors des premières tentatives).

 

     Précisons que chez les primates – et notamment chez les hominidés – la sexualité échappe en grande partie à ces circuits automatiques : par exemple, le réflexe de lordose disparait au profit du système de récompense qui est devenu prépondérant.

 

 

Les processus moteurs

 

     Un certain nombre d’éléments de base se manifestent dès la naissance et cela indépendamment de tout apprentissage, notamment d’origine parentale. C’est le cas de la marche (et de la course). Tous les animaux peuvent d’emblée marcher même si certains

la plupart des animaux nagent d'emblée

mammifères (prédateurs notamment) rampent durant leurs premiers jours. Rapidement, le mouvement s’améliore pour devenir très tôt optimal. Nous avons tous en mémoire les images des bébés gazelles qui, dans la steppe africaine, cherchent à se lever dès la mise-bas et qui, après quelques essais balbutiants, trouvent rapidement leur équilibre. Le même mécanisme existe chez les animaux pour la nage (qui n’est, en réalité, qu’une marche tête hors de l’eau). Cette faculté est plus difficile à réaliser d’emblée chez les grands singes anthropoïdes dont la morphologie n’est ici guère adaptée.

 

Facteurs déclenchants

 

       Un éthologue célèbre, Nikolaas Tibergen (1907-1988) a longtemps étudié les facteurs susceptibles de déclencher une réaction instinctive chez l’animal. Il étudia tout

une épinoche

spécialement un petit poisson de quelques centimètres de longueur et pourvu de trois épines dorsales, l’épinoche. Ce petit animal est capable de présenter une terrible agressivité lorsqu’il est mis en présence d’un de ses congénères mâles. Un jour, Tibergen observa cette réaction violente chez une épinoche qu’il avait posé dans son bocal sur sa fenêtre. Il n’y avait pourtant aucun autre poisson à portée de vue. C’est alors qu’il remarqua la camionnette de la poste qui était venue se garer en contrebas : c’est la couleur rouge de l’engin qui provoquait la colère du petit poisson. En effet, à l’époque de la reproduction, les mâles de cette espèce arborent une coloration rouge de la gorge et de l’abdomen. Dans ce cas, seule la coloration rouge est donc le facteur déclenchant du réflexe d’agressivité du poisson.

 

     Bien entendu, dans la nature, si un facteur déclenchant peut être seul à même d’entrainer une réaction, cela se fait dans un contexte où interviennent également l’espace, la vitesse de déplacement, l’orientation etc.

 

       Chez l’animal, une réaction instinctive est toujours déclenchée par un stimulus qui peut être visuel (comme dans le cas de l’épinoche que nous venons d’évoquer), sonore, tactile ou odorifère. Il existe même des cas où le stimulus peut être amplifié, entraînant alors une réaction encore plus grande : par exemple, une oie va réagir de façon bien plus forte lorsqu’elle est mise en présence d’un œuf d’autruche, beaucoup plus gros, en dehors de son nid ; elle va même finir par préférer cet œuf géant aux siens, même si elle est incapable de le transporter… On parle alors d’hyperstimulus.

 

       Lorenz explique également que seules quelques caractéristiques fondamentales sont nécessaires pour provoquer la réaction instinctive, indépendamment du reste de l’objet lui-même : on parle de stimulus-clé (la tâche rouge pour l’épinoche qui agresse un leurre en carton pourvu que celui-ci soit taché de rouge).

 

 

Les activités de déplacement

 

     Dans certains cas, la réaction instinctive se produit alors qu’aucun stimulus ne semble présent. Lorenz rapporta en 1937 l’exemple suivant : un étourneau captif présenta tous les actes de prédation  (guet, attaque et déglutition) alors qu’aucun insecte n’était présent. En apparence, il s’agit là d’une activité de déplacement : tout se passe comme si l’oiseau, incapable de chasser puisque emprisonné, avait cherché à compenser sa frustration par une activité de remplacement. Il est toutefois difficile d’être certain qu’aucun stimulus n’était présent (un grain de poussière ?) et on sait que la séquence une fois entamée, elle doit aller jusqu’au bout.

 

     Un autre éthologue, Frederik Kortlandt (né en 1946) observa deux oiseaux se menacer alors qu’ils étaient à la limite de leurs territoires respectifs. Leur agressivité s’amplifia jusqu’à ce que, tout à coup, chacun des deux se mette à picorer des matériaux de construction pour construire leur nid : l’agressivité avait soudain été détournée vers une tâche plus pacifique…

 

     Lors d’un séjour sur l’Ile de la Réunion, j’ai été témoin d’une scène peu banale : alors que

un margouillat...

je regardais la télévision, sur le mur blanc qui me faisait face, un margouillat (sorte de lézard local) se trouva nez à nez avec une araignée babouk (ou babouque). Ces araignées, noires et dotées de grosses pattes, font, quand elles sont très petites, volontiers l’ordinaire d’un margouillat mais celle-ci était vraiment très impressionnante (de la taille d’une grosse soucoupe).

... et une babouque

Les deux animaux s’observèrent durant environ vingt minutes, chaque mouvement de l’un compensé par un mouvement contraire de l’autre. Je me demandais si le margouillat allait se risquer ce qui aurait pu lui coûter cher. Finalement aucun stimulus ne prédisposant à l’attaque de part et d’autre ne sembla s’imposer et le margouillat se mit à se lécher la queue… ce qui permit immédiatement à l’araignée de passer rapidement sans encombre et sans que le lézard ne réagisse alors qu’il voyait parfaitement son ennemie se faufiler à sa portée.

 

     Tous ces exemples semblent montrer que les réactions innées peuvent parfois être détournées selon un autre protocole inné : l’instinct est plus complexe qu’il n'y paraît.

 

Importance de l’instinct en fonction du degré d’évolution

 

     Plus une espèce est dite évoluée, moins les actes instinctifs semblent présents. On pense bien sûr aux primates et tout particulièrement à l’Homme. Il s’agit là à la fois d’une vérité et d’une illusion d’optique. Vérité car, chez l’Homme, l’apprentissage, c’es-à-dire sa dimension culturelle, est immense. Ses pouvoirs d’analyse et de réflexion lui permettent tout à fait de choisir des modes d’action qui l’éloignent du simple comportement instinctif. Toutefois, la situation n’est pas toujours aussi claire et l’illusion d’optique consisterait à croire que l’être humain échappe presque intégralement à sa part génétiquement instinctive : c’est manifestement une erreur car cette part automatique de nos comportements est certainement plus importante qu’on veut bien le croire. Le problème est d’ailleurs si complexe que cet aspect devrait (et fera peut-être) l’objet d’un sujet à part.

 

 

Instinct et apprentissage

 

     Comprendre dans quelle mesure, chez l’animal, l’apprentissage (par les parents, par l’expérience personnelle, par l’observation des autres, etc.) peut restreindre la part purement instinctive d’un comportement relève d’un débat fort ardu qui nécessiterait un approfondissement qui devrait faire l’objet d’un autre article : pour en démontrer toute la complexité, je souhaiterais en guise de conclusion rapporter le cas d’un oiseau très étrange : le drongo.

 

le Drongo, un oiseau plein de ressources

 

     Le drongo est un petit passereau africain remarquablement « intelligent » selon les observateurs. En effet, il se nourrit d’insectes et de larves mais ne sait pas ou ne peut pas creuser les trous où les insectes se cachent. Lorsqu’il ne trouve plus de nourriture, il est assez rusé pour voler celle des autres. Voilà comment il procède. Après avoir repéré une bande de fauvettes ou de suricates, ces petits mammifères du désert de la famille des mangoustes, il se positionne sur une branche d’arbre surplombant le groupe. Dès qu’il aperçoit un prédateur, serpent ou oiseau de proie par exemple, en parfait imitateur, il vocalise le cri d’alerte de la sentinelle passereau ou suricate : tout le groupe s’enfuit. Après quelques véritables alertes, le drongo passe à la tromperie : il alerte le groupe alors qu’il n’y a aucun prédateur et profite de sa fuite éperdue pour voler la nourriture. Tous les drongos sont capables d’organiser une telle tromperie : il s’agit là d’un comportement complexe qui a probablement été choisi par la sélection naturelle au cours de millions d’années. Mais est-on certain qu’une part d’apprentissage n’existe pas ? Est-on certain que le bébé drongo n’a pas observé certains de ses congénères avant de mettre en place sa propre stratégie ?

 

     On conçoit ici toute la difficulté d’une réponse claire…

 

 

 

Sources :

 

 

Images :

  1. Une oie et sa couvée (sources : www.yahki.com)
  2. Konrad Lorenz (sources : www.tumblr.com)
  3. Chat qui nage (sources : www.assuropoil.fr)
  4. Epinoche (sources : www.siahvy.org)
  5. Margouillat (sources : www.maillyn.over-blog.com)
  6. Araignée Bibe (sources : photos-reunion974.wifeo.com

 

 

Mots-clés : Ernst Mayr - Konrad Lorenz - Nikolaas Tibergen - hyperstimulus - coordination héréditaire - stimulus-clé - activité de déplacement - apprentissage - Freredik Kortland (en anglais) - drongo

 

les mots en blanc renvoient à une documentation complémentaire

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. la notion d'espèce

2. reproduction sexuée et sélection naturelle

3. l'inné et l'acquis chez l'animal

4. l'intelligence animale

 

 

 

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mise à jour : 2 juillet 2020

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17 juillet 2019 3 17 /07 /juillet /2019 19:04

Parues sur le fil Facebook du blog, voici quelques "brèves" supplémentaires

 

 

 

 

L'AMAS GLOBULAIRE OMÉGA DU CENTAURE

 

amas globulaire Omega du Centaure

 

     Un amas globulaire est un conglomérat d'étoiles toutes liées ensemble par les forces de la gravité. Ils sont contemporains de la naissance de notre galaxie il y a environ 13 milliards d'années (et ont donc à peu près trois fois l'âge du Soleil qui est de 4,57 milliards d'années).

 

     Certains amas finissent par se rapprocher trop près de la Voie lactée et, progressivement dilacérés, ils sont absorbés par elle. De nos jours, il reste 200 amas globulaires indépendants et le plus grand d'entre eux est Oméga du Centaure.

 

     Oméga du Centaure, uniquement visible de l'hémisphère sud, est situé à 18 000 années-lumière de nous et, présentant un diamètre de 150 années-lumière, il renferme à peu près 10 millions d'étoiles ce qui en fait le plus grand des amas globulaires gravitant autour de notre galaxie.

 

     Normalement, un amas globulaire, loin des phénomènes actifs galactiques, est composé d'étoiles plutôt vieilles et de quelque "traînards bleus" qui sont des étoiles jeunes créées à partir de plus vieilles en raison des forces de liaison considérables qu'exerce notre galaxie (voir le sujet dédié dans le blog).

 

     Oméga du Centaure est un cas différent : lui, il contient des étoiles de toutes sortes, en âge et en variété, ce qui fait dire aux scientifiques que, depuis sa création il y 12 milliards d'années environ, il a vécu une histoire très compliquée...

 

 

Sur le blog, pour en savoir plus : amas globulaires et traînards bleus
http://cepheides.fr/article-16855581.html

Photo : l'amas globulaire Oméga du Centaure NGC 5139
(Image Crédit & Copyright: Roberto Colombari )

 

 

 

 

 

ÊTA CARINAE, LA BOMBE À RETARDEMENT

 

     Située à environ 8000 années-lumière de nous, dans le ciel austral, Êta Carinae (constellation de la Carène) est une étoile supergéante - et même hypergéante - puisqu'elle est 5 millions de fois plus lumineuse que le Soleil tandis qu'elle possède 150 fois sa masse. Hypergéante ? Qu'on en juge : son diamètre est 1000 plus grand que celui du Soleil ce qui veut dire que, situé à la place de notre étoile, elle s'étendrait bien plus loin que Jupiter !

 

en 1843, la pulsion (qui n'a pas conduit à la destruction de l'étoile) ne pouvait être vue par les instruments d'alors. Aujourd'hui, le télescope spatial Hubble nous montre cet "éclat" ou outburst de 1843 appelé la nébuleuse de l'homonculus (Homunculus nebula), en forme de grosse haltère (crédits : téléscope Hubble, NASA)

 

     Êta Carinae est instable et on peut voir sa luminosité varier au cours du temps : en 1843, elle est même devenue quelque temps l'étoile la plus brillante du ciel alors que, aujourd'hui, elle est quasi-invisible... En réalité, il s'agit d'un système binaire, c'est à dire un couple d'étoiles dont l'une (Êta Car A) est une hypergéante variable bleue, une des étoiles les plus volumineuses de notre galaxie (il y en a peut-être une dizaine aussi grosse qu'elle dans toute la Voie lactée, à rapporter aux 150 milliards d'étoiles que contient notre galaxie). Il s'agit bien sûr d'une étoile à la vie brève (tout est relatif !).

 

     Les scientifiques savent donc qu'elle va exploser bientôt puisqu'elle consomme actuellement les dernières couches superficielles de son hydrogène avant de terminer sa vie en hypernova. Oui mais quand, cette fin cataclysmique ? Très bientôt, nous dit-on, sauf que la longueur de la vie d'une étoile n'est pas comparable à celle des hommes. Demain ? Dans 10 ans ? Dans 1000 ans ? Peut-être même que, à l'heure où l'on en parle, elle a déjà explosé puisque sa lumière met 8 000 ans à nous parvenir...

 

     Voir l'explosion d'une telle étoile (la phase initiale ne durant en fait que quelques minutes) puis son expansion en nova est un rêve d'astronome... peut-être sur le point de se réaliser puisqu'on construit actuellement au Chili un télescope, le LSST (Large Synoptic Survey Telescope) doté d'un miroir exceptionnel de 8,4 m et d'une caméra de 3 milliards de pixels. Il sera capable de scanner le ciel entier du Chili et on sait que plus il y a d'étoiles observées, plus on a de chances de tomber sur un phénomène astronomique... comme pourrait être celui de l'explosion d'Êta Carinae qu'il surveillera tout particulièrement.

 

 

Pour en savoir plus : http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-novas-et-supern…

 

 

 

 

 

 

 

LA NÉBULEUSE DE L'ŒIL DU CHAT

 

nébuleuse de l'oeil du chat

 

     Répertoriée sous le code NGC 6543, la nébuleuse de l'œil du chat est une des plus célèbres nébuleuses planétaires de l'astronomie. Nébuleuse planétaire ? Elles n'ont en réalité rien à voir avec les planètes : l'appellation date du temps où, les instruments d'observation étant moins performants, les scientifiques pensaient qu'il s'agissait de planètes. Comme souvent, l'appellation impropre est restée.

 

     Une nébuleuse planétaire est la résultante de la fin de vie d'étoiles comme notre Soleil. Lorsque l'étoile a fini de consommer son hydrogène, les forces de gravitation l'emportent alors et l'hélium initialement produit devient de l'oxygène, du carbone, etc. Bilan : l'étoile gonfle pour devenir une géante rouge alors que son cœur se transforme en naine blanche. C'est cette expansion de matière dans l'espace qui donne naissance aux nébuleuses planétaires, une enveloppe qui finira par se dissoudre dans le vide en quelques dizaines de milliers d'années...

 

     La nébuleuse de l'œil du chat est situé à environ 3300 années-lumière, du côté de la constellation du Dragon et elle est âgée d'environ 1000 ans. Elle correspond à la fin de vie d'une étoile de taille solaire (appartenant probablement à un système binaire) et est composée de plusieurs enveloppes de matière se rapportant à des événements antérieurs de l'étoile estimés par les spécialistes à plusieurs dizaines de milliers d'années.

 

     Notre Soleil finira ainsi par une nébuleuse planétaire lors de sa transformation finale en géante rouge tandis que son cœur sera transformé en naine blanche, un corps brûlant hyperdense qui mettra des milliards d'années à s'éteindre pour ne plus devenir qu'une boule de cendres, une naine noire. Cette fin est inéluctable mais qu'on se rassure : elle ne devrait pas survenir avant environ cinq milliards d'années... (voir l'article qui suit)

 

Images : la nébuleuse de l'œil du chat
Crédits photo :
cidehom.com)

 

 

 

 

 

LA MORT DU SYSTÈME SOLAIRE

 

     Notre étoile étant à la moitié de sa vie, elle brillera encore durant 4,5 milliards d’années environ jusqu’à avoir épuisé tout son carburant d’hydrogène, un temps où les Hommes auront depuis longtemps disparu. Le Soleil se transformera alors en géante rouge qui enverra son enveloppe externe dans l’espace sous la forme d’une nébuleuse planétaire tandis que son cœur devenu hyperdense évoluera en naine blanche.

 

     Cette naine blanche anéantira les quelques planètes ayant échappé à la phase «

naine blanche détruisant son système planétaire (vue d'artiste)

géante rouge » et on ne sait pas vraiment si la Terre, de toute façon carbonisée, existera encore pour être détruite par elle. Ces événements sont du domaine d’un lointain avenir mais la NASA a pu récemment observer une situation identique grâce à son télescope spatial Kepler.

 

     L’observation a concerné la naine blanche WD 1145_1017 située à 570 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Vierge. Kepler a mis en évidence une fluctuation régulière de luminosité autour de la naine ce qui traduit la présence d’un corps céleste tournant autour d’elle, à savoir une planète. Plus encore, cette planète laisse derrière elle une trainée de matière qui signe sa destruction progressive. Peu à peu, la naine blanche « arrache » la matière de sa planète avant de la désintégrer dans son cœur.

 

     Devenue solitaire, la naine blanche se refroidira et baissera d’intensité lumineuse durant des centaines de millions d’années avant de terminer son existence en naine noire et rejoindre l’anonymat du grand cimetière stellaire.

 

 

Pour en savoir plus : sur le blog de céphéides : mort du système solaire(http://cepheides.fr/article-16939405.html)

Image : vue d’artiste de la naine blanche WD 1145_1017 et de sa planète (sources : http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/

 

 

 

 

 

LES CÉPHÉIDES, DES PHARES DANS L'ESPACE

 

Henrietta Swan LEAVITT (1868-1921)

 

     Une céphéide (la première à être repérée le fut dans la constellation de Céphée, d'où le nom) est une étoile très spéciale car sa luminosité varie de façon cyclique : elle pulse. Du coup, en calculant le temps que mettent les ondes lumineuses à la parcourir, on peut calculer sa luminosité réelle et la comparer avec la luminosité apparente de l'étoile vue de la Terre : on peut alors connaître la distance à laquelle la céphéide se situe...

 

     Cela n'a l'air de rien mais c'est grâce à ces étoiles qu'on a compris la taille immense de l'Univers et l'existence de galaxies en dehors de notre Voie lactée. Sans elles, l'Univers serait probablement resté longtemps incompréhensible !

 

     Cette découverte capitale - une des plus importantes du vingtième siècle - on la doit à une astronome américaine du nom de Henrietta Leavitt qui comprit l'intérêt de ces étoiles dans les années 1920 et émit une loi les régissant. Vous ne connaissez pas son nom ? Normal, elle ne fut jamais récompensée : en ces années plutôt masculines, ce sont ses "directeurs d'étude" qui en eurent tout le crédit. Et pourtant, c'est grâce à elle que, quelques années plus tard, Hubble put mettre en évidence l'expansion de l'Univers et formuler sa célèbre loi.

 

     Conscients de l'injustice, le comité du prix Nobel se mit enfin en quête de l'astronome américaine mais, les années ayant passé, elle était décédée et on sait qu'un Prix Nobel ne peut être remis à un lauréat que de son vivant...

 

     En astronomie, on parle de la "loi de Hubble", du "diagramme de Hertzprung-Russel", de la "masse de Chandrasekhar" mais seulement de la loi "période-luminosité" pour les céphéides. Comment faire pour que cette loi devienne la loi de Leavitt ? Ce ne serait pourtant que justice que d'associer le nom de ce merveilleux esprit à sa découverte, une des plus importantes de l'astronomie moderne...

 

 

Pour en savoir plus, cliquer ici : http://cepheides.fr/article-16821635.html

Photo : Henrietta Swan Leavitt (1868-1921)
Crédits :
womanastronomer.com

 

 

 

 

 

 

POUPONNIÈRE D'ÉTOILES ET VENT STELLAIRE

 

     La pouponnière stellaire d'Orion, située à environ 1500 années-lumière de nous, renferme un bon millier de jeunes étoiles illuminées par un groupe voisin d'étoiles massives et flamboyantes appelé le Trapèze.

 

     Une de ces étoiles est la jeune LL Orionis, une étoile variable en pleine formation qui engendre un vent stellaire très puissant (bien plus puissant que celui du Soleil, étoile arrivée depuis longtemps à maturité).

 

 

 

     La pouponnière d'Orion est une nébuleuse, c'est à dire un conglomérat de gaz divers dont l'échauffement par les forces de gravitation provoque justement des flambées de nouvelles étoiles. Ces gaz se déplacent lentement contrairement au vent provoqué par LL Orionis : c'est la raison pour laquelle un front se crée lorsque ce dernier heurte de plein fouet les gaz nébulaires. Sur la photo ci-dessus prise par le télescope spatial Hubble en 1995, on distingue une sorte de boule entourant LL Orionis tandis que sur la droite on peut apercevoir les gaz provenant du groupe de Trapèze (en dehors de la photo) : on pourrait croire l'étrave d'un bateau avançant dans l'eau... sur une demi-année-lumière.

 

     De tels phénomènes sont fréquents dans cet endroit et se répètent à chaque fois qu'une nouvelle étoile se heurte aux gaz nébulaires, comme on peut le voir également en haut et à droite de la photo.

 

 

Pour en savoir plus sur le blog : la voie lactée (http://cepheides.fr/…/02/de-l-astronomie-la-voie-lactee.html)

Image : Hubble Heritage Team (AURA / STScI), C. R. O'Dell(Vanderbilt U.), NASA

 

 

 

 

 

LES PILIERS DE LA CRÉATION

 

 

     Parmi les nébuleuses, une des plus célèbres est un fragment de la nébuleuse de l’Aigle, appelé « les piliers de la Création » : on peut en voir l’image ci-dessus telle que prise par le télescope spatial Hubble en 1995.

 

     Situé à environ 7000 années-lumière de nous, il s’agit d’un assemblage très dense de poussières et d’hydrogène moléculaire. Si dense, même, qu’on y devine l’apparition d’une probable nouvelle étoile par contraction gravitationnelle des masses de gaz dans le piler central. Les « piliers » sont immenses puisque le plus important d’entre eux mesure environ quatre années-lumière, soit 6400 fois la distance qui sépare le Soleil de Pluton (ou la distance entre le Soleil et sa plus proche voisine, Proxima du Centaure), tandis que leur masse totale est estimée à 200 fois celle de notre étoile.

 

     Les scientifiques estiment qu’il faudra environ trois millions d’années pour que toute cette matière se disperse après avoir donné naissance à de nombreuses étoiles. Trois millions d’années, c’est un battement de cil à l’échelle de l’Univers mais une durée immense pour les humains que nous sommes (il y a 3 millions d’années, Homo sapiens était loin d’exister dans un monde livré aux seul hominidés préhumains). Sauf que…

 

     ...Sauf que, suite à une observation dans le domaine infrarouge, en 2007, par le télescope spatial Spitzer, certains scientifiques se demandent si les piliers n’ont pas été détruits par l’onde de choc d’une supernova ayant explosé il y a 6000 ans ! Malheureusement, la nébuleuse étant située à 7000 années-lumière, il faudra encore attendre 1000 ans avant d’avoir la réponse…

 


Pour en savoir plus, sur le blog : distances et durées des âges géologiques (http://cepheides.fr/article-32963219.html)

Image : les piliers de la Création
Sources : www.esa.int

 

 

 

 

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