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28 mai 2019 2 28 /05 /mai /2019 17:35

 

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Europe, satellite de Jupiter

 

 

 

     De tout temps l’Homme s’est demandé s’il pouvait exister des formes de vie autres que celles se trouvant sur Terre. Les exoplanètes découvertes à ce jour par milliers étant encore impossibles à étudier, les regards se tournent forcément vers  les planètes de notre propre système solaire. Un système qu’on commence à mieux comprendre grâce aux sondes et autres engins d’exploration à présent nombreux à avoir été lancés. Concernant la possibilité d’abriter une certaine forme de vie, si l’on excepte la planète Mars qui fait l’objet d’études approfondies depuis plusieurs années par des rovers spécialisés qui l’explorent patiemment, deux planètes semblent émerger du lot, chacune pour des raisons bien différentes. Ces deux astres sont des satellites de nos géantes gazeuses : Europe qui tourne autour de Jupiter et Titan qui gravite du côté des anneaux de Saturne. Des sondes sont allées il y a quelques temps à la rencontre de ces deux terres lointaines. Aujourd’hui, il est possible de dresser un premier bilan des données récoltées.

 

 

Europe et son énigme de glace

 

     Par la taille Europe est la quatrième lune de Jupiter et la sixième du système solaire. Satellite de Jupiter ? Cela veut dire qu’elle est loin du Soleil et par voie de conséquence froide, très froide. Sa température de surface est estimée à moins 150°C. Elle se trouve en dehors de la zone dite « habitable » du système solaire (voir le sujet « vie extraterrestre). En effet, les scientifiques estiment que pour qu’une vie puisse se développer, un élément totalement indispensable est la présence d’eau à l’état liquide. Alors, pourquoi Europe, cet enfer gelé ?

 

     Ce sont tout d’abord les sondes Voyager 1 et 2 (1979) et surtout la sonde Galileo (1995-2003) qui nous ont donné un certain nombre d’informations sur ce monde éloigné. Europe est une sphère presque parfaite de 3121 km de diamètre

Europe et sa surface gelée

intégralement recouverte de glace. Seuls quelques zones fracturées peu profondes et quelques blocs gelés viennent déranger un relief particulièrement plat. Remarque importante : les cratères d’impact y sont rares ce qui traduit le fait que la surface de la planète est jeune et géologiquement active. Alors ? Eh bien ce qui intéresse les scientifiques se situe sous cette banquise : la présence quasi-certaine d’un très profond océan. La variabilité du champ magnétique et un certain découplage de la surface de la glace par rapport au reste de la petite planète sont en effet évocateur d’une grande étendue d’eau salée sur une épaisseur d’environ 100 km, une quantité d’eau plus de deux fois supérieure au volume qui recouvre la Terre entière. Compte-tenu de la présence proche de la géante Jupiter et de ses lunes Ganymède et Callisto, les marées gravitationnelles générées semblent suffisantes pour liquéfier cette eau sauf en surface, bien sûr où la température est vraiment trop basse.

 

     De l’eau, donc, susceptible d’abriter des formes de vies complètement inimaginables. Si loin du Soleil et en profondeur ? Dans l’obscurité totale ? Il y a encore quelques années, cette idée aurait paru saugrenue mais la découverte des « fumeurs noirs » et de leur petit univers vivant dans les abysses des océans terrestres a apporté la preuve que la Vie pouvait parfaitement se développer en dehors de tout apport de lumière.

 

      Si les sondes et engins automatisés envoyés sur Europe arrivaient à découvrir en surface quelques traces évocatrices de vie, il resterait un fantastique défi : percer la banquise dont l’épaisseur est estimée entre 30 et 50 km pour atteindre l’eau liquide. Ce n’est pas une mince affaire : pour le moment, le record de forage sur Terre appartient toujours aux soviétiques qui, dans les années 70, atteignirent 12 km de profondeur dans la péninsule de Kola, au nord de la Russie occidentale. Un forage effectué avec une débauche d’installations diverses dirigées par une foule d’ingénieurs et de techniciens : ce forage dura des années avant d’obtenir un résultat… Alors, à 500 millions de km de la Terre, avec un matériel forcément réduit et monitoré par des robots, on peut, compte-tenu de nos moyens actuels, se poser la question de la faisabilité. Il n’empêche : ces projets qui paraissent un peu fous sont dans les cartons de bien des agences spatiales, à commencer par la NASA.

 

     Des engins sont actuellement en développement, comme le Valkyrie testé avec succès en Alaska et qui liquéfie la glace au fur et à mesure de sa progression grâce à un puissant laser. Une fois, le forage terminé ce qui, selon les spécialistes, pourrait prendre entre deux à trois ans, ce sera au tour de petits sous-marins d’aller explorer l’inconnu, ces outils venant se recharger directement sur la tête du robot de forage. Les spécialistes parient sur des opérations de ce genre dans, peut-être, un quart de siècle…

 

 

Titan, une Terre de méthane

 

     Titan gravite autour de Saturne et est sa plus grande lune. C’est une planète conséquente puisqu’elle est plus grosse que Mercure : 5151 km de diamètre à comparer à Mercure donc (4878 km), à la Lune (3474 km) ou à la Terre (12742 km).  Plus éloignée du Soleil, Titan est encore plus froide que Europe avec une température moyenne de moins 180° mais ce qui en fait un objet digne d’intérêt, c’est que la planète possède une authentique atmosphère, aussi épaisse (et même plus) que la Terre : c’est même le seul satellite connu à posséder une vraie atmosphère dense.

 

     Longtemps, Titan a été inabordable à une observation véritable car cette épaisse atmosphère empêchait de voir sa surface. Jusqu’à il y a une quinzaine d’années où commença le remarquable travail de l’expédition Cassini-Huygens associant une sonde mise en orbite autour de Saturne en 2004 (Cassini) et un atterrisseur sur Titan (Huygens). Pour la première fois, on a pu observer ce qui était dissimulé sous l’épaisse couche de nuages. Qu’a-t-on observé ?

 

    D’abord – première et importante révélation – l’atmosphère est ici plus importante et plus complexe que celle de la Terre et elle est composée essentiellement de diazote (98,4%), le reste se répartissant entre différents

Titan

hydrocarbures : méthane, éthane, etc. Dans le système solaire, seule la Terre a également une atmosphère dense riche en azote (78%). Tout comme sur Terre (le flux zonal), la circulation atmosphérique tourne d’ouest en est, suivant en cela la rotation de Titan.

 

      La surface de la planète est variée, alternant zones lisses et irrégulières dont certaines semblent être d’origine volcanique. On y trouve des collines et des crevasses voire des gouffres. Certains rochers montrent des signes d’érosion ce qui fait dire aux scientifiques que Titan et la Terre sont les seules planètes du système solaire à posséder en surface des étendues liquides. Toutefois, il existe une différence fondamentale entre les deux : sur Titan, les liquides sont des hydrocarbures essentiellement du méthane.

 

     La surface de ce satellite de Saturne est par ailleurs jeune puisqu’on y observe peu de cratères d’impact. Entre les montagnes des dunes sont orientées d’ouest en est ; elles sont formées par les vent, des vents probablement sous la dépendance des forces de marée de Saturne qui, ici, sont 400 fois plus intenses que celles provoquées par la Lune sur Terre.

 

     La question se pose donc : pourquoi les scientifiques pensent-ils que cette planète en apparence plutôt inhospitalière pourrait abriter une quelconque forme de vie ? Eh bien parce que ces conditions très spéciales rappellent fortement celles qui prévalurent sur Terre lors de son enfance, le froid intense en plus. On peut même dire que Titan ressemble à une Terre primitive, avant que les premiers êtres vivants ne commencent à y libérer de l’oxygène : on y trouve des vents, des nuages, des mers, des pluies (certes de méthane) et même des saisons…

 

      La mission Cassini, riche d’informations, a pris fin en 2017 lorsque les scientifiques utilisèrent les derniers grammes de carburant de la sonde pour la faire s’écraser sur Saturne de peur que, en se désagrégeant sur Titan, elle ne finisse par polluer son sol avec d’éventuelles bactéries terriennes.

 

sonde Cassini, détruite en 2017

 

     La NASA et l’ESA (l’agence européenne) s’intéressent beaucoup à cette planète si particulière. En premier lieu, il semble tout à fait intéressant d’étudier les océans de méthane de Titan afin d’y déceler d’éventuels éléments de chimie prébiotique. Évidemment, il nous est difficile de concevoir une forme de vie se développant dans le méthane mais, outre le fait que cela n’est pas complètement impossible, il existe aussi un autre intérêt : on soupçonne que, comme pour Europe, soient présents des océans d’eau liquide salée à 50 ou 100 km de profondeur (plusieurs mesures indirectes vont dans ce sens). Si cela était confirmé, on comprend l’enthousiasme de certains qui voient Titan comme un des meilleurs candidats à la fabrication de « briques du vivant » de tout le système solaire. Surtout si des volcans froids rejetant l’eau des profondeurs permettent à cette dernière de se mélanger au méthane, une possibilité évoquée par la mission Cassini… Les agences spatiales planchent actuellement, non seulement sur un projet d’orbiteur et d’atterrisseur mais également sur celui d’une Montgolfière susceptible de nous en apprendre plus sur l’écologie en surface de la planète et même sur un sous-marin destiné à explorer les océans de méthane (la NASA a déjà conçu un sous-marin spatial dans cette optique). Des projets dignes d’un roman de science-fiction ? Plus tout à fait a-t-on envie de dire.

 

 

D’autres candidats ?

 

     Parmi les planètes principales, seules Mars et Vénus auraient pu présenter certaines conditions à l’apparition d’une forme de vie. Pour Vénus, cependant, une fois mises en orbite quelques sondes d’observation, il fallut se rendre à l’évidence : la planète est particulièrement hostile. Qu’on en juge : une épaisse atmosphère l’entoure, composée principalement de CO2 parcourue de longs nuages de soufre et d’acide sulfurique et cette atmosphère épaisse joue un rôle d’effet de serre au point que la température en surface voisine les 450° C. De plus la pression atmosphérique y est infernale : environ 95 fois la pression atmosphérique terrestre ou, dit autrement, la pression que subirait un plongeur à près de 1000 m de profondeur océanique… On a peine à imaginer l’apparition d’une quelconque forme de vie dans cet enfer.

 

     Mars est différente. On verrait plutôt cette planète comme une Terre vieillie à outrance. En effet, si Mars a bien possédé une atmosphère par le passé, il y a quelques milliards d’années, sa faible pesanteur n’a pas pu la retenir, de même que

coucher de soleil sur Mars par le robot Curiosity

l’eau des océans de cette époque lointaine. Les robots explorateurs et les orbiteurs ont bien relevé la trace d’anciennes érosions très vraisemblablement marines ou fluviales mais c’était il y a très très longtemps de sorte que les scientifiques ont bien plus le souci de rechercher des traces d’une vie ancienne (si elle a eu le temps d’apparaître) que d’authentiques habitants actuels, fussent-ils des sortes de bactéries ultra-résistantes.

 

     Restent donc les satellites naturels des planètes géantes gazeuses. Nous avons évoqué Titan et Europe. Existerait-il d’autres candidats à la naissance de la Vie ?

 

     On peut raisonnablement éliminer les satellites de Neptune et d’Uranus, trop loin du Soleil. Concernant les trois autres « grands » satellites joviens en sus d’Europe (Io, Ganymède et Callisto) tous présentent d’épaisses couches de glace et des océans d’eau liquide en profondeur (Callisto possédant en sus une petite atmosphère d’azote) mais aucun ne semble aussi porteur d’espoir que Europe.

 

     Restent les satellites de Saturne : nous avons déjà évoqué Titan. Parmi les autres, l’un d’entre eux mérite une attention particulière : Encelade. Il s’agit d’un très petit satellite : 500 km de diamètre mais qui possède plusieurs

Encelade : geysers source de vie ?

caractéristiques intéressantes. Certes, la température y est particulièrement basse, environ moins 200° C mais sa surface présente peu de cratères d’impact, révélant donc une activité géologique récente. La sonde Cassini a visualisé des sortes de geysers soupçonnés d’être un mélange de gaz et d’eau et donc la présence, là-aussi, d’un océan sous la surface. Cassini a également mis en évidence la présence d’une épaisse couche de neige d’environ 100 mètres d’épaisseur ce qui sous-entendrait des chutes de neige s’étendant sur des dizaines de millions d’années. De ce fait, les geysers et la chaleur interne qui les produit existerait depuis longtemps… De plus, récemment, la NASA a expliqué avoir découvert sur le petit satellite des molécules d’hydrogène dans des échantillons de vapeur : eau liquide, chaleur, potentielles molécules organiques, voilà un tiercé qui laisse rêveur !

 

 

     L’espèce humaine aura l’occasion dans les années à venir – très certainement avant la fin de ce siècle - d’arpenter ces contrées lointaines que sont les satellites joviens ou saturniens. Avant, toutefois, grâce à la mise en service des super-télescopes actuellement en construction, nous en saurons bien plus sur un grand nombre d’exoplanètes et peut-être même y découvrirons-nous des traces de vie. Répétons-le une fois de plus : le nombre de planètes existant dans l’univers est si important que notre raison ne peut le concevoir : 150 milliards d’étoiles rien que pour la Voie lactée (et bien plus de planètes encore) et des milliards de galaxies comme la nôtre. Il est statistiquement impossible que la Vie – sous une forme ou sous une autre  - ne soit pas apparue ailleurs, même si elle devait rester en définitive rare. Impossible ! Le problème n’est finalement pas de la reconnaître mais d’échanger avec elle lorsqu’on sait les incommensurables distances qui nous séparent de la plus proche voisine du Soleil, une naine rouge par ailleurs peu propice à une vie telle que nous l’imaginons.

 

     Si au contraire la Vie n’est pas si rare, si elle s’édifie à partir de schémas simples et de constituants relativement faciles à fabriquer, alors nous avons une chance de la trouver, plus ou moins rudimentaire, dans notre système solaire, à portée de main, oserai-je dire. Dans ce cas de figure, les distances restent « humaines ». C’est tout l’intérêt des projets d’exploration par les agences spatiales des planètes spéciales que nous venons d’évoquer.

 

 

Sources

* Science & Vie (https://www.science-et-vie.com/)

* Cosmovisions (http://www.cosmovisions.com/index.html)

* Wikipédia France / USA/GB

* Planète Astronomie (https://www.planete-astronomie.eu/fr)

* encyclopaedia Britannica

 

Images

1. Europe (crédits :  universetoday.com)

2. Europe et sa surface gelée (crédits : NASA)

3. Titan (crédits : india.com)

4.  sonde Cassini (crédits :  sudouest.fr )

5. coucher de soleil sur Mars (crédits : NASA)

6. geysers sur Encelade : (crédits : NASA)

 

 

Mots-clés : exoplanètes - Jupiter - sonde Galileo - fumeurs noirs - Saturne - expédition Cassini-Huyghens

 

 

Sujets apparentés sur le blog

1. planètes extrasolaires

2. vie extraterrestre (1)

3. vie extraterrestre (2)

4. SETI, une quête des extraterrestres

 

 

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Mise à jour : 20 octobre 2020

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4 avril 2019 4 04 /04 /avril /2019 19:55

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

 

 

LE QUINTETTE DE STEPHAN (HCG 92)

 

Quintette de Stephan dans Pégase

 

 

   C'est l'astronome canadien Paul Hickson qui s'est tout spécialement intéressé aux groupes de galaxies dits "compacts", c'est à dire des galaxies suffisamment proches les unes des autres pour que les forces gravitationnelles bousculent chacune d'entre elles. Il en a décrit une centaine, regroupées sous l'acronyme HCG (Hickson Compact Group).

  

   Ces groupes offrent la particularité de montrer des galaxies bien particulières : véritables pépinières d'étoiles disposant d'énormes quantités de gaz diffus et possédant en leurs centres des noyaux actifs (trous noirs géants "avalant" la matière dans une débauche d'énergie et de lumière); on y trouve également une grande quantité de matière noire.

 

   Le plus célèbre de ces groupes est le HCG 92 surnommé le quintette de Stephan (en hommage à l'astronome français Édouard Stephan qui le découvrit en 1878). Dans le quintette, les forces de marée gravitationnelles bouleversent les structures originelles des galaxies en projetant d'immenses trainées et filaments d'étoiles sur des dizaines de milliers d'années-lumière alors qu'ailleurs on peut observer de gigantesques nuages de gaz et des tourbillons de matière. Les galaxies sont déformées, dilacérées et chaque "contact" provoque la création de millions d'étoiles nouvelles.

 

   À terme, il ne restera plus qu'une seule et unique galaxie.

 

pour en savoir plus : galaxies cannibales http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-galaxies-cannib…

 

Image : le quintette de Stephan (HCG 92)
Sources : science-et-vie.com

 

 

 

 

 

GALAXIE ÉTRANGE

 

 

   Il existe différentes sortes de galaxies (spirales, lenticulaires, elliptiques, etc.) mais la galaxie du Condor (NGC 6872), visible dans la photo ci-après, est bien particulière en ce sens qu’elle s’allonge sur près de 530 000 années-lumière (la Voie lactée n’en fait que 100 000) et c’est d’ailleurs la raison pour laquelle elle fut dénommée selon le rapace des Andes à l’envergure si spectaculaire. Quelle peut donc être la raison de cette anomalie ?

 

galaxie du Condor

 

   Située à 212 millions d’années-lumière du système solaire, dans la constellation du Paon (hémisphère austral), la galaxie du Condor est une spirale barrée, donc de structure plutôt classique. Sa forme est en réalité due au conflit qui l’oppose à la petite galaxie IC 4970 (qu’on peut voir juste au dessus d’elle et qui est 12 fois moins grosse) : les deux galaxies sont entrées en collision et ce sont les « effets de marée » provoqués par les forces de gravitation qui expliquent les images.

 

   Si on observe attentivement la photo, on s’aperçoit que le bras spiral de NGC 6872, (en haut, à gauche), est à dominante bleue ce qui veut dire qu’il est le siège de la naissance d’une foule immense de nouvelles étoiles, donc bleues, qui contrastent avec les étoiles bien plus anciennes, à dominante rouge, qui peuplent son centre galactique. Par rapport à ce noyau central, la formation de nouvelles étoiles est cinq fois plus élevée dans ce bras spiral nord-est (gauche de la photo).

 

   Bien entendu, les images que nous avons de cette galaxie datent de plus de deux cents millions d’années, un temps où sur Terre régnaient les grands sauriens. On peut parier que, depuis cette ancienne époque, bien d’autres étoiles se sont créées dans ces lieux troublés.

 

Pour en savoir plus, sur le blog : sujet «les galaxies» :
http://cepheides.fr/article-17726881.html

 

Image : la galaxie du Condor et sa petite compagne IC 4970
(sources : FORS Team, 8.2-meter VLT Antu, ESO)

 

 

 

 

 

 

LA GALAXIE DANS ERIDAN ET SA SUPERNOVA

 

galaxie spirale Eridan (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 un peu moins de la moitié 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 : novas et supernovas
 

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

 

 

 

 

 

 

 

ENCORE PLUS DE GALAXIES !

 

   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

 

 

 

 

 

 

UNE GALAXIE BIEN ÉTRANGE

 

 

   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-après, 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 ?

 

NGC 660

 

   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.

 


Pour en savoir plus sur notre propre galaxie, cliquer ici : http://cepheides.fr/…/02/de-l-astronomie-la-voie-lactee.html

 

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

 

 

 

 

 

CENTAURUS A, GALAXIE À NOYAU ACTIF

 

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galaxie Centaurus A / NGC 5128

 

    La galaxie à noyau actif la plus proche de nous est Centaurus A, située à 13,7 millions d'années-lumière. Mais ce type de galaxies, c'est quoi en réalité ? Eh bien, des galaxies dont les noyaux centraux sont particulièrement lumineux et, par voie de conséquence, le siège d'activités énergétiques intenses. Historiquement, on a classé ces galaxies spéciales en trois catégories : les radiogalaxies, les galaxies de Seyfert et les quasars. En réalité, on est à présent à peu près certain qu'il s'agit du même type d'objets vus sous des angles et à des stades différents... Elles représentent à peu près 5% de l’ensemble des galaxies.

 

   Mais revenons à Centaurus A. Également connue sous le nom de NGC 5128, elle a été découverte en 1847 par l'astronome anglais John Herschel (qui découvrit des milliers d'objets astronomiques). On pense qu'elle est le résultat de la fusion de deux galaxies plus petites d'où le salmigondis d'étoiles et de poussière qui la caractérise. On peut cependant distinguer son bulbe central riche en vieilles étoiles rouges tandis que le disque qui l'entoure est le siège de la formation de nombreuses nouvelles étoiles bleues éparpillées au fil des volutes de poussière sombre (plus de cent pouponnières d'étoiles ont été identifiées).

 

  Toutefois, au centre, des débris cosmiques divers sont engloutis par un gigantesque trou noir central d'un poids estimé à 1 milliard de fois celui du Soleil... expliquant le "noyau actif" de la galaxie… et les fantastiques émissions de rayons X, radio et gamma, tous phénomènes faisant partie des événements parmi les plus violents de l'Univers, comme le prouvent les jets de gaz qui vont bien au delà du disque galactique de Centaurus A.

 

 

Sur le blog, pour en savoir plus : les trous noirs (http://cepheides.fr/article-20474036.html)


Image Crédit & Copyright: Fabian Neyer (ASD de NASA / GSFC & Michigan Tech. U.)

 

 

 

 

 

GALAXIES RELIÉES

 

 

   Plus on regarde loin dans l'univers, plus on aperçoit de galaxies (photo ci-dessus de l'univers lointain par le télescope spatial Hubble). Il y en ainsi des milliards, chacune d'entre elles renfermant des centaines de milliards d'étoiles comme notre Soleil.

 

   Hubble a ici focalisé son attention sur un groupe galactique lointain, baptisé SDSS J1531 3414, dans la direction de la constellation de la Couronne boréale mais évidemment bien plus éloigné que les étoiles qui composent cette constellation et qui appartiennent, elles, à notre propre galaxie. En observant attentivement l'image, on voit deux points centraux qui sont deux galaxies elliptiques lointaines. Elles sont entourées de minces filaments bleutés qui sont en réalité les images de galaxies encore plus lointaines déformées par l'effet de loupe gravitationnelle dû à la courbure de l'espace.

  

   En revanche, le mince tortillon bleu qui les relie est un pont gravitationnel : leur attraction réciproque explique cet "effet de marée" et, de ce fait, cette puissante force de gravitation engendre la création intergalactique de millions de nouvelles étoiles expliquant l'aspect bleuté du filament. Ce pont, long d'environ 100 000 années-lumière, est composé d'amas d'étoiles distants chacun d'environ 3 000 années-lumière donnant l'impression d'un "chapelet de perles" tordu en "tire-bouchon" par les vents gravitationnels : les deux galaxies commencent en fait à échanger de la matière…

 

   Les astronomes s'intéressent tout particulièrement à ce type d'images, espérant avancer dans la compréhension de la formation des étoiles.

 

 

Sur le blog, pour en savoir plus : « galaxies cannibales » (http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-galaxies-cannib…)


Image Crédit : NASA, ESA, G. Tremblay (ESO) et al.;
 

 

 

 

 

 

LA PLUS LOINTAINE 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.

 

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galaxie Wolf-Lundmark-Melotte

 

   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 encore plus 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

 

 

 

 

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11 février 2019 1 11 /02 /février /2019 19:53
arbre phylogénétique du vivant

 

   Les origines de la vie sur Terre demeurent incertaines. Difficile de dire exactement où cette vie est apparue, ni quand. Notre bonne vieille Terre est âgée d’environ 4,5 milliards d’années, l’âge du système solaire, et c’est au bout d’environ 500 millions d’années qu’il semble que soient apparues les premières cellules susceptibles de donner un être vivant. On sait que les plus anciens fossiles de micro-organismes sont âgés d’environ 3,5 milliards d’années, certaines études allant même jusqu’à affirmer qu’un âge de plus de 4 milliards d’années serait plus près de la réalité. Cette époque si lointaine, ces premiers 500 millions d’années, sont appelés l’hadéen (première partie du précambrien) par les scientifiques et c’est probablement vers la fin de cette phase qu’est apparu celui qui allait devenir l’ancêtre de tous les êtres ayant vécu et vivant encore sur Terre.

 

   Lorsqu’on observe attentivement une forêt tropicale, ou même un simple étang de nos régions tempérées, on est frappé par la diversité du vivant, par la profusion d’espèces qui, pour la plupart, partagent un écosystème sans jamais se rencontrer vraiment, cette possibilité n’étant donnée qu’aux couples prédateurs-proies. Tout ce monde grouillant de vie provient donc d’un même ancêtre et, au fil du temps (des centaines de millions d’années, si difficiles à comprendre pour nos cerveaux qui ont du mal à seulement intégrer quelques milliers d’années), la sélection naturelle, en fonction des changements de milieu, a progressivement modelé la Vie. L’immense majorité des espèces qui, à un moment ou à un autre, a peuplé notre planète, a, à présent, disparu, emportée par le hasard d’un élément contraire auquel elle n’a pas su ou pu s’adapter.

 

   L’homme est un des animaux survivants aujourd’hui mais son apparition sous sa forme actuelle ne s’est évidemment pas faite d’un seul coup. Tout au contraire, il aura fallu bien des évolutions, bien des formes intermédiaires et bien des hasards pour en arriver à la situation présente. Je me propose de revenir sur les principales étapes qui ont permis, depuis le premier ancêtre commun, à Homo sapiens d’être ce qu’il est. Les étapes retenues sont au nombre de treize et, à chacune d’entre elles, la branche qui conduira à Sapiens s’est séparée d’autres représentants du monde vivant que nous évoquerons succinctement.

 

 

 

Étape 1 : l’homme est un eucaryote (- 2 milliards d’années)

   

Eucaryote signifie « ceux qui possèdent un véritable noyau » par opposition aux procaryotes que sont bactéries et archées, autrefois nommées archéobactéries. Ces eucaryotes (mono ou multicellulaires) ont pour caractéristiques principales de posséder un noyau contenant de l’ADN, porteur des caractéristiques génétiques. Ils peuvent se diviser (mitose) et se reproduire (pour la grande majorité au moyen d’une reproduction sexuée). À ce titre, l’homme est un eucaryote, tout comme les champignons et les plantes.

 

 

 

Étape 2 : l’homme est un métazoaire (- 900 millions d’années)

 

   Le terme de métazoaire correspond aux animaux et, puisqu’il est l’un d’eux, l’homme est un organisme multicellulaire capable de se nourrir de constituants organiques préexistants (on parle alors d’hétérotrophie). Du coup, plantes et champignons sont ici exclus. Il est à noter qu’il aura fallu plus d’un milliard d’années pour voir apparaître ce type d’organismes, une période si longue qu’elle est impossible à concevoir réellement pour l’esprit humain.

 

 

 

Étape 3 : il est également un bilatérien (- 700 millions d’années)

 

   Comme la plupart des animaux, l’homme présente uns symétrie bilatérale, c’est-à-dire qu’il possède un côté droit et un côté gauche. C’est à ce stade que l’ancêtre de l’homme se sépare des animaux qui ne sont pas bilatériens comme les éponges et les méduses.

 

 

 

Étape 4 : … un vertébré (-600 millions d’années)

 

   100 millions d’années plus tard apparaissent les vertébrés. Ces animaux sont dotés d’un squelette osseux ou cartilagineux qui assure une certaine rigidité à leur organisme. Leur

autre forme de protection : hémithorax chitinisé (carapace)

colonne vertébrale est l’endroit où est protégé le système nerveux central. Il s’agit évidemment d’une évolution majeure, résolue différemment par d’autres bilatériens comme les arthropodes (insectes, arachnides, crustacés) qui possèdent une carapace, les mollusques affublés quant à eux d’une coquille ou bien restent dépourvus de parties dures comme les vers. Il est à noter que les arthropodes sont de loin ceux qui possèdent le plus d’espèces et d’individus dans le monde du vivant : à titre d’exemple, les insectes sont approximativement au nombre de 1019 soit 10 milliards de milliards…

 

 

 

Étape 5 : … un tétrapode (-350 millions d’années)

 

   Il y a 350 millions d’années environ (une époque appelée le dévonien), une nouvelle différenciation va voir le jour avec l’apparition d’individus dotés de quatre membres par opposition aux poissons (pourtant vertébrés comme eux) dont ils se différencient. Font également partie de cette superclasse tétrapode : les reptiles, les dinosaures et les oiseaux. Ces tétrapodes ont une particularité : ils utilisent souvent une respiration pulmonaire qui est la conséquence (ou l’origine) de leur passage depuis la mer à la terre ferme, une des colonisations du vivant parmi les plus importantes de son histoire.

 

 

 

Étape 6 : … un amniote (- 310 millions d’années)

 

   Quelques millions d’années encore et la sélection naturelle va permettre le choix d’un avantage sélectif très important : la protection de l’embryon, futur être vivant à naître. Jusque là, il était pondu dans l’eau, milieu évidemment à risques. Dorénavant, une nouvelle enveloppe – utérus ou coquille – va le protéger du monde extérieur bien qu’il se développe toujours en milieu aqueux.

 

   Les amniotes sont des tétrapodes qui, grâce à cet acquis essentiel, peuvent réellement s’émanciper du milieu aquatique à la différence, par exemple, des grenouilles qui continuent à pondre dans l’eau. Différents groupes d’amniotes coexistent mais ce sont les dinosaures qui vont bénéficier d’une radiation évolutive, c’est-à-dire d’une évolution rapide et dominante à partir d’un ancêtre commun conduisant à un foisonnement d’espèces différentes sur l’ensemble du globe.

 

 

 

Étape 7 : … un mammifère (- 100 millions d’années)

 

   L’Homme fait partie des mammifères mais, à cette époque lointaine, ceux-ci vivent chichement : en raison de la domination sans partage des grands sauriens, ils sont

les mammifères dominèrent le monde... après les dinosaures

réduits à la portion congrue, sortes de petits rats insectivores essentiellement nocturnes : leur explosion radiative surviendra plus tard. Ils possèdent un certain nombre de caractéristiques qui leur seront très utiles par la suite : un système nerveux central, notamment encéphalique, relativement développé par comparaison avec les autres groupes, une température interne constante, énorme avantage lors des changements météorologiques (ensoleillement), un cœur possédant quatre cavités ce qui permet de mieux réguler l’oxygénation de l’organisme et leurs femelles ont des mamelles (d’où leur nom).

 

 

 

Étape 8 : … un euthérien (- 74 millions d’années)

 

   Les mammifères se divisent eux-aussi en sous-groupes, notamment celui des mammifères thériens qui regroupe les mammifères placentaires (auquel appartient l’Homme) et les mammifères marsupiaux, par opposition aux monotrèmes comme l’ornithorynque (mammifère pondant des œufs). Est appelé euthérien le groupe des mammifères placentaires qui protègent leur descendance jusqu’au stade de juvénile tandis que les marsupiaux (ou métathériens) ont des petits qui naissent bien plus tôt (au stade de larves dont le développement reste à faire en dehors du corps de la mère ce qui est moins protecteur). Dans un sujet déjà évoqué, nous avions d’ailleurs vu que, à chaque fois que les mammifères placentaires et marsupiaux se sont affrontés pour la possession d’un territoire, ce sont les placentaires qui ont pris le dessus, éliminant leurs rivaux assez rapidement. A l’exception notable du continent australien qui ne fut jamais (du moins jusqu’à très récemment) colonisé par les placentaires.

 

 

Étape 9 : … un primate (- 30 millions d’années)

 

   Les primates (de « premier ») forment un groupe au sein des mammifères placentaires. Il regroupe les petits singes, les lémuriens et les grands anthropoïdes dont certains donneront homo sapiens. Au début, ces primates étaient essentiellement arboricoles avant de recourir à la bipédie. Un primate est un plantigrade en ce sens qu’il marche sur la plante (toute la plante) des pieds et qu’il possède un pouce opposable. Son cerveau est développé et on cherche encore à savoir dans quelle proportion ce développement est à mettre au compte de la bipédie qui aurait libéré ses bras et notamment ses mains. Les lieux de prédilection des primates sont les régions tropicales ou subtropicales (seul l’homme moderne arrivera à coloniser tous les continents mais ce sera bien plus tard). Certains caractères leur sont propres comme le développement de la vision stéréoscopique et, pour certains, trichromatique (avec trois couleurs de base) au détriment de l’odorat qui est pourtant le système sensoriel dominant chez les mammifères.

 

   Les primates présentent également un dimorphisme sexuel ce qui veut dire que mâles et

dimorphisme sexuel chez le hurleur noir (mâle au centre)

femelles diffèrent par la corpulence, la taille des canines voire la coloration mais le trait essentiel de ces animaux, c’est la présence d’un plus gros cerveau comparativement à celui des autres mammifères. Signalons enfin, un trait qui a son importance : le développement des primates est plus lent que celui des autres mammifères ce qui sous-entend qu’ils seront matures plus tard (handicap ?) mais avec comme compensation une durée plus longue de vie.

 

 

 

Étape 10 : … un hominoïde (- 20 millions d’années)

 

   Les premiers singes africains datent d’environ 40 millions d’années contre 45 pour les plus anciens connus découverts en Chine. Il est encore difficile de comprendre dans quel sens est survenue cette migration. Ce n’est que plus tard que ces singes coloniseront les Amériques. Il y a 35 millions d’années, à la limite éocène-oligocène, une importante chute des températures se produit (environ 5 à 6° sur une durée de 500 000  ans ce qui est rapide à l’échelle de l’histoire de la Terre). Surnommée « la grande coupure » ce changement relativement brutal survient alors que la période précédente - qui avait duré plus de 25 millions d’années - avait été une des périodes les plus chaudes de l’ère géologique Ce changement climatique a forcément des conséquences sur la faune et la flore bien que celles-ci soient difficiles à retracer exactement. Le refroidissement va durer une  dizaine de millions d’années avant qu’un climat plus favorable aux primates s’établisse, avec notamment l’émergence d’une nouvelle superfamille, les hominoïdes. C’est le nom qui est donné par les scientifiques à de grands singes se différenciant des autres singes par la perte de leur queue. Cette famille comprend les gibbons, les orangs-outans, les gorilles, les chimpanzés et les humains.

 

 

 

Étape 11 : … un hominoïdé (- 16 millions d’années)

 

   Hominoïdés : c’est ainsi que l’on nomme le groupe précédent une fois qu’en ont été retirés les gibbons il y a 16 millions d’années ; ceux-ci diffèrent notablement des autres grands singes par leur taille plus petite, leur mode de vie arboricole pur avec usage d’un mode de locomotion par balancement d’un arbre à l’autre (brachiation) et ce, grâce à leurs très longs bras.

 

 

Étape 12 : … un hominidé (- 9 millions d’années)

 

   Lors de cette étape, ce sont les orangs-outangs (pongidés) qui sont séparés de la lignée principale des grands singes anthropomorphes (et donc du genre homo). Ne restent que chimpanzés, bonobos, gorilles et humains (au sens large du terme = homo). Durant très longtemps, les scientifiques influencés par leur époque ont cherché à séparer les grands singes anthropomorphes et l’Homme : pour des raisons philosophiques et religieuses, il ne paraissait alors pas possible de considérer l’Homme comme un grand singe dont le cerveau était simplement un peu plus développé que celui des autres grands singes. Heureusement, ces préjugés sont aujourd’hui abandonnés.

 

   Tous les spécialistes ne sont pas encore d’accord pour exclure les orangs-outangs du groupe des hominidés mais une chose est certaine : l’homme est bien un hominidé.

 

 

 

Étape 13 : … un homininé (- 7 millions d’années)

 

   C’est la dernière grande séparation du genre humain avec des espèces réellement

arbre phylogénétique de homo sapiens

différentes, en l’occurrence, ici, les gorilles. Sous-famille de la famille des hominidés, les homininés comprennent parmi les espèces survivantes les chimpanzés et les bonobos. De nombreuses espèces disparues relèvent également de cette sous-famille comme les australopithèques, les paranthropes, les ardipithèques ainsi que des fossiles encore à classer (Toumaï, Orrorin). Et, bien sûr, toutes les familles d’homo dont une seule a survécu : sapiens. Suite à la disparition de Neandertal, des hommes de Denisova et de Florès et (avant eux homo habilis, erectus, etc.), c’est curieusement les chimpanzés et les bonobos qui, quoique cousins relativement éloignés, sont nos plus proches parents.

 

   Dans ce groupe des homininés, n’importe quel observateur peut s’apercevoir des importantes différences existant entre un chimpanzé et un homme. D’ailleurs, ce dernier pratique une bipédie exclusive et, en sus d’un langage compliqué lui permettant de bâtir des concepts abstraits, son cerveau lui a permis de disposer d’outils de plus en plus élaborés. Néanmoins, d’un point de vue purement génétique, homo sapiens partage plus de 98% de ses gènes avec le chimpanzé (et 99,4 % si l’on ne retient que les 97 gènes fonctionnels des deux espèces).

 

 

 

Un long cheminement

 

   Pour en arriver à l’homme d’aujourd’hui et à sa domination sans partage sur la planète, il aura fallu du temps, beaucoup de temps. D’un organisme formé de quelques cellules agissant en synergie, on est arrivé aujourd’hui à la coexistence d’individus infiniment plus compliqués. Cette complexification s’est faite sous l’influence de la sélection naturelle, c’est-à-dire par ajustements progressifs aux variations de milieu, ces dernières étant le fruit du hasard. Certaines espèces n’ont pas pu s’adapter, soit qu’elles n’en portaient pas en elles la possibilité, soit que les transformations de leur écosystème apparurent trop vite pour qu’elles puissent réagir. Chaque fois, cette disparition, puisqu’elle laissait un vide, a été comblée par l’arrivée d’une autre forme de vie, dans une sorte de ballet sans cesse renouvelé.

 

   Vers la fin de sa vie, Darwin qui avait durant tant d’années réfléchi à la question, était arrivé à la conclusion que l’évolution de la Vie quelle qu’en soit la forme était sur Terre la conséquence de hasards multiples : catastrophes naturelles, volcanisme, glaciations, etc. De ce fait il ne croyait pas au progrès (si en vogue à l’époque) et ne pensait pas que la complexification évoquée plus haut était synonyme d’amélioration. D’ailleurs, nombre de formes de vie du passé et aujourd’hui disparues étaient aussi complexes et élaborées que les formes vivant de nos jours (si ce n’est plus).

 

   Dans le même ordre d’idée, si l’apparition d’homo sapiens est essentiellement due au hasard, il ne saurait être question de le considérer comme un but évolutif (comme certains

chimpanzés, les plus proches parents de l'homme

ont, peut-être par un orgueil mal placé, trop souvent tendance à le croire). L’homme moderne n’étant certainement pas un achèvement, d’autres étapes sont susceptibles d’intervenir avec l’apparition de formes de vie mieux adaptées aux changements de milieu (ceux-ci étant cette fois peut-être induits par le seul homo sapiens).

 

   Ces modifications majeures de notre cadre de vie commun – la Terre et ses ressources épuisables – se font malheureusement à la vitesse de l’éclair, sans que les espèces peuplant notre monde n’aient probablement le temps biologique nécessaire pour s’adapter. Nous évoquions un peu plus haut les conséquences considérables de la perte de 5°C en 500 000 ans à la fin de l’éocène, il y a 35 millions d’années, et voilà que certains scientifiques évoquent l’augmentation actuelle de 3°C en … cinquante ans ! Les chiffres sont sans appel.

 

   La sixième grande extinction de masse des formes vivantes n’a-t-elle pas déjà commencé ?

 

 

 

Sources

* encyclopaedia Britannica

* hominides.com (https://www.hominides.com/index.php)

* Science & Vie (https://www.science-et-vie.com/)

* Cosmovisions (http://www.cosmovisions.com/index.html)

* Wikipédia France / USA

 

Images

1. arbre général (sources : sites.google.com)

2. cellule eucaryote (sources :  ebiologie.fr)

3. carapace mygale (sources : pixabay.com)

4. mammifères (sources : pxhere.com)

5. dimorphisme sexuel chez le singe hurleur noir (sources : topito.com)

6arbre phylogénétique sapiens (sources : intra-science.anaisequey.com)

 

 

Mots-clés : sélection naturelle - ADN - arthropodes

 

 

Sujets apparentés sur le blog

1. les extinctions de masse

2. placentaires et marsupiaux, successeurs des dinosaures

3. spéciations et évolution des espèces

4. la sélection naturelle

5. le dernier ancêtre commun

6. la bipédie, condition de l'intelligence ?

 

 

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Mise à jour : 20 octobre 2020

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20 décembre 2018 4 20 /12 /décembre /2018 18:51

 

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

 

 

BÉTELGEUSE VUE DE PRÈS

 

comparaison de taille Bételgeuse/Soleil

 

   Les premiers astronomes instrumentalistes faisaient la différence entre planètes et étoiles parce que ces dernières, quel que soit l’outil utilisé, restaient toujours des point lumineux invariables (tandis que les planètes affichaient leurs formes et particularités).

 

   Cette vérité est aujourd’hui battue en brèche pour la première fois dans l’histoire de l’Humanité : en effet, le grand télescope VLT (diamètre de 8 m) situé au Chili a pu visualiser la surface d’une étoile, en l’occurrence Bételgeuse.

 

   Cette supergéante rouge en fin de vie est 15 fois plus massive, mille fois plus grande, 100 000 fois plus lumineuse que le Soleil dont elle consomme, à la fin de son existence, l’équivalent de la masse en seulement 10 000 ans ! Appartenant à la constellation d’Orion, elle est située à 430 années-lumière de la Terre et est la neuvième étoile du ciel par son éclat. Jusqu’à présent, pourtant, impossible d’en savoir beaucoup plus…

 

   Toutefois les progrès de l’astronomie instrumentale sont constants : bien sûr, distinguer le globe stellaire de Bételgeuse n’est pas facile puisque cela correspond à visualiser la surface d’une pièce de 1 euro située à 100 km ! Mais, grâce à une nouvelle génération d’optique adaptative permettant de corriger en temps réel les perturbations de l’atmosphère terrestre, eh bien, on a pu voir Bételgeuse de plus près : une tâche orangée, irrégulière, dotée d’une immense bulle qui bouillonne à sa surface et entourée de panaches de gaz aussi grands que le système solaire. Première surface stellaire autre que le Soleil jamais distinguée par les yeux de l’Homme…

 

   Cette avancée technologique va permettre aux scientifiques d’observer directement ces étoiles en fin de vie et de mieux comprendre comment, en explosant, elles fertilisent le milieu interstellaire.

 

Image : phoenixsic.wordpress.com

 

 

 

 

 

LA QUÊTE DES TROUS NOIRS SE PRÉCISE

 

   Depuis qu'ils ont été décrits, on n'a jamais (et pour cause) pu voir un trou noir puisque, par définition, il "avale" tout ce qui l'entoure... jusqu'à la lumière qui ne peut plus en ressortir. Il faut donc se contenter de signes indirects et, chaque fois qu'on en trouve, on avance un peu plus dans la connaissance de ce phénomène, décrit, rappelons-le, par Einstein dans sa théorie de la Relativité générale (phénomène dont on a longtemps douté).

 

dessin d'artiste du trou noir V 404 Cygni

 

   Pas très loin d'ici (8000 années-lumière quand même), dans une zone très riche en étoiles , du côté de la constellation du Cygne, il existe un système binaire (c’est-à-dire deux étoiles tournant autour l'une de l'autre) nommé V404 Cygni. Or ce système est très intéressant car on y soupçonne depuis longtemps l'existence d'un trou noir dit "stellaire" (de la taille d'une étoile, par opposition aux trous noirs géants centraux des galaxies).

 

   Ce n'est pas la première fois que ce système binaire fait parler de lui puisqu'on retrouve ses "coups d'éclat" en 1938, 1956 et 1989. C'est d'ailleurs à cette dernière date qu'on comprend que le plus petit des deux astres est deux fois moins massif que notre Soleil tandis que son compagnon invisible est 12 fois plus massif ce qui permet d'être certain qu’il ne s'agit ni d'une étoile à neutrons, ni d'une naine blanche...

 

   Il y a quelques mois, en juin 2015, V404 Cygni a refait parler de lui et cette fois, on est sûr : il s'agit bien d'un trou noir qui engloutit par à-coups la matière de sa compagne, matière arrachée à elle et accumulée autour de lui durant les années précédentes. Bien entendu, compte tenu de la distance, les événements qu'on voit aujourd'hui se sont déroulés il y a 8000 ans, le temps que la lumière de ce lointain (au plan stellaire) et pourtant proche (au plan galactique) objet double nous parvienne.

 

   V404 Cygni est actuellement le lieu de « turbulences» si intenses que, selon des scientifiques japonais, les signes indirects de l'existence de son trou noir pourraient être bientôt observables… par un simple télescope d’amateur… Et ça, ce serait vraiment une première !

 

   Pour en savoir plus, se reporter au sujet « trous noirs » ici : http://cepheides.fr/article-20474036.html

   Image : dessin d'artiste de V404 Cygni (sources : eurekalert.org )

 

 

 

 

LA PLUS BRILLANTE DES SUPERNOVAS

 

   Chaque deux ou trois jours, un système de télescopes basé au Chili scrute le ciel, notamment à la recherche de phénomènes extrêmes. C'est en juin dernier que ces télescopes ont repéré une supernova d'une puissance extraordinaire, certainement la plus lumineuse jamais observée...

 

   Située à 3,8 milliards d'années-lumière, la supernova baptisée ASAS-SN-15lh, lors de son point culminant, brillait vingt fois plus que l'ensemble des 200 milliards d'étoiles composant notre Voie lactée. Du jamais vu !

 

   Les astronomes évoquent alors ce qu'ils appellent une "hypernova" qui est le stade ultime de la mort d'une étoile géante (plus de 40 fois la taille du Soleil) et qui fait se transformer un tel monstre cosmique directement en trou noir.

 

hypernova (dessin d'artiste)

 

   L'observation, néanmoins, ne colle pas tout à fait avec le modèle (théorique) d'une hypernova. En effet, ces dernières s'observent en principe dans des galaxies naines lointaines (donc très anciennes) où se forment des myriades de nouvelles étoiles. Ici, rien de tel puisque ce cataclysme cosmique s'est déroulé dans une galaxie géante où les nouvelles étoiles sont relativement rares. Comment expliquer alors un tel phénomène ? Certains scientifiques évoquent le cas d'une étoile mourante qui, une fois consommé ses ressources thermonucléaires, se serait transformée en magnétar, c'est à dire une étoile à neutrons dont le champ magnétique est extrême, expliquant donc cette extraordinaire brillance.

 

   En fait, les scientifiques sont perplexes et s'interrogent volontiers sur cette étrange supernova. On attend à présent les observations du télescope spatial Hubble qui, peut-être, nous en apprendra plus. Une chose en tout cas est sûre : une telle puissance est certainement capable de détruire toute trace de vie organique sur des milliers d'années-lumière à la ronde. On est certainement heureux qu'un tel monstre n'ait pas fini sa vie dans notre propre galaxie...

 

Pour en savoir plus : novas et supernovas ici : http://cepheides.fr/article-de-l-astronomie-novas-et-supernovas-67330899.html

Image : dessin d'artiste d'une hypernova (sources : telegraph.co.uk)

 

 

 

PLANÈTE LOINTAINE

 

Jupiter, la plus grosse planète du système solaire

 

   2MASS J2126 est le nom d'une planète errante. En effet, depuis sa découverte, les scientifiques la considéraient comme une planète "flottante", c'est à dire orpheline et solitaire car n'appartenant à aucun système stellaire. Mais à force d'observer cette planète géante qui fait approximativement 15 fois la masse de Jupiter, la plus grande planète de notre système solaire, eh bien, les scientifiques ont fini par la rattacher à une étoile...

 

   2MASS J2126 fait donc bien partie d'un système stellaire sauf qu'il s'agit du plus large jamais découvert : la planète se trouve en effet à... un million de millions de kilomètres de son étoile, soit environ 7000 fois la distance qui sépare la Terre du Soleil ! On peut dire ça autrement : la distance gigantesque qui sépare les deux objets fait que, sur la planète lointaine, l'année dure environ 900 000 ans, le temps pour la planète de boucler un tour complet autour de son étoile...

 

   Si une forme de vie existait sur 2MASS J2126 (ce qui est peu probable puisqu'il s'agit d'une géante gazeuse), ses habitants ne pourraient pas savoir quel est leur soleil puisque, leur étoile étant si éloignée, elle se confondrait avec les autres... On se demande vraiment comment un tel système a pu se constituer et, surtout, comment il a pu perdurer...

 

Image : notre planète géante Jupiter est 15 fois plus petite que 2MASS J2126 (sources : astro-rennes.com)

 

 

 

 

LA NÉBULEUSE DE LA CARÈNE

 

nébuleuse de la Carène

 

 

   Une nébuleuse est un objet astronomique composé de gaz et de poussière qui peut parfois prendre des aspects étranges. Bien entendu, ces objets sont internes à la Voie lactée. Toutefois, avant que Edwin Hubble ne démontre que notre galaxie était entourée par des milliards d'autres galaxies, on pensait ces dernières intérieures à la Voie lactée et, taches pâles de nature inconnue, on les nommait aussi nébuleuses ("la grande nébuleuse d'Andromède" par exemple). Donc, ne pas confondre...

 

   La nébuleuse de la Carène est une des plus grandes nébuleuses visibles depuis la Terre mais seulement depuis son hémisphère sud (ce qui explique qu'elle soit moins connue que, par exemple, la nébuleuse d'Orion). Elle est le jeu d'une "lutte" entre poussière et étoiles puisque que c'est à partir de cette poussière que naissent les astres. Du coup, les bébés étoiles provoquent la dispersion des cocons de poussière où ils sont nés. On peut ainsi voir au télescope d'immenses piliers ou pics qui donnent l'impression d'être des roches solides. En réalité, ces constructions sont encore plus légères que l'air que nous respirons et leur densité est infime. Peu à peu, ces océans de poussière et de gaz seront détruits par les nouvelles étoiles qui s'en serviront pour se construire...

 

   L'image des piliers de la Carène qu'on peut voir ci-après a été prise par le télescope spatial Hubble et elle représente une largeur de trois années-lumière alors que les piliers eux-mêmes sont situés à 7 500 années-lumière du Soleil.

 

   Image : piliers de poussière dans la nébuleuse de la Carène
   Crédit photo : Hubble Legacy Archive, ESA, NASA

 

 

 

 

UNE ÉTOILE DESTRUCTRICE

 

système stellaire WD 11451017 (vue d'artiste)

 

 

   Encore un exploit du télescope spatial Kepler de la NASA ! Cette fois, son objectif était calé sur une naine blanche, WD 11451017, située à 570 années-lumière de nous, dans la constellation de la Vierge.

 

   Rappelons qu'une naine blanche est le stade ultime de l'évolution d'une étoile de type solaire quand celle-ci a épuisé tout son combustible, en l’occurrence son hydrogène. Après avoir enflé jusqu'à devenir une géante rouge, l'étoile se rétracte sous la forme minuscule d'une naine blanche (de la taille de la Terre), minuscule mais hyperdense : 2 à 3 grains de poussière de l'étoile pèsent alors plus que toute la tour Eiffel...

 

   Kepler a donc observé la naine et a mis en évidence qu'un corps céleste tournait autour d'elle puisque sa lumière fixe était éclipsée à intervalles réguliers. Le corps ne pouvait être qu'une planète, probablement géante. Détail curieux, Kepler a montré que la dite planète laissait derrière elle un panache de poussière; l'explication est simple : la planète se désagrège progressivement sous l'effet de la puissance d'attraction de la naine blanche, ses cendres étant aussitôt englouties dans les profondeurs de l'étoile. Une mort en direct, sous les yeux des astronomes !

 

   Un phénomène d'autant plus intéressant que c'est exactement ce qui se produira pour notre Soleil... dans cinq milliards d'années environ. Une époque où les hommes auront depuis fort longtemps disparu...

 

   Pour en savoir plus sur le devenir des étoiles : http://cepheides.fr/article-16856190.html

   Image : vue d'artiste du système stellaire WD 11451017

: actuhightech.com)

 

 

 

 

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10 novembre 2018 6 10 /11 /novembre /2018 18:52
Neptune

Neptune

   Pour la majorité de nos contemporains, il existe deux types de planètes peuplant le système solaire : les planètes telluriques comme la Terre ou Vénus et les géantes gazeuses comme Jupiter ou Uranus. En réalité, pour ce qui concerne ces dernières, les planètes géantes, c’est un peu plus compliqué que ça : il n’est donc pas inutile de revenir sur des caractéristiques souvent mal ou peu connues.

 

 

Telluriques et géantes

 

   La Terre, comme Mars, Vénus et Mercure - en somme les planètes les plus proches du Soleil - sont des planètes telluriques, c’est-à-dire des astres comprenant  principalement des roches et du métal. Ces planètes sont composées de trois couches ou enveloppes concentriques : le noyau, le manteau et, en surface, la croûte.

une planète tellurique typique : la Terre

Cette surface est solide, principalement faite de matériaux non volatils (fer métallique et roches silicatées). Par voie de conséquence, la densité de ces planètes est relativement élevée, aux alentours de 5 (de 4 à 5,7 pour être plus précis). On peut rapprocher de ces structures certains gros satellites comme évidemment la Lune mais aussi Io, la plus grosse lune de Jupiter, qui, stricto sensu, peuvent également être qualifiés de telluriques.

 

   Du fait que, à notre connaissance, la Vie telle qu’on l’imagine n’est apparue que sur Terre, on la cherche également sur d’autres planètes telluriques, éventuellement sur Mars, mais surtout sur des exoplanètes que nos instruments arrivent à présent à repérer bien que cette détection soit rendue particulièrement difficile en raison de leur petite taille relative.

 

 

Géantes : gazeuses et planètes de glaces

 

   Les quatre planètes plus extérieures du système solaire sont des géantes dites gazeuses. Totalement différentes des planètes telluriques que nous venons d’évoquer, ces planètes sont composées essentiellement de gaz, à la manière de Jupiter, la cinquième planète, la plus grosse de tout le système, plus volumineuse et massive que toutes les autres planètes réunies.

 

   Toutefois, si Saturne présente bien une structure analogue à Jupiter, dès les années 1990, il est apparu que ce n’était pas réellement le cas pour les deux autres, Uranus et Neptune. En effet, Jupiter et Saturne sont principalement composées de

et une planète gazeuse typique : Jupiter

gaz légers, essentiellement  de l’hydrogène et de l’hélium (environ 90% de la masse de Jupiter, par exemple).

 

   Il en va tout autrement pour nos deux planètes extérieures, Uranus et Neptune. Ces deux géantes ne sont pas que « gazeuses » car elles contiennent aussi des composés volatils tels que du méthane, de l’ammoniac et de l’eau. Il s’agit là d’éléments intermédiaires plus lourds que les gaz de type jovien mais bien plus légers que les matières rocheuses et métalliques qui composent les planètes telluriques. On parle alors de planètes de glaces (avec un s), de sous-géantes ou mieux encore de « Neptune ». Précisons pour les anglicistes que si, en anglais, le mot « ice » est au singulier (car en épithète invariable), il est impératif en français d’utiliser le pluriel puisque, au-delà du cas de l’eau, il existe bien d’autres types de glaces.

 

   Comme pour les géantes gazeuses, des exoplanètes de ce type ont été découvertes ces dernières années et comme pour les gazeuses et ses Jupiter chauds ou froids , il a été décrit des Neptune chaudes en orbite proche de leur étoile et des Neptune froides comme dans le système solaire.

 

 

Planètes de glaces et planètes de glace

 

   En astronomie, certains termes peuvent être trompeurs (on se rappelle ainsi que les étoiles sont soit des géantes ou supergéantes, soit des naines, sans que jamais on ne parle d’étoiles « normales » ou « moyennes »).  Le terme de « glace » est ici aussi un faux-ami. En effet, en astrophysique, n’importe quel élément plus lourd que l’hydrogène et l’hélium mais moins lourd que les métaux et les silicates est dénommé « glace ». Il s’agit donc non d’un état de la matière mais d’un terme qui désigne des éléments chimiques. En d’autres termes, il existe pour chaque élément (azote, carbone, oxygène, méthane, etc.) une « ligne de glace » à partir de laquelle un corps de gazeux devient solide, c’est-à-dire « de glace ». Cette limite est évidemment variable selon les éléments considérés et la température ambiante et une planète de glaces correspondra au type de planètes dont l’ensemble des éléments (hors hélium et hydrogène) sera solide.

 

 Par contre, si l’on veut évoquer l’eau à l’état solide, donc à basse température, on

Europe, satellite de Jupiter, est une planète de glaces

parlera d’élément « gelé » (et non de glace) ; une planète très froide dont la surface renferme beaucoup d’eau sera une « planète gelée » plutôt qu’une planète glacée qui pourrait prêter à confusion. Cela peut sembler curieux mais si l’on ignore cette terminologie, on ne peut rien comprendre à ce qu’est une planète de glaces…

 

   Les planètes de glaces comme Uranus et Neptune mais également les lunes de glaces comme Encelade (satellite de Saturne) ou  Europe (satellite de Jupiter) sont donc composées d’éléments dits de glaces (d’où le pluriel) qui n’ont aucun rapport avec leur température de surface, certaines exoplanètes « de glaces » atteignant des températures formidablement élevées.

 

Uranus et Neptune

 

   Il n’est pas surprenant que Uranus et Neptune soient restées longtemps cataloguées comme des géantes gazeuses typiques. Ces deux planètes, en effet, sont les deux les plus éloignées de nous et il a fallu attendre le télescope spatial Hubble et les télescopes terrestres ultra-performants de ces dernières années pour comprendre leur structure.

 

   Uranus est visible à l’œil nu et, néanmoins, longtemps on passera à côté de son caractère planétaire, probablement en raison de son éclat extrêmement faible, à la limite du visible. C’est pourtant la troisième planète du système solaire par la taille mais elle est si lointaine et elle bouge si lentement (elle met 84 ans pour faire sa révolution autour du Soleil) qu’il faudra attendre la fin du XVIIIème siècle pour

Uranus

qu’un astronome britannique, William Herschel, reconnaisse son statut de planète le 13 mars 1781. Pour se donner une idée de la distance qui nous sépare d’Uranus, il suffit de comparer le temps que met la lumière du Soleil pour parvenir jusqu’à la Terre (un peu plus de 8 minutes) et sur Uranus (environ 2 heures et 40 minutes). Caractère également remarquable, Uranus est la planète la plus froide du système solaire avec une température pouvant descendre jusqu’à -224°.

 

   Cette planète lointaine est longtemps passée au second plan des préoccupations des scientifiques puisqu’elle n’a été visitée qu’une seule fois, en 1986, par la sonde Voyager 2 avant que cette dernière ne s’enfonce dans les espaces infinis. Toutefois, semble-t-il, les priorités pourraient prochainement changer.

 

   Encore plus lointaine  !  La lumière solaire met plus de quatre heures (4 heures et 12 minutes) pour atteindre Neptune et puisque Pluton a été rétrogradée en planète

naine, c’est la dernière planète du système. Elle a été découverte indirectement grâce au calcul mathématique. C’est en effet par les nombres et les équations  que l’astronome français Urbain Le Verrier permit son identification en se fondant sur les perturbations de la trajectoire d’Uranus. Le Verrier était persuadé que les légères anomalies du parcours de cette planète ne pouvait qu’être la conséquence de l’influence gravitationnelle d’une autre. Après avoir longtemps calculé, il proposa de braquer les télescopes à un endroit et à un moment bien précis et, effectivement, Neptune était au rendez-vous…

 

Un peu plus petite que sa « voisine » Uranus, elle est en revanche un peu plus massive : c’est la quatrième planète en taille du système solaire et c’est aussi une planète de glaces. Bien sûr, son atmosphère est composée surtout d’hydrogène et d’hélium mais avec la présence d’eau, d’ammoniac et de méthane (les fameuses « glaces » au sens astrophysique du terme). C’est d’ailleurs le méthane qui confère à la planète sa teinte bleue (photo du début). En 1989, Voyager 2 observa sur Neptune une grande tache sombre, analogue à la grande tache rouge de Jupiter (dont on sait qu’elle trahit la présence d’une immense tempête se prolongeant depuis des siècles). Perturbations atmosphériques puissantes donc sur Neptune, à la différence près que la grande tache observée en 1989 a aujourd’hui disparu. Il n’en reste pas moins que Neptune est une planète plutôt hostile car, outre son atmosphère de méthane et d’ammoniac, les vents y soufflent jusqu’à 2100 km/h et la température y descend jusqu’à -218°, à peine moins froid qu’Uranus.

 

 

Sait-on comment se forment les géantes gazeuses ?

 

   Concernant les géantes gazeuses de type jovien, la  communauté scientifique était arrivée à un relatif consensus sur leur formation. On pensait que celle-ci était grosso modo identique à celle des planètes telluriques, à savoir :

 

     * comme leur étoile, elles se seraient formées à partir de la nébuleuse originelle, par accrétion progressive de poussière et de glaces ;

 

     * la différence entre planètes telluriques et gazeuses serait due au fait que, plus l’objet en devenir est proche de l’étoile centrale, plus d’éléments chimiques sont détruits ne laissant  que les roches silicatées et les métaux (planètes telluriques) ;

 

     * à distance du Soleil, toutefois, beaucoup plus d’éléments peuvent subsister comme, par exemple, l’oxygène et le carbone. De ce fait pourront se constituer des planétésimaux plus massifs que vers l’intérieur du système, des noyaux solides qui, une fois atteinte une certaine taille critique évaluée à une dizaine de masses terrestres, pourront retenir grâce à leurs forces gravitationnelles des éléments plus volatils comme l’hydrogène et l’hélium, particulièrement abondants dans le système stellaire embryonnaire. Voilà comment était imaginée la formation des géantes gazeuses.

 

   Malheureusement pour les théoriciens, l’étude de planètes extrasolaires depuis les années 1990 allait tout remettre en question. En effet, si l’on retient le modèle que

vue d'artiste d'une Jupiter chaude

nous venons d’exposer, un point est essentiel : il est impératif que les géantes gazeuses se forment à une distance raisonnable de l’étoile centrale. Or l’observation des planètes extrasolaires montre l’existence de géantes gazeuses à courte période orbitale de quelques jours seulement ce qui les place tout contre leur étoile avec des températures de surface de l’ordre de 1000°. Comment cela est-il possible ? Par l’introduction d’une notion appelée « migration planétaire ». Ces géantes gazeuses qu’on appelle dès lors des Jupiter chauds se seraient secondairement rapprochées du centre du système…

 

   Bon, admettons. Hélas, il y a une dizaine d’années, la poursuite de l’exploration des planètes extrasolaires a apporté une autre surprise : le présence d’une géante gazeuse tournant en un seul jour autour de son étoile ce qui veut dire qu’elle est presque « à touche-touche » avec elle. Comment fait-elle pour ne pas être détruite ? Problème.

 

   Quelques années plus tard, en 2008, les scientifiques mettent en évidence l’existence d’une géante gazeuse en formation (!) de moins de 10 millions d’années, dix fois plus massive que Jupiter et vingt-cinq fois plus proche de son étoile que la Terre du Soleil. L’étoile en question étant très jeune (100 millions d’années), on se passionne pour ce nouveau couple atypique mais le moins que l’on puisse dire est que la théorie de formation des géantes gazeuses est loin d’être définitive.

 

 

Et les géantes de glaces ?

 

   Puisque les géantes de glaces contiennent de grandes quantités de gaz, comme les géantes gazeuses, elles se forment également très tôt, juste après la naissance du disque d’accrétion protoplanétaire : les spécialistes avancent l’ordre de 3 à 10 millions d’années. Toutefois, c’est leur position excentrée qui va les différencier des gazeuses comme Jupiter. Puisque si lointaines, elles capturent, en effet, de nombreuses glaces, notamment d’eau évidemment, mais également d’éléments volatils plus lourds que l’hélium et l’hydrogène comme, par exemple, l’azote ou le carbone. Comme pour les géantes gazeuses classiques, une migration planétaire est envisagée

et si, en migrant, une planète de glaces devenait une planète-océan ?

pour expliquer l’existence de « Neptune » chaudes dont, au fur et à mesure de leur migration, les caractéristiques peuvent devenir étranges : l’une d’entre elles, Gliese 436b présente encore de la glace d’eau solide alors que la température de surface avoisine les 440°  ! Ailleurs, on peut imaginer que, après avoir longtemps gardé leur atmosphère, certaines de ces planètes peuvent théoriquement se transformer en « planètes-océan » comme celle décrite dans Star Wars, le célèbre film de science-fiction.

 

Exoplanètes gazeuses et gazeuses de glaces

 

   Les études de plus en plus fines qui s’intéressent aux exoplanètes concernent au premier chef les planètes telluriques ; les seules d’après les scientifiques susceptibles d’abriter un embryon de vie et on sait bien que la recherche d’une vie extraterrestre, si ténue soit-elle, est un des grands défis de l’astronomie moderne. Toutefois, les planètes telluriques sont toujours très petites comparées aux géantes gazeuses et c’est surtout ces dernières que révèlent nos télescopes. Il aura fallu de nombreuses années avant que l’on se rende compte que Neptune et Uranus étaient différentes de leurs cousines Jupiter et Saturne. On retrouve ce distinguo au delà du système solaire ce qui, au demeurant, est parfaitement logique car si l’on suppose qu’il existe un mécanisme universel de formation des planètes, les mêmes causes produisent les mêmes effets. En somme, on identifie - et c’est heureux - dans le cosmos des structures voisines de celles qui nous entourent dans le système solaire : on l’a déjà évoqué ici, les lois de la physique sont partout les mêmes. Neptune et Uranus ont sans doute beaucoup à nous apprendre sur cette variété de planètes - dites de glaces - qui existent dans le cosmos. Il semble que la NASA et l’ESA commencent à s’intéresser à ces objets si particuliers.

 

 

 

 

 

Sources :

1. www.univers-et-espace.com/

2. Wikipedia.org

3. astronomie.savoir.fr/

4. www.meteomedia.com/ca

5. www.futura-sciences.com/sciences

 

 

Images

1. Neptune (sources : exoplanetes.univers-et-espace.com)

2. la Terre (sources : videoblocks.com)

3. Jupiter (sources : imgkid.com)

4. Europe (sources : syti.net)

5. Uranus (sources : astronomytrek.com)

6. vue d'artiste d'une Jupiter chaude (sources : larousse.fr)

7. vue d'artiste d'une planète-océan (sources : danielmarin.naukas.com)

 

 

Mots-clés : planètes telluriques - géantes gazeuses - planètes de glaces - Encélade - Europe - Voyager 2

 

les mots en blanc renvoient à une documentation complémentaire

 

 

Sujets apparentés sur le blog

1. origine du système solaire

2. planètes extrasolaires

3. la formation des planètes

 

 

 

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mise à jour : 19 juin 2020

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8 septembre 2018 6 08 /09 /septembre /2018 18:17
nébuleuse de la Carène : une pouponnière d'étoiles

nébuleuse de la Carène : une pouponnière d'étoiles

 

   De nouvelles étoiles naissent-elles régulièrement dans le cosmos ? Cette question peut paraître quelque peu puérile de nos jours mais il n’en fut pas toujours ainsi.  Il y a encore une soixantaine d’années une grande partie de la communauté scientifique pouvait en douter. Il faut dire que, historiquement, le débat sur l’éventuelle naissance d’étoiles dans l’univers opposait deux écoles. Certains astronomes étaient plutôt partisans de la « théorie du noyau originel » et d’une création stellaire active et continue tandis que les autres pariaient sur un cosmos invariable qui, certes, s’enrichissait de matière mais au sein d’un univers dont l’état était permanent et immuable, un univers dit « stationnaire ».

 

 

 

Deux théories parfaitement contraires

 

   Avec la publication par Albert Einstein de la théorie de la relativité générale, pour la première fois dans l’histoire de l’Humanité, la cosmologie s’affranchissait totalement des apriori religieux pour entrer de plain-pied dans le domaine scientifique. Dès les années 1930, le cosmologiste (et abbé) belge Georges Lemaître avait avancé l’hypothèse que l’origine de l’univers pouvait se trouver dans la désintégration d’un noyau originel très dense et très chaud. Il nomma son hypothèse « théorie de l’atome primitif ». Pour affirmer ses dires, il s’appuyait sur la mise en évidence en 1929 par Edwin Hubble de l’expansion de notre univers. Cette approche encore très rudimentaire fut affinée dans les années qui suivirent pour aboutir à ce que l’on appelle aujourd’hui la théorie du Big bang.

 

   Toutefois, une grande partie des scientifiques qui s’intéressaient à la question restait sceptique et pour proposer une alternative à cette théorie qu’il considérait comme ridicule, le grand astronome britannique Fred Hoyle proposa une explication totalement différente (pour ne pas dire opposée) : l’univers stationnaire. Dans cette approche, respectant à la

naissance continue d'étoiles ou univers immuable ?

lettre la théorie de la relativité générale, Hoyle postule que l’univers obéit au principe cosmologique parfait, à savoir qu’il est homogène et isotrope ( ce qui veut dire que à grande échelle sa structure est toujours la même). En résumé, l’univers de Hoyle est identique à lui-même en tout endroit de l’espace et ce quelle que soit l’époque concernée. Reste le problème de l’expansion de l’univers qui dilue inéluctablement la matière avec le temps : cela suppose, explique l’astronome britannique, une création continue de matière au sein des étoiles de façon à conserver un équilibre parfait pour  un univers éternel et immuable. Évidemment, nul besoin ici de phase initiale chaude et dense… Hoyle en est tellement persuadé que, en 1949, dans une tribune radiophonique restée célèbre, pour se moquer de l’hypothèse concurrente de la sienne, il la baptise sarcastiquement de « Big bang »… une appellation ironique qui aura le succès que l’on sait  !

 

   Concernant les naissances de nouvelles étoiles, seule la théorie du Big bang consent à les envisager mais les instruments de l’époque ne permettent pas de les mettre en évidence.

 

   Ce n’est qu’en 1964 que, totalement par hasard, deux scientifiques, Penzias et Wilson, qui travaillaient sur une antenne expérimentale pour la compagnie téléphonique Bell,

fonds diffus cosmologique
fonds diffus cosmologique

mirent en évidence un bruit de fond continu et dans toutes les directions : ils venaient de découvrir les traces radio du fonds diffus cosmologique, c’est-à-dire le reliquat des tous premiers instants de l’Univers, le moment du début de son expansion. La conclusion est alors sans appel : l’univers n’est pas stationnaire mais a eu un point de départ, sommairement appelé Big bang. (voir le sujet « fonds diffus cosmologique » ici).

 

   Les années s’écoulant et le matériel devenant de plus en plus performant (télescope spatial Hubble et grands télescopes terriens à optique adaptative entre autres), il est aujourd’hui possible de repérer dans le ciel de notre galaxie les zones de création stellaire.

 

Formation d’une étoile

 

   Outre de très nombreuses étoiles, la Voie lactée est l’endroit où l’on peut rencontrer d’immenses bancs de poussière et de gaz. C’est à partir de certains de ces objets appelés en astronomie « nébuleuses » en raison de leurs contours imprécis que peuvent se former de nouvelles étoiles.

 

   Les nébuleuses galactiques sont essentiellement formées de gaz (99%) contre seulement 1% de poussière. Ce gaz est principalement de l’hydrogène moléculaire (c’est-à-dire dans un état où les atomes se sont associés pour former des molécules) occupant d’immenses espaces souvent compris entre 50 et 300 années-lumière. Cet hydrogène est alors à une température proche du zéro absolu pour une densité de 1000 molécules par centimètre cube. Ces nuages résistent à la forte gravité qui devrait les faire s’écrouler, notamment grâce à la force centrifuge (puisqu’ils tournent sur eux-mêmes) et au champ magnétique interstellaire.

 

   Toutefois, cette situation de relatif équilibre peut se rompre sous l’action de certains facteurs comme l’explosion d’une supernova voisine dont l’onde de choc de l’explosion peut déstabiliser le nuage moléculaire ou la traversée par ce nuage d’un endroit plus dense de la Galaxie où il subira une compression entraînant son effondrement gravitationnel.

 

   Quoi qu’il en soit, l’effondrement du nuage conduit à sa fragmentation avec l’apparition de blocs de plus en plus petits

différents stades de formation d'une étoile

tandis que la température s’élève progressivement. Cette fragmentation finit par s’arrêter lorsque les blocs de gaz sont tout petits ; toutefois chaque petit nuage de gaz continue de se contracter et de se réchauffer par conversion de son énergie gravitationnelle en énergie thermique. Le gaz devient de plus en plus opaque et ce qui, en réalité, est déjà une proto-étoile va voir sa lumière passer de l’infrarouge à la lumière visible.

 

   C’est au centre de l’étoile en formation que la température et la densité augmentent le plus et lorsque les dix millions de degrés sont atteints, les réactions nucléaires de fusion de l’hydrogène s’amorcent. La pression interne de l’étoile s’oppose aux forces gravitationnelles et un équilibre est finalement atteint avec l’arrêt de la contraction : l’étoile en est alors à un stade qu’on pourrait qualifier « d’adulte » et se trouve donc sur la séquence principale du diagramme de Hertzsprung- Russell (sur lequel nous reviendrons).

 

   En périphérie s’est formé un disque d’accrétion qui finit par s’estomper avec le temps mais non sans avoir éventuellement donné des planètes qui formeront avec l’étoile centrale un système stellaire.

 

   Toutes les étoiles ne naissent pas dans de grandes nébuleuses gazeuses puisque certaines voient le jour dans de petits nuages moléculaires de quelques années-lumière seulement mais les étoiles alors formées sont également petites.

 

   Ajoutons également que certaines étoiles géantes ont une vie (relativement) courte - quelques centaines de millions d’années - par opposition aux étoiles les plus nombreuses de notre Galaxie (et certainement de toutes les autres), les naines rouges, qui peuvent exister et briller durant des dizaines de milliards d’années. La formation d’une étoile est également variable (sans commune mesure néanmoins avec la durée de sa vie réelle) : par exemple, on estime que la durée de formation d’une naine jaune comme le Soleil est de l’ordre de quelques dizaines de millions d’années (pour une vie d’environ 10 milliards d’années) alors que, pour une étoile bien plus grosse, disons d’une dizaine de masses solaires, elle ne dépassera pas 100 000 ans.

 

 

Classification des étoiles : le diagramme de Hertzsprung-Russell (diagramme HR)

 

   Nous avons déjà à plusieurs reprises abordé l’origine et l’utilité de ce diagramme HR (comme par exemple dans ce sujet : la couleur des étoiles ) et nous rappellerons simplement qu’il s’agit d’une sorte de carte de la répartition des différentes étoiles en fonction de leur luminosité et de leur température effective, ce qui permet de les classer en différents groupes mais aussi d’objectiver leur évolution.

 

diagramme de Hirtzsprung-Russell

 

   La grande majorité des étoiles (environ 90%) se situe sur une ligne médiane appelée séquence principale allant de, en haut, à gauche du diagramme (chaud et très lumineux), jusqu’à, en bas, à droite (froid et peu lumineux). Outre le gros bataillon des étoiles de la séquence principale, on peut mettre en évidence trois autres groupes. Deux sont situés au dessus de cette séquence principale, celui des supergéantes, ultra-minoritaire, et celui des géantes qui sont en fait des étoiles en fin de vie (Lorsqu’il aura brûlé tout son hydrogène, notre Soleil passera par le stade de géante rouge et quittera donc la séquence principale sur laquelle il se trouve actuellement pour encore cinq à six milliards d’années). Le groupe situé en dessous de la séquence principale ne concerne pas réellement des étoiles puisque c’est celui des naines blanches qui sont le stade terminal des astres comme le Soleil, des cadavres stellaires, en somme, ne présentant plus de réactions nucléaires et s’éteignant peu à peu.

 

 

Les étoiles primordiales

 

   Signalons enfin des étoiles bien particulières qui n’existent plus de nos jours : les étoiles primordiales. Ce sont les toutes premières étoiles ayant existé dans l’univers. Si les étoiles des générations actuelles transforment bien  l’hydrogène en hélium tout au long de leurs vies, elles sont également riches en atomes lourds (fer, or, soufre, oxygène, etc.). Or, à l’évidence, les premières étoiles ne pouvaient pas posséder ces atomes puisque l’univers n’était composé que d’hydrogène et d’hélium. Ces étoiles du tout début étaient très certainement supermassives (certaines devaient atteindre 100 fois la taille du Soleil). Elles ont fabriqué les atomes lourds absents au début de l’univers et c’est en explosant dans des conditions cataclysmiques qu’elles ont pu ensemencer avec ces corps lourds les générations stellaires suivantes. Sans ce processus, la Vie n’aurait tout simplement pas été possible. On trouvera plus de détails sur cet intéressant groupe d’étoiles ici : « les étoiles primordiales ».

 

La nébuleuse d’Orion, une pouponnière d’étoiles

 

   Par une nuit sans Lune et sans lumière parasite, il est assez facile de distinguer, même avec de simples jumelles (voire à

constellation d'Orion

l’œil nu), la nébuleuse d’Orion M42. Elle est ainsi appelée parce qu’elle se trouve au centre bas de la constellation d’Orion, une superbe constellation de l’hémisphère nord qui abrite deux étoiles fort célèbres : Bételgeuse et Rigel. La dite constellation représente une sorte de quadrilatère resserré en son centre où se trouvent trois étoiles : la ceinture d’Orion. Toutefois, il faut rappeler que ces objets (et les étoiles formant la constellation) n’ont rien en commun : leur « proximité » supposée n’est qu’une illusion d’optique quand on les observe depuis la Terre ; il ne s’agit donc que de repères pratiques sans réalité physique. La nébuleuse elle-même est située à 1350 années-lumière de nous. C’est un grand nuage de gaz s’étendant sur 33 années-lumière de large, connu et répertorié sous les sigles M42 (catalogue de Messier) ou NGC1976 (New General Catalog). Cette zone est une  véritable maternité d’étoiles, avec tellement d’astres présents qu’on la croirait illuminée de l’intérieur comme on peut le voir sur la photo ci-après :

 

 

 

   Sur cette photo, on peut distinguer l’association de la nébuleuse d’Orion M42 en rouge (couleur de l’hydrogène) et d’une nébuleuse bleue, située sur la gauche de M42, nommée  NGC1977, mais également appelée la nébuleuse de l’homme qui court.

 

   Le gros point bleu brillant se trouvant à droite, en bas de la tache rouge formée par M42 est la nébuleuse NGC1980. Cette dernière est en fait associée à un amas ouvert, c’est-à-dire un ensemble d’étoiles très jeunes et nées ensemble, encore liées entre elles par la gravitation : les étoiles de NGC1980 ont toutes moins de cinq millions d’années d’âge.

 

   À gauche de la nébuleuse bleue NGC1977, on aperçoit des étoiles bleues qui appartiennent à une autre nébuleuse NGC1981, également un amas ouvert mais plus ancien regroupant une cinquantaine d’étoiles approximativement âgées de 150 millions d’années.

 

   Concernant la nébuleuse d’Orion et sa voisine NGC1977, grâce à la technologie infrarouge qui explore les zones froides, on arrive à présent à objectiver les étoiles très jeunes cachées dans les épais nuages de gaz et de poussière. Ici, le gaz brillant de la constellation d’Orion baigne les nouvelles étoiles jeunes et chaudes situées à la frontière du nuage moléculaire géant. En plein centre de la nébuleuse se trouvent quatre étoiles bleues qui forment une espèce de trapèze : leur lumière est absorbée par les atomes de gaz qui la réémettent (d’où le terme de nébuleuse par émission) selon leur structure propre et donc dans des couleurs différentes, à savoir rouge pour l’hydrogène et l’azote, vert pour l’oxygène. Ce sont ces réémissions à grande distance qui trahissent la présence des nouvelles étoiles, autrement cachées en lumière visible.

 

   La nébuleuse d’Orion et sa voisine que nous voyons ici ne représentent qu’une toute petite partie d’un ensemble bien plus gros appelé le nuage (ou complexe) d’Orion. Celui-ci s’étend sur plus de 1500 années-lumière et sur une largeur de plusieurs centaines d’années-lumière  mais seule la nébuleuse d’Orion et ses environs immédiats sont accessibles facilement à l’observation sans instruments perfectionnés.

 

 

Les objets de Herbig-Haro

 

   Parfois, avec un peu de chance, les scientifiques peuvent repérer les étoiles naissantes grâce à un événement qui leur est propre : la présence d’un jet cosmique appelé « objet de Herbig-Haro » (objet HH) selon les noms de leurs découvreurs.

 

étoile en formation HH24 et objet de Herbig-Haro

 

   Sur l’image ci-dessus et grâce au télescope spatial Hubble, nous nous trouvons à présent au cœur de la nébuleuse d’Orion et plus précisément dans la pouponnière stellaire d’Orion B. Masquée à la vue, la proto étoile centrale HH24, est environnée de poussière et de gaz froid sous la forme d'un disque d'accrétion en rotation. Lorsque le matériau du disque tombe vers le jeune objet stellaire, il s'échauffe. Des jets opposés se forment le long de l'axe de rotation du système. Perçant au travers du matériau interstellaire de la région, ces jets produisent une cascade d'ondes de chocs le long de leur parcours. L’image risque d’évoquer chez certains la forme d’un sabre-laser à lames antagonistes, cher à l’univers Star Wars de George Lucas, mais il s’agit bel et bien d’un phénomène trahissant la présence d’une toute jeune étoile en formation.

 

   Ces objets de Herbig-Haro sont souvent associés à un groupe particulier d’étoiles jeunes, les étoiles variables de type T Tauri (appelées ainsi d’après l’étoile princeps T Tauri).  Toujours situées auprès des nuages moléculaires, ces étoiles sont caractérisées par des variations brutales et imprévisibles de leur magnitude apparente, c’est-à-dire de leur luminosité : ces étoiles sont parmi les plus jeunes qu’il soit possible d’observer puisqu’elles sont âgées de moins de 10 millions d’années. En réalité, on peut avancer que les T Tauri sont dans un stade évolutif intermédiaire entre une proto-étoile et une étoile de faible masse appartenant à la séquence principale du diagramme HR. Il faudra attendre environ une centaine de millions d’années pour que ces toutes jeunes étoiles arrivent sur cette séquence principale. Preuve de leur jeunesse, elles sont encore très souvent entourées d’un disque d’accrétion et sont par ailleurs riches en lithium, un élément qui sera progressivement détruit au fur et à mesure de l’élévation de leur température centrale.

 

Jeunesse et vieillissement de l’univers

 

   Nous l’avons ici souvent répété : regarder dans le ciel, c’est regarder dans la passé. Regarder la lumière du Soleil, c’est déjà contempler ses rayons avec huit minutes de retard, un laps de temps évidemment négligeable à l’échelle du cosmos. Regarder d’autres galaxies, les observer dans le ciel lointain comme le fait le télescope spatial Hubble, c’est totalement autre chose. Chercher à percer les mystères d’une formation galactique située à plus de 10 milliards d’années-lumière, c’est interpréter une lumière qui a mis 10 milliards d’années à nous parvenir, ce qui veut dire qu’elle fut émise alors que le Soleil n’existait pas encore. Il est même possible que la galaxie dont nous cherchons alors à percer les caractéristiques n’existe plus. Ou en tout cas pas sous cette forme.

 

   Les scientifiques qui observent les galaxies lointaines savent bien qu’elles n’existent plus sous la forme de l’image qui leur parvient mais ils sont intéressés par autre chose : cette image si ancienne est le témoin d’un stade antérieur qui est probablement aussi celui par lequel passa notre propre galaxie, la Voie lactée. Or, qu’a-t-on observé lors que nos instruments nous l’ont permis ? Que jadis, dans ces galaxies lointaines, la création d’étoiles était bien plus importante que de nos jours dans la nôtre.

 

   En effet, dans notre galaxie, le nombre de naissances annuel d’étoiles est estimé à sept (oui, 7) ce qui est finalement assez peu pour une structure qui comprend environ 200 milliards d’étoiles (mais cela représente plus d’un million d’étoiles depuis l’apparition - récente - d’homo sapiens sur Terre). Ce chiffre reste compatible avec ce qu’on sait des galaxies spirales comme la nôtre.

 

   Lorsqu’on observe le ciel profond, on remarque que les galaxies de ce passé lointain créaient annuellement des étoiles par milliers ; il y avait même certaines galaxies appelées galaxies-monstres tant elle étaient productives. Est-ce à dire que, le temps passant, la matière première (gaz, nuage moléculaire) est devenue plus rare ?

 

   Un autre moyen pour notre galaxie de créer de nouvelles

Voie lactée et nuages de Magellan

étoiles serait d’absorber ses galaxies satellites et cela semble en cours car les forces gravitationnelles gigantesques en jeu finiront par la cannibalisation des nuages de Magellan, les deux galaxies satellites proches de la Voie lactée. Répétons une fois de plus que, l’espace étant tellement étendue et vide, cette absorption se fera sans que jamais une étoile n’en percute une autre. En revanche, les forces en présence dans les nuages de gaz provoqueront le regain de naissances que nous évoquions à l’instant…

 

   Et puis, dans environ trois milliards d’années, ce sera le choc fantastique entre notre galaxie et sa voisine M 31 Andromède qui, elle, abrite environ 1000 milliards d’étoiles. Toujours pas de chocs frontaux mais de gigantesques maternités stellaires. C’est prévu pour dans bien longtemps mais cela arrivera. Inéluctablement.

 

 

 

Sources :

1. www.herschel.fr

2. Wikipedia.org

3. www.astronomes.com

4. planete.gaia.free.fr

5. www.futura-sciences.com/sciences

6. www.astronoo.com/fr

7. www.linternaute.com/science

 

 

 

Images

1. nébuleuse de la Carène (source : wallpapercave.com)

2. ciel étoilé (source : suri.morkitu.org)

3. fonds diffus cosmologique (source : dailygeekshow.com)

4. formation stellaire (source : www.nrao.edu)

5. diagramme de Hertzsprung-Russell (source : lemomo2.pagesperso-orange.fr)

6. constellation d’Orion (source : Tony Hallas in www.astronoo.com)

7. nébuleuse d’Orion (source : www.stelvision.com)

8. objet de Herbig-Haro (source : NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA) /Hubble-Europe)

9. Voie lactée et nuages de Magellan (source : www.cypouz.com)

 

 

 

Mots-clés : univers stationnaire - relativité générale - George Lemaître - Edwin Hubble - Fred Hoyle - principe cosmologique - diagramme de Hertzsprung-Russel - objets de Herbig-Haro - étoiles T Tauri

 

les mots en blanc renvoient à une documentation complémentaire

 

 

Sujets apparentés sur le blog

1. les étoiles primordiales

2. l'expansion de l'univers

3. la Voie lactée

4. les frontières de l'univers

5. théorie de la relativité générale

 

 

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mise à jour : 3 juin 2020

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13 juillet 2018 5 13 /07 /juillet /2018 19:20
archéoptéryx : dinosaure volant ou oiseau véritable ?

 

 

 

   Le mot « dinosaure » a été formé à partir du grec ancien δεινός / deinόs (« terriblement grand ») et σαùρος / saûros (« lézard »). C’est dire que, dès la découverte des premiers fossiles de ces animaux, les scientifiques avaient avant tout suspecté une relation entre eux et les reptiles. D’ailleurs, ces bêtes énigmatiques pour l’époque étaient également appelés « grands sauriens », saurien désignant un reptile comme le lézard ou le caméléon. Il faut dire que les squelettes immenses, parfois reconstitués avec difficulté, « donnaient l’impression » de rappeler quelque part la classe des reptiliens. On ne possédait alors pas d’éléments décrivant l’aspect extérieur des dinosaures, s’ils portaient des écailles ou des plumes, quels étaient leurs comportements réels, etc. Aujourd’hui, notamment avec les extraordinaires fossiles récemment mis au jour en Chine, on en sait un peu plus et le problème de l’origine des grands sauriens semble plus complexe que prévu…

 

 

 

Les différentes lignées de dinosaures

 

   Peu après leur apparition il y a 225 millions d’années, les

saurischien sauropode

dinosaures se séparent en deux branches : les saurischiens et les ornithischiens. La différence entre ces deux groupes est d’ordre anatomique : les premiers, les saurischiens (herbivores ou carnassiers), ont un bassin de lézard (pubis orienté vers l’avant) tandis que les ornithischiens (herbivores) ont un bassin comme celui des oiseaux (pubis vers l’arrière) d’où leur autre nom d’avipelviens. Les saurischiens se divisent à leur tour en deux familles différentes, les sauropodes (herbivores)

saurischien théropode

et les théropodes (carnassiers). Or - et c’est ici que se situe un paradoxe - on est pratiquement certain aujourd’hui que les oiseaux, seuls descendants des dinosaures, se sont formés à

partir des théropodes (les dinosaures qui avaient primitivement un pubis de lézard) : nous aurons l’occasion d’y revenir.

 

 

Première piste : l’archéoptéryx, oiseau archaïque ?

 

   Le premier fossile d’archéoptéryx a été découvert en 1876 en Allemagne (plus précisément sur le site de Blumenberg près de Eichstätt). D’emblée, il pose un problème aux scientifiques puisqu’ils s’interrogent : a-t-on affaire à un oiseau très archaïque ou encore à un dinosaure volant à plumes ? Quelques « spécimens » supplémentaires plus tard, il semble bien que nous soyons face à un animal de transition entre dinosaures et oiseaux. Ayant vécu à la fin du Jurassique, il y a environ 150 millions d’années, archéoptéryx était semble-t-il capable de voler mais ‘agissait-il d’un simple vol plané (en s’élançant par exemple d’un arbre ou d’une hauteur) ? Des études récentes (2017) semblent prouver qu’il était capable de battre des ailes

premier fossile d'archéoptryx découvert en Allemagne

pour voler, probablement pas à la manière des oiseaux actuels mais plutôt comme les nageurs de brasse-papillon. Son anatomie lui interdisait également de décoller comme les oiseaux modernes mais, après tout, de nos jours, c’est aussi le cas de l’albatros qui arrive pourtant bien à quitter le sol après une course parfois approximative…

 

   Archéoptéryx était couvert de plumes dont on a récemment démontré qu’elles étaient noires. Il possédait nombre de caractères le rapprochant des dinosaures théropodes comme, entre autres, des ailes pourvues de trois doigts griffus, un museau « très dinosaurien », une mâchoire avec des alvéoles renfermant des dents pointues, loin évidemment des becs cornus des oiseaux actuels.

 

   La paléontologie chinoise, en plein essor grâce à des sites de fossiles à la conservation remarquable, a récemment apporté une réponse avec la découverte de nouveaux spécimens d’archéoptéryx et apparentés (anchiornis). Les scientifiques purent ainsi mettre en évidence chez ces individus le museau assez plat et des régions postérieures aux orbites assez étendues : absents chez les oiseaux, ces caractères morphologiques sont ceux que l’on connait chez les vélociraptors et autres microraptors et, de ce fait, notre archéoptéryx retrouve, 150 ans après sa découverte, son statut vraisemblable, non pas d’oiseau mais de dinosaure volant.

 

 

Les ancêtres des oiseaux : les maniraptoriens

 

   Il y a quelques années, en cherchant à « systématiser » l’origine des oiseaux, les scientifiques se sont particulièrement intéressés à un groupe (clade) bien particulier de dinosaures

maniraptorien (ici, microraptor)

théropodes nommés maniraptoras (« mains préhensiles ») qui vivaient au Jurassique et au Crétacé (et qui incluait les vélociraptors). Pourquoi ? parce que ces dinosaures présentent des caractéristiques très particulières qui, comme on va le voir, les rapprochent de ce que deviendront les oiseaux.

 

          * les maniraptoriens ont de longs bras et mains, des plumes, une queue raide et un pubis allongé pointant vers l’arrière (caractéristique des oiseaux)

 

          * leur système respiratoire est porteur de propriétés typiquement aviaires. Pour comprendre, revenons un instant sur la manière de respirer des oiseaux. Ceux-ci ne respirent pas comme les mammifères : l’air entre de façon continue dans leurs poumons dont la structure est capillaire et non alvéolaire. Pas d’alvéoles, certes, mais des sacs aériens dont certains s’infiltrent dans les os (qui sont creux ce qui allège considérablement le vol). Au repos (et durant le sommeil), les poumons varient en amplitude mais sont bloqués durant le vol. Cette synergie poumons-sacs aériens autorise les énormes besoins en énergie demandés par le vol. De plus, le système permet également une température corporelle constante, plus élevée que chez les mammifères. Eh bien, les maniraptoriens sont les seuls dinosaures possédant un système respiratoire voisin (bréchet et sternum étant remplacés par des côtes supplémentaires dans leur abdomen).

 

          * les plumes : les rémiges (grandes plumes des ailes des oiseaux aussi appelés pennes) ont été identifiés chez certains maniraptoriens (dont les vélociraptors, n’en déplaise à « Jurassic Park »). Or, la plupart de ces dinosaures ne volaient pas ce qui laisse supposer une fonction différente pour les plumes : camouflage probablement, sélection sexuelle, peut-

velociraptor

être, comme on l’a déjà noté dans ce blog pour bien des oiseaux ou, plus simplement encore, protection contre la perte de chaleur ce qui laisserait alors supposer qu’ils étaient homéothermes, qu’ils avaient le sang chaud. Du coup, la réutilisation ultérieure des plumes pour une autre fonction (le vol) est ici une exaptation, c’est-à-dire, selon Stephen J. Gould, une adaptation sélective différente de la fonction initialement prévue.

 

   Les arguments en faveur de la transformation d’un sous-groupe de théropodes, les maniraptoriens, en oiseaux semblent donc assez solides.

 

 

Des dinosaures…

 

   Le règne des dinosaures a pris fin, au crétacé, il y a 66 millions d’années lorsqu’un astéroïde gigantesque vint frapper la presqu’île du Yucatan, au Mexique, et supprima la presque totalité de la vie de notre planète : ces animaux auront donc exercé leur supériorité sur le reste du vivant durant plus de cent-soixante millions d’années. 160 millions d’années  ! Voilà un chiffre qui n’est pas facile à visualiser lorsqu’on a déjà du mal à comprendre ce que représente sur Terre la présence de l’homme moderne, un peu plus de 5000 ans. On peut dire autrement : l’homme moderne a vécu 0,003% de la durée de la présence des dinosaures sur Terre… Ce rappel des durées immenses qui nous séparent du crétacé n’est pas anodin : il permet de concevoir comment, peu à peu, sous la pression de la sélection naturelle, d’avantages sélectifs en avantages sélectifs, certains dinosaures ont pu se perpétuer en changeant totalement de forme pour devenir le groupe abondant et diversifié des oiseaux.

 

 

…aux  oiseaux (petit rappel)

 

   Les oiseaux forment la classe des Aves. Ce sont des animaux

Gros Bec de Guyanne : des espèces d'oiseaux...

vertébrés, à quatre membres dont deux sont des ailes ce qui permet (pour l’immense majorité d’entre eux) le vol. En 66 millions d’années (depuis la météorite de la fin du crétacé), ils ont eu le temps d’apparaître, de s’adapter et de se diversifier puisqu’on compte près de 10 500 espèces d’oiseaux recensées (en 2016).

 

   Ils possèdent en commun, à différents degrés variés, des plumes ou des écailles cornées (ou les deux), une mâchoire dépourvue de dents (contrairement à l’archéoptéryx) mais enveloppée d’une gaine cornée formant un bec, une queue courte et, surtout, des membres antérieurs transformés en ailes (le

... fort différentes (ici, un serin européen)

plus souvent fonctionnelles mais pas toujours) ainsi que des pattes arrières qui sont seules à permettre la progression au sol ou dans l’eau. Ils sont par ailleurs homéothermes. Enfin,

caractère à ne pas oublier, ils sont tous ovipares ce qui veut dire qu’ils pondent des œufs entourés d’une fine coquille que les parents devront couver un certain temps pour assurer le développement de leur progéniture.

 

 

Une transformation aviaire sur une très longue durée

 

   Longtemps on a cru que, dans le règne animal, les oiseaux étaient une sorte d’intermédiaire entre les reptiles et les mammifères.. On sait aujourd’hui qu’il ne s’agissait que d’une hypothèse qui arrangeait notre ignorance. La phylogénétique moléculaire nous apprend que le groupe actuel le plus proche de celui des oiseaux est le groupe des crocodiliens.

 

   La paléontologie laisse supposer, avec, on l’a dit, des arguments plutôt convaincants, que ce sont en fait des dinosaures théropodes qui ont donné naissance aux oiseaux, et plus particulièrement le groupe des maniraptoriens (voir plus haut dans le texte).

 

   Une discipline spécialisée de la biologie évolutive appelée néontologie a étudié l’anatomie comparée des oiseaux pour en déterminer l’évolution récente et ses conclusions vont dans le même sens. De son côté, la cladistique (qui est, rappelons-le, la reconstruction des relations de parentés entre les êtres vivants au moyen de « cellules » appelées clades dans lesquels les individus retenus sont plus apparentés entre eux qu’avec n’importe quel autre groupe) a également conclu que les oiseaux sont bien issus des dinosaures théropodes.

 

   La transformation dinosaures-oiseaux s’est faite au cours des millions d’années qui nous séparent du crétacé et, comme pour les humains, il n’y a pas de chaînon manquant (voir l’article : le mythe du chaînon manquant). Cela veut dire que, progressivement, avec parfois des retours en arrière et des

derniers descendants carnivores des théropodes : ici, un aigle royal

périodes de stase, de plus en plus de caractéristiques aviaires sont apparues chez des dinosaures de moins en moins « sauriens ». Une fois l’essentiel réuni, lorsque les propriétés anatomiques principales des oiseaux furent suffisamment présentes, ce fut une explosion évolutionnaire et la diversification que nous connaissons. Comme pour les humains donc, il n’y a pas un « ancêtre » commun à tous ces oiseaux mais des espèces et des individus porteurs progressivement de plus en plus de caractéristiques aviaires. Cette « aviarisation » de certains dinosaures théropodes a commencé bien avant la catastrophe du crétacé et a permis à cette branche très particulière de résister à la grande extinction qui emporta tous leurs cousins. Ce que l’on ne sait pas, en revanche, c’est la raison de cette survie lors de la catastrophe : simple bonne fortune donc hasard ou déjà adaptation à des circonstances nouvelles ? On pourrait se poser la même question pour d’autres survivants (je pense par exemple aux crocodiliens).

 

   Les grands sauriens ont, durant des millions d’années semble-t-il, bridé l’expansion des mammifères et il aura fallu attendre la disparition des plus agressifs et volumineux d’entre eux pour que cette libération se produise. Dans le même temps, on peut également avancer que d’autres dinosaures - les oiseaux - n’ont pas empêché la diffusion radiative des mammifères tout en réussissant leur occupation d’un écosystème très important. On peut en retenir que la nature est toujours une notion d’équilibre ce que certains humains, de nos jours, semblent oublier… à leurs risques et périls.

 

 

Sources

 

1. wikipedia.org

2. jurassic-world.com

3. futura-sciences.com

4. lefigaro.fr

5. chine.in (Chine Informations)

6. dinosauria.com

 

 

Images

 

1. archéoptéryx (dkfindout.com

2. sauropode (sources : petitcarnetpaleo.blogspot.com)

3. theropode (sources : gallimard-jeunesse.fr)

4. archéoptéryx, spécimen dit de Berlin (sources : commons-wikimedia.com)

5. maniraptorien (microraptor) (sources : slideplayer.fr)

6. velociraptor (sources : famouscutouts.com)

7.gros bec de Guyane (sources : lejournal.cnrs.fr)

8. serin d'Europe (sources : jmrabby.oiseaux.net)

9. aigle royal (sources : champagne-ardenne.lpo.fr)

 

 

 

Mots-clés : saurischiens et ornithischiens - archéoptéryx - anchiornis - vélociraptors - exaptation - phylogénétique moléculaire - cladistique

 

 

 

Sujets apparentés sur le blog

 

1. le mythe du chaînon manquant

2. l'empire des dinosaures

3. la disparition des dinosaures

4. les mécanismes de l'Évolution

5. la sélection naturelle

6. retour sur la théorie de l'Évolution

7. la notion d'espèce

 

 

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mise à jour : 29 mai 2020

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6 mai 2018 7 06 /05 /mai /2018 16:27

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

 

 

LE BRACONNAGE DES ÉLÉPHANTS D'AFRIQUE À SON PLUS HAUT NIVEAU

 

 

   Ces derniers mois, le massacre des éléphants d'Afrique a pris une ampleur sans précédent au point qu'on peut légitimement se demander s'il restera encore de ces animaux dans 20 ans ! De 1,2 million en 1980, les éléphants ne sont plus que 500 000 aujourd'hui et on prévoit que 20% de plus disparaitront encore dans les 10 ans.

   Pourquoi ce carnage alors que, depuis des années, les gouvernements locaux aidés par des associations puissantes promettent d'y mettre un terme ? D'abord parce que le cours de l'ivoire atteint des sommets inégalés tant la demande asiatique est importante (et les ressortissants de ces pays de plus en plus fortunés). Ensuite parce que des groupes terroristes se financent au passage (Soudan, Ouganda, Somalie, Congo). Enfin parce que les dirigeants du monde entier ont l'esprit ailleurs (crises diverses, conflits ici ou là, recherche de profits et compétitions commerciales, etc.). Bilan : 22 000 éléphants exécutés en 2013, leurs défenses sciées et leurs carcasses pourrissant dans la savane. Cela représente 2,5 fois plus de massacres qu'en 2000 ! Et l'année 2017, pour ce qu'on en sait, a été encore plus meurtrière...

   Du coup, les pays concernés par le braconnage (Kenya, Niger, Gabon, etc.), ceux concernés par le transit (Malaisie, Vietnam, Philippines, etc. ) et les principaux pays de consommation (Chine, Thaïlande, etc.) ont décidé d'unir leurs efforts pour lutter contre le fléau. Tuer un éléphant sera dorénavant considéré comme "un crime grave" et l'arsenal dissuasif sera renforcé ! On voudrait y croire...

   Cela me rappelle les grands prêtres égyptiens qui faisaient orner les tombes des pharaons de formules effrayantes et dissuasives, faisaient creuser de fausses galeries et de fausses chambres mortuaires pour tromper et perdre les voleurs, faisaient installer des pièges, des puits et des trous profonds, le tout dans une obscurité totale. Peine perdue : dès la plus haute antiquité, les tombes royales avaient été pillées tant l'appât du gain est un puissant stimulant... Je parie qu'il en sera de même des bonnes résolutions de protection des éléphants. En fait, il faudrait tirer à vue sur les braconniers mais, comme nous sommes des gens très civilisés, c'est totalement impossible. Je suis donc à peu près certain que mes petits-enfants ne connaîtront les éléphants que par les quelques exemplaires restant dans les zoos.

crédit image : http://blinmaignelay.bbfr.net

 

 

 

 

LES ANIMAUX ONT DE LA MÉMOIRE !

 



   Comme je le faisais remarquer dans le sujet traitant de l'intelligence animale, celle-ci ne peut exister que si elle s'appuie sur une bonne mémoire. Justement, les animaux ont en général une excellente mémoire : la preuve vient d'en être une nouvelle fois apportée par l'anecdote qui suit.

   Du temps de la guerre froide, la zone qui séparait la République tchèque et la République fédérale d'Allemagne de l'Ouest était truffée d'ouvrages de protection et de clôtures, le tout intensément électrifié afin de décourager les éventuels transfuges (mais aussi les attaques potentielles de part et d'autre). Cette situation date d'une quarantaine d'années et pourtant les cerfs vivant aujourd'hui dans cette contrée continuent d'éviter la zone frontalière : aucun de ces animaux n'a évidemment connu cette période pour eux lointaine puisque les cerfs ne vivent qu'une quinzaine d'années environ... Les relevés GPS effectués entre 2005 et 2011 sur plus de 100 cerfs répartis de part et d'autre de cette frontière sont catégoriques : la zone anciennement électrifiée est désertée par ces animaux. Il semble que ce soit les biches qui transmettent l'info à leurs petits qui, par la suite, conserveront ces habitudes d'évitement !

   Cela prouve une chose : non seulement les cerfs ont une bonne mémoire mais ils sont, de plus, capables de transmettre des informations acquises à leur descendance. Une indéniable forme d'intelligence...


pour en savoir plus sur l'intelligence animale : http://www.cepheides.fr/article-de-l-ethologie-l-intelligence-animale-1-113522902.html
image : claudinedu11200.centerblog.net

 

 

 

NAIA, LA PLUS ANCIENNE DES AMÉRICAINES
 


  

   Le crâne et le squelette quasi-complet d'une jeune femme d'environ quinze ans ont été retrouvés au fond d'une grotte totalement immergée du Mexique appelée le "trou noir" (Hoyo Negro). Les scientifiques ont étudié ces restes durant plus de 7 ans car, d'après la datation au Carbone 14, Naïa (c'est ainsi qu'ils l'ont nommée) vivait dans cette partie du Mexique, le Yucatan, il y a environ... 13000 ans ! Ce qui en fait actuellement le plus vieux fossile humain du continent américain. Depuis la découverte du squelette en 2007, on en sait un peu plus sur la jeune femme, qui est probablement tombée dans cette grotte, autrefois située au dessus du niveau de la mer, et s'y est brisé le bassin. Impossible pour elle alors de remonter, à moins évidemment qu'elle ne soit morte sur le coup...

   Après avoir étudié le squelette dans son endroit naturel, l'eau, les scientifiques ont reconstitué numériquement le squelette afin de comprendre ce qu'il s'était passé. Ils ont ensuite prélevé quelques brins d'ADN dans une dent (une molaire) ce qui a permis de mettre en évidence le profil génétique asiatique de Naïa. Comme l'anatomie de la jeune femme l'apparente sans hésitation aux autres fossiles paléoaméricains, on peut en induire que les premiers occupants des Amériques ont pénétré le nouveau monde par le détroit de Béring, en provenance directe de la Sibérie.


image : premiers Américains (sources : hebdomadaire Valeurs Actuelles)

 

 

LA DÉFORESTATION, ENCORE ET TOUJOURS
 

 


   Homo sapiens continue son œuvre de destruction des ressources naturelles de la Terre, notamment des forêts, pourtant proclamées "poumons de la planète" et abritant des milliers d'espèces souvent encore inconnues et qui disparaissent avec elles. Rien n'y fait : congrès, moratoires, traités internationaux, décrets, etc. se sont multipliés sans résultats; le pillage continue imperturbablement, parfois même, comme au Brésil, dans des zones en principe protégées par l'État ! Il faut dire que cela rapporte tellement d'argent...

   Cette année (2014), la palme du mauvais élève revient à l'Indonésie avec 840 000 ha de forêt vierge abattue, nouveau record de destruction de la forêt tropicale, souvent primaire d'ailleurs. Le Brésil qui n'a détruit "que 480 000 ha" devient presque fréquentable. Bilan global : en 2013, selon la FAO, c'est 13 millions d'ha qui sont partis en fumée, soit la surface de l'Angleterre... On peut le dire autrement : le déboisement correspond à plus de quarante terrains de football PAR MINUTE !

   Et pourquoi un tel massacre ? Eh bien, pour l'argent évidemment car au delà des surfaces converties en terrains agricoles, il y a le trafic des bois rares qui détruisent les forêts les plus anciennes et les plus riches et, en Indonésie et Malaisie, la culture du palmier à huile qui fait des ravages... alors que l'huile de palmiste, très riche en acides gras saturés, est fortement déconseillée par le corps médical !

   Les scientifiques nous le disent : cette déforestation contribue pour 20% du réchauffement climatique. Et nous, on nous demande d'éteindre l'électricité quand on quitte une pièce !


Image : déforestation à Bornéo
(sources : http://pleasehelpstopdeforestation.blogspot.fr/)

 

 

 

 

LA SIXIÈME EXTINCTION DE MASSE EST COMMENCÉE
 

un trilobite : après avoir dominé le monde durant 200 millions d'années, ces animaux disparurent au Permien, vers - 245 millions d'années, victimes de la troisième extinction de masse


 

   Dans le passé de notre planète, au cours de presque 500 millions d'années de présence de la vie organisée, il y a eu cinq extinctions de masse qui, chaque fois, ont failli faire disparaître toute vie sur Terre.

   Une nouvelle extinction massive est en marche si l'on en croit les chiffres avancés par le Fonds mondial pour la nature (WWF). Qu'on en juge : les scientifiques ont suivi 10 380 populations d'animaux représentant 3 038 espèces de mammifères, reptiles, oiseaux, poissons et amphibiens.

   Le constat est sans appel : 76% de baisse de population pour les poissons (les plus touchés sont ceux vivant en eau douce) et 39% pour les animaux terrestres...

   Les causes ? La pêche intensive, la chasse (et le braconnage), la destruction des réserves naturelles (et donc des habitats), notamment par la déforestation sauvage et, bien sûr, le réchauffement climatique. Bref la présence de l'homme et de son esprit de lucre...

   Les cinq extinctions précédentes avaient mis des milliers, voire des centaines de milliers d'années pour aboutir à la destruction du Vivant mais, les hommes, eux, auront mis à peine 200 ans pour en arriver où nous en sommes ! Prodigieuse performance... Que voulez-vous, on n'arrête pas le progrès !


Pour en savoir plus sur les extinctions de masse précédentes : http://www.cepheides.fr/article-16856993.html
(crédits photo : Wikipedia)

 

 

LES ANIMAUX ONT-ILS DES SENTIMENTS ?
 

 


   Voilà une notion difficile à affirmer tant les comportements des animaux semblent liés à l'instinct et aux réflexes conditionnés. Pourtant certains scientifiques pensent que cela est possible pour certains animaux dits d'intelligence supérieure comme les grands primates... ou les éléphants.

   Voici une anecdote à verser au dossier. Nous sommes en 2013, à la réserve de Rongchengen, en Chine. Un jeune éléphanteau est mis en présence de sa mère peu après la mise-bas. Hélas, la mère ne veut pas reconnaître son enfant et elle le rejette violemment. L'éléphanteau essaye à plusieurs reprises de revenir vers elle mais rien n'y fait. Du coup, le bébé éléphant se met à l'écart pour pleurer durant cinq heures sans que rien ni personne ne puisse le "consoler" ! Pur hasard ?

   De le même façon, en Inde, un éléphant qui vivait des sévices insupportables depuis près de 50 ans s'est vu libérer par une organisation humanitaire (North London Charity Wildlife). Une fois mis à l'abri, alors qu'on lui enlevait ses chaînes, l'animal s'est mis à pleurer en silence durant de longues minutes... Hasard encore ?

   La différence entre les animaux et l'Homme (un primate supérieur) n'est pas une affaire de nature mais de degrés. Dès lors, puisque pourvus d'un système nerveux central et la possibilité d'innover, donc de réfléchir, pourquoi certains animaux évolués ne pourraient-ils pas être dotés de sentiments et d'émotions ? De la même façon, pourquoi ne pourraient-ils pas - même confusément - pressentir ce qu'est la mort ? Sur ce dernier point, on trouvera une réflexion sur le sujet ici :
http://www.cepheides.fr/article-de-l-ethologie-la-notion-de-mort-chez-les-animaux-61983648.html


(Crédit-photo : http://tvanouvelles.ca/)

 

 

L'OUTIL N'EST PAS LE PROPRE DE L'HOMME !

 

un chimpanzé et sa baguette "attrape-fourmis"



   J'ai récemment entendu sur une chaîne de télé un commentateur affirmer que ce qui différenciait les hommes des autres êtres vivants était leur faculté à fabriquer des outils... Quelle ignorance de la part de ceux qui croient nous informer !

   En effet, parmi les singes et grands primates, l'Homme n'est pas le seul à se servir d'outils. Par exemple, on a depuis longtemps observé des chimpanzés affûtant des pieux pour chasser ou fabriquant des sortes d'éponges pour boire et se laver ou bien encore, comme sur la photo ci-dessus, confectionnant de longues baguettes pour capturer les fourmis et autres insectes dans les anfractuosités inaccessibles à la main. Les gorilles, quant à eux, sont bien connus pour tester la profondeur d'une mare d'eau à l'aide d'un bâton tandis que les singes capucins constituent, à l'aide de deux pierres, enclume et marteau pour casser des noix... Les éléphants savent fabriquer des couvercles pour protéger leurs trous d'eau, etc.

   Et cette faculté à utiliser des outils n'est pas propre aux mammifères : certaines espèces de vautours se servent de pierres pointues pour percer les œufs tandis que la loutre de mer utilise des pierres pour casser les coquillages... tout comme la mouette rieuse chère à Gaston Lagaffe qui laisse tomber des objets lourds pour briser les coquillages de son futur repas...

   D'ailleurs, concernant les hominidés, n'en déplaise à notre journaliste mal renseigné, ce n'est pas homo sapiens (l'homme moderne) qui a "inventé" les outils : il y a plus de 2,5 millions d'années certains australopithèques affûtaient déjà des galets pour les rendre plus tranchants.

   Il faut savoir rester modeste ; certes, l'Homme a construit et utilise des outils extraordinairement plus complexes et plus performants (c'est ça qui est remarquable) mais, dans ce domaine, il n'a rien inventé ! On en saura un peu plus en se référant à deux articles du blog évoquant plus particulièrement ces sujets : "le propre de l'Homme" (
http://www.cepheides.fr/article-23002687.html) et "l'apparition de la conscience" (http://www.cepheides.fr/article-de-l-evolution-l-apparition-de-la-conscience-123701622.html).

Crédit-photo :  pratique.fr

 

 

PRÉDATION NOCTURNE

 


   La prédation a lieu toujours et partout ! Même dans les endroits les plus improbables et dans les conditions les plus bizarres. Tenez : prenez le cas du chaenophryne longiceps, un carnassier des grandes profondeurs océanes (- 3000 m) dont l'image figure ci-dessus.

   Là où sévit ce prédateur, le monde est dans une obscurité totale : le chaenophryne a la forme d'une boule d'un noir de jais mais il possède un leurre luminescent, à savoir une longue tige membraneuse située juste au dessus de sa redoutable mâchoire aux dents acérées. Les proies, elles, ne voient que cette lumière aveuglante et si attirante pour l'endroit qu'elles se jettent directement dans la gueule de leur pire ennemi...

   Le chaenophryne est un animal très très spécial et représente une singularité en éthologie. En effet, sa sexualité est des plus extraordinaires : le mâle, beaucoup plus petit que la femelle, passe son temps (quand il ne mange pas) à la chercher grâce à son odorat extrêmement développé et lorsqu'il la trouve, il la mord mais en libérant une enzyme qui dissout et sa bouche, et la partie mordue de la femelle. Les deux animaux fusionnent alors leur système sanguin et le mâle se met à mourir peu à peu en se résorbant dans la femelle ! D'abord ce sont les organes digestifs qui disparaissent puis le cerveau, les yeux et, en dernier, les organes reproducteurs, à savoir les testicules qui libèrent leur semence avant, eux aussi, de se dissoudre...

   L'Évolution donne parfois des solutions pour le moins inattendues mais ici, si cette étrange situation sexuelle perdure, c'est que l'espèce y a trouvé son avantage. La Vie, parfois, emprunte des cheminements bizarres !


D'autres exemples de prédation nocturne ici : http://www.cepheides.fr/article-de-l-evolution-la-nuit-du-chasseur-ou-la-predation-nocturne-122917415.html

Image ; dessin d'un chaenophryne longiceps (sources en.wikipedia.org)

 

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24 mars 2018 6 24 /03 /mars /2018 18:42
DE L'ASTRONOMIE : le Soleil, une étoile ordinaire

 

 

   Notre étoile est une naine jaune de type G2-V, G2 signifiant qu’elle est un peu plus chaude que la moyenne des étoiles de sa catégorie tandis que V (prononcer cinq) veut simplement dire que le Soleil se situe au centre de la séquence principale du diagramme de

diagramme HR : le Soleil au milieu de la ligne médiane

Hertzsprung-Russell (HR) qui répertorie la vie des étoiles. Fondu dans la masse des astres sans histoires, le Soleil, est donc en équilibre, bien tranquille en somme et à peu près à la moitié de sa vie. C’est une étoile relativement ordinaire puisque, dans la Voie lactée, les naines jaunes

comme elle sont près de dix milliards, à rapporter il est vrai à un total d’environ 150 milliards d’étoiles dont l’immense majorité est représentée par des naines rouges, des étoiles plus petites et moins chaudes que notre Soleil.

 

   Le Soleil est une étoile de 1 392 000 km de diamètre (109 fois le diamètre de la Terre) représentant 99,584 % de la masse du système solaire et, lorsqu’on le regarde à l’horizon terrestre, sa lumière qui parvient jusqu’à nous a voyagé durant 8 minutes et 19 secondes. Toutefois, si notre Soleil semble bien briller d’un beau jaune, plus ou moins orangé par moments, c’est essentiellement dû à la présence de l’atmosphère terrestre car, de l’espace, il apparaît d’un blanc tirant sur le vert et c’est bien ainsi que l’ont vu les astronautes des différentes missions spatiales.

 

   Le Soleil est une étoile parmi d’autres mais qui présente pour nous une propriété extraordinaire : c’est la seule dont nous soyons certains qu’une des planètes qui tourne autour d’elle renferme la Vie.

 

 

 

Le Soleil dans la Galaxie

 

   Le Soleil est un astre appartenant à une grande galaxie spirale barrée, la Voie lactée, dont on estime qu’elle abrite environ 150 milliards d’étoiles. Il existe des milliards de galaxies renfermant chacune des centaines de milliards d’étoiles : notre Soleil est l’une d’entre elles et c’est dire l’insignifiance de notre présence en ce bas-monde. Pour bien saisir cette existence infinitésimale, on dit parfois qu’il y a autant d’étoiles dans l’univers que de grains de sable à la surface de la Terre, le Soleil étant un seul de ces grains de sable…

 

   Dans la Voie lactée, il est situé approximativement vers les

le Soleil est dans la banlieue de la Galaxie

2/3externes de l’ensemble, c’est-à-dire à environ 25 000 années-lumière du centre galactique occupé par un monstre pour l’instant en sommeil relatif, le trou noir baptisé Sagittarius A. Notre galaxie (qu’on appelle également la Galaxie, avec un G majuscule) étant du genre spirale, elle est dotée de quatre bras et c’est sur le bord intérieur de l’un d’entre eux, le bras d’Orion, que se trouve notre Soleil.

 

   Dans notre inconscient collectif, depuis que l’astronomie a pu s’affranchir des obscurantismes du passé, on sait que la Terre et les autres planètes tournent autour du Soleil qu’on imagine volontiers immobile : il s’agit là d’une erreur flagrante. Comme toutes les étoiles de toutes les galaxies, le Soleil est animé d’un mouvement propre qui le maintient en équilibre relatif avec les autres objets de son entourage. En réalité, le Soleil (et son système planétaire) se déplace à la vitesse de 217 km/sec (soit une année-lumière chaque 1400 ans) en un immense parcours circulaire autour du centre de la Voie lactée, un périple qui l’amène à en faire un tour complet en environ 226 millions d’années : depuis qu’elle existe, notre étoile a fait 18 fois le tour de la Galaxie…

 

   De la même manière, l’environnement proche du Soleil change lentement, les différentes étoiles se déplaçant les unes par rapport aux autres : par exemple, la naine rouge Proxima du Centaure qui est actuellement l’étoile la plus proche du Soleil puisqu’elle est située à 4,23 années-lumière de lui, ne le sera plus dans 33 000 ans, alors remplacée par une autre naine rouge, Ross 248.

Voir aussi :   la Voie lactée

                    les galaxies

                                  

Activité solaire

 

   Puisque le Soleil est une étoile, son activité consiste essentiellement à transformer de l’hydrogène en hélium et cette activité est gigantesque : chaque seconde, dans son cœur, notre étoile transforme 564 millions de tonne d’hydrogène en 560 millions de tonnes d’hélium ce qui lui fait perdre 4 millions de tonnes d’hydrogène dans l’opération. Chaque seconde  ! En fait, en une seconde le Soleil dégage plus d’énergie que toutes les civilisations humaines depuis leur apparition. Et cela dure depuis 4,57 milliards d’années et durera encore au moins aussi longtemps. C’est la raison pour laquelle, comme on l’a déjà dit, le Soleil se trouve sur la bande médiane du diagramme HR comme toutes les étoiles qui vivent tranquillement leur vie. Pour l’instant, il est composé de 74% d’hydrogène et de 24% d’hélium ce qui lui laisse de la marge (le reste de matière - oxygène, carbone, fer, etc. - est négligeable). Mais, bien entendu, ici-bas tout a une fin et lorsqu’elle aura épuisé ses réserves d’hydrogène, il faudra bien que notre étoile trouve le moyen de continuer à exister, du moins pour quelque temps supplémentaire : c’est ce que nous verrons un peu plus loin.

 

   À l’inverse d’une planète tellurique comme la Terre, le Soleil ne

structure du Soleil

présente pas de limites bien définies et la densité de ses gaz chute de manière progressive à mesure que l'on s'éloigne de son centre. Toutefois sa structure globale est assez bien comprise. On lui décrit :

 

* un noyau central dans lequel se font les réactions nucléaires, c’est-à-dire la fusion des atomes d’hydrogène pour aboutir aux atomes d’hélium. Inutile de préciser que les chiffres à cet endroit sont inimaginables : 15 millions de degrés pour la température (contre 5800 K en surface) et 340 milliards de fois la pression terrestre  !

 

* une zone radiative : c’est une région de gaz denses où les rayons gamma provenant de la fusion centrale sont réémis sous la forme de rayons X et ultra-violets dont les particules lumineuses, les photons, mettent un temps considérable pour traverser les différentes strates solaires avant d’arriver en surface (les scientifiques avancent les chiffres de 10 000 à 170 000 ans). Une fois atteinte la photosphère, ces photons s’échappent principalement sous forme de lumière ;

 

* une zone convective où l’énergie centrale est transmise à la surface par convection (mouvements verticaux de va-et-vient selon les différences de température) : l’énergie est conduite en surface par les gaz qui « replongent » lorsqu’ils la perdent ;

 

* la photosphère (160 km d’épaisseur) d’où part l’émission d’énergie qui atteint les planètes et

 

* la chromosphère, couche semi-transparente où se forment les protubérances, ces colonnes de feu qui jaillissent sur plusieurs centaines de km de hauteur ;

 

* la couronne solaire, enfin, qui est en quelque sorte la « chevelure » de l’atmosphère solaire.

 

   Nous venons de décrire (très) succinctement la structure du Soleil mais il serait bien entendu absurde de penser que son activité s’arrête là. Car, au-delà de la couronne qui s’évanouit peu à peu, commence ce que l’on appelle l’héliosphère qui, comme son nom l’indique est une immense bulle entourant notre étoile (et ses planètes). Cette héliosphère s’étend jusqu’aux confins du système, parcourue par les vents solaires (flux de plasma éjecté de la haute atmosphère solaire). On appelle alors héliopause l’endroit où ces vents solaires sont finalement neutralisés par le milieu interstellaire, l’endroit, en somme, où l’on sort de la zone d’influence de notre étoile pour entrer véritablement dans l’espace galactique proprement dit. C’est l’exploit qui a été réalisé il y a quelques mois par la sonde spatiale Voyager 1, premier et jusqu’à présent seul objet de fabrication humaine à être allé aussi loin : après un voyage de plus de quarante ans, le petit engin reste malgré tout toujours alerte et réactif aux ordres de sa base de lancement…

Voir aussi :   Les sondes spatiales Voyager

                       

 

Les cycles du Soleil

 

   Les mouvements du Soleil ne concernent pas uniquement ses déplacements au sein de la Galaxie puisqu’il est également animé d’une rotation sur lui-même en environ 27 jours (25 à son équateur, 35 aux pôles). En fait, le Soleil est une boule de plasma et de gaz ce qui explique que cette rotation ne soit pas homogène sans que les scientifiques n’aient réellement compris les mécanismes en action. Quoi qu’il en soit, le Soleil génère un intense champ magnétique dont les effets se font sentir dans toute sa zone d’influence, notamment sur notre planète (aurores boréales notamment).

 

   Il existe bien un cycle solaire, c’est-à-dire une alternance d’activité maximale et minimale de notre étoile. Le phénomène est connu depuis longtemps et a été décrit pour la première fois par un astronome allemand, Heinrich Schwabe en 1843. Ce cycle est d’environ 11 ans (mais il est parfois irrégulier variant de 8 à 15 ans) et il faut bien reconnaître qu’aucune explication parfaite n’a jusqu’ici été proposée pour l’expliquer.

 

   De la même façon, le Soleil présente des taches sombres variables et intermittentes, un phénomène connu depuis la plus haute antiquité

taches solaires

puisque déjà remarqué par les astronomes grecs et chinois. Toutefois, c’est à Galilée que revient le fait d’avoir pu les observer en détail en 1612 grâce sa lunette astronomique. Cet aspect plus sombre d’une partie de l’étoile est en rapport avec un refroidissement (relatif) dont la cause semble être une inhibition de la convection (cf supra) à la suite d’une augmentation locale du champ magnétique. En fait, une tache solaire est une espèce d’immense tourbillon (certaines taches sont grandes comme des dizaines de Terre) où le gaz situé à la surface du Soleil plonge vers l’intérieur à des vitesses de plusieurs milliers de km à l’heure.

 

   Depuis que l’on étudie ce phénomène, nous nous trouvons dans le 24ème cycle solaire. La fin du 23ème cycle s’est produite en 2008 mais la reprise et le début du 24ème cycle se sont fait attendre jusqu’en 2013 sans que l’on ait de franches explications sur le sujet : on trouvera un article plus complet ICI. Ce que l’on peut dire toutefois, c’est qu’un tel phénomène - déjà connu par le passé - entraînera peut-être une baisse durable de l’activité solaire ce qui pourrait conduire à un refroidissement général à la surface de notre planète (compensé - mais jusqu’à quel point ? - par l’éventuel réchauffement climatique tant discuté de nos jours).

Voir aussi :   l’énigme des taches solaires

 

 

 

Le Soleil, une naissance assez classique…

 

   La Voie lactée est âgée d’environ 13 milliards d’années ce qui en fait, en réalité, une contemporaine des presque débuts (l’âge de l’Univers étant estimé à 13,7 milliards d’années) mais, bien entendu, le Soleil s’est formé bien plus tard, à peu près vers les 2/3 de l’âge de la Galaxie. Longtemps, les astronomes ont pensé que cette création était en rapport avec l’explosion locale d’une supernova, une théorie aujourd’hui abandonnée.

 

  L’hypothèse la plus vraisemblable est celle, il y a 4,5 milliards d’années de la présence d’une immense nébuleuse, c’est-à-dire un vaste ensemble de gaz et de matière s’étendant sur des dizaines d’années-

vue d'artiste de la naissance du Soleil

lumière. Sous l’effet de la gravitation, un nuage froid d’hydrogène et d’hélium se met à tourner de plus en plus vite sur lui-même. Le nuage s’aplatit progressivement tandis que sa température s’élève de façon vertigineuse et que, au centre, une zone ultra-compacte commence à délimiter les contours d’une proto-étoile. De la matière vient s’agréger à l’ensemble et lorsque la température atteint les 15 millions de degrés, les réactions thermonucléaires s’enclenchent avec l’amorce de la fusion de l’hydrogène : le Soleil vient de naître. Il ne nait d’ailleurs certainement pas seul puisque, la plupart du temps, de tels phénomènes engendrent l’apparition d’une poignée d’étoiles, le plus souvent quelques dizaines. Toutefois, nous évoquons un passé très ancien et, avec le temps et les mouvements stellaires relatifs, ces étoiles-sœurs se sont éloignées les unes des autres, certaines d’ailleurs étant déjà mortes. Aujourd’hui, il est impossible de savoir quelles étoiles faisaient alors partie de la pouponnière de notre astre du jour.

 

   On peut estimer la naissance du Soleil comme assez rapide (en termes astronomiques) puisqu’elle aura duré approximativement cinquante millions d’années, à comparer aux 12 milliards d’années que la nouvelle étoile a devant elle. Dont environ 10 milliards passés comme on l’a déjà signalé bien au calme sur la séquence principale du diagramme HR. Aujourd’hui, notre étoile se trouve en quelque sorte presque au milieu de sa vie ce qui signifie que, lorsque tout commencera à aller mal pour elle (dans 6 à 7 milliards d’années), les Hommes auront depuis longtemps, très longtemps, disparu. Mais cela ne nous empêche pas de savoir à l’avance comment tout finira pour notre Soleil puisque les astres de sa catégorie, les naines jaunes, sont connus depuis longtemps.

Voir aussi :   la Terre, centre du Monde

                    origine du système solaire

 

 

… mais  une mort plutôt singulière

 

     Toutes les étoiles ne sont pas égales face à leur mort : celle-ci dépend de leur taille, nous avons déjà eu l’occasion de l’évoquer ICI. Loin de la disparition apocalyptique des étoiles de plus de huit masses solaires qui terminent en supernovas, le Soleil quant à lui va passer par plusieurs stades successifs, assez bien documentés aujourd’hui par l’étude attentive de la disparition d’autres naines jaunes.

 

*  Signalons tout d’abord que, au cours de sa vie et au fur et à mesure que le Soleil perd son hydrogène au profit de l’hélium qu’il fabrique, sa luminosité et sa chaleur augmentent lentement, tant et si bien que dans un milliard d’années la Terre sera devenue pratiquement inhabitable : il sera alors temps - si l’humanité existe encore (ce dont je doute fortement) - de songer à émigrer peut-être sur une des lunes des géantes gazeuses. Encore deux milliards d’années et la chaleur du Soleil fera s’évaporer les océans terrestres, la Terre ne sera alors plus qu’une planète-désert calcinée. Toutefois, la véritable catastrophe reste encore à venir ;

 

* dans 4 milliards d’années, lorsque le Soleil aura environ le double de son âge actuel, notre étoile aura définitivement épuisé ses réserves d’hydrogène et son cœur ne sera plus composé que d’hélium et d’éléments plus lourds. C’est à ce stade, un stade où il ne pourra plus produire d’énergie, qu’il quittera la séquence principale du diagramme HR, son cœur commençant spontanément à se contracter tandis que, pour garder son équilibre, son diamètre et sa luminosité vont doubler ;

 

* dans 6 milliards d’années, les couches solaires superficielles seront

progressivement repoussées avec pour conséquence une dilatation lente durant 500 millions d’années puis plus rapide les 500 millions d’années suivants : d’un diamètre 100 fois plus grand que l’actuel et 2000 fois plus lumineux, le Soleil sera devenu une géante rouge qui englobera jusqu’à l’orbite de Vénus et durera encore un milliard d’années ;

 

* puis, la couronne externe du cœur de l’étoile va contracter l’hélium et initier sa réaction de fusion pour le transformer en carbone et en oxygène : il s’agira d’une réaction brutale appelée « le flash de l’hélium » dont la conséquence sera la diminution du volume et de la luminosité de l’étoile qui deviendra alors une sous-géante rouge

 

* …qui va, lorsque tout l’hélium central aura été définitivement transformé, retrouver à nouveau son état de géante rouge durant une vingtaine de millions d’années supplémentaires. N’étant pas assez massif pour suffisamment comprimer son cœur de carbone, ses couches externes seront peu à peu dispersées dans l’espace pour donner ce que l’on appelle classiquement une « nébuleuse planétaire », terme toujours usité mais datant des débuts de l’astronomie moderne lorsqu’on croyait ces images en rapport avec des planètes. Cette nébuleuse planétaire sera composée d’hélium, de restes d’hydrogène ayant échappé aux fusions successives et d’un peu de carbone : ce nuage très chaud (10 000 K) pourra participer à la naissance de nouvelles étoiles, comme quoi, dans la Nature, de la mort souvent nait la vie…

 

* et le noyau dans tout ça ? Composé de carbone mais n’ayant plus de

naine blanche et sa nébuleuse planétaire

carburant à consommer pour s’opposer aux forces gravitationnelles, le cœur va s’effondrer sur lui-même pour former une naine blanche, c’est-à-dire un astre de la taille de la Terre mais composé d’une matière dégénérée si dense qu’un grain de poussière y pèsera plus que toute la tour Eiffel. Au début, la naine blanche sera très brillante en raison de la chaleur emmagasinée puis elle se refroidira progressivement durant plusieurs milliards d’années avant de ne plus être qu’un cadavre n’émettant plus aucune lumière, une naine noire.

Voir aussi :   mort d’une étoile

                    la mort du système solaire

 

 

Le Soleil, une étoile très particulière

 

   Évidemment, quand on y réfléchit, dans l’immensité - peut-être l’infini - de l’espace, notre Soleil et son cortège de planètes, ce n’est pas grand-chose. D’abord, parce que des étoiles du même type, il en existe des milliards, probablement des milliards de milliards. Ensuite, parce que le Soleil, étoile moyenne, est totalement « noyé » dans l’immensité de la Voie lactée et ses 200 milliards d’étoiles. Enfin parce que la Voie lactée elle-même est insignifiante comparée aux milliards d’autres galaxies de l’univers visible.

 

   Pourtant, à nos yeux, le Soleil représente une étoile très spéciale… puisque c’est la nôtre. À notre connaissance, elle seule, abrite la Vie avec certitude. Bien sûr, statistiquement, cette vie, sous une forme ou sous une autre, existe forcément quelque part, ailleurs. Mais, pour le moment, nous ne pouvons pas  l’affirmer avec certitude. Et puisqu’il est si proche de nous, le Soleil a été l’étoile qui nous a permis de comprendre plus facilement les autres étoiles, celles qui lui ressemblent, évidemment, mais aussi les autres, observées et comparées à lui. Nous lui devons donc, outre la vie, une certaine approche de l’univers qui nous entoure.

 

   Pour l’espèce humaine, le Soleil est une étoile ambivalente : tout à fait ordinaire d’un certain point de vue, mais totalement exceptionnelle de l’autre. C’est en cela qu’il est si précieux.

 

 

 

 

Sources

 

* wikipedia France

* encyclopaediae britannica

* astronoo.com  

* revue Ciel et Espace

 

 

 

Images

 

1. coucher de soleil (sources : fond-d-ecran-gratuit.org)  

 

2. diagramme de Hirtzprung-Russel (sources : astronomie.savoir.fr)


3. place du Soleil dans la Galaxie (sources : cuk.ch)

 

4. structure du Soleil (sources : univers-astronomie.fr)

 

5. taches solaires (sources : journaldunet.com)

 

6. naissance du Soleil (sources : images.4ever.eu)

 

7. Soleil, géante rouge (sources : jmmasuy.net)

 

8. naine blanche et sa nébuleuse planétaire (sources : techno-science-net)

 

 

Mots-clés : naine jaune - Proxima du Centaure - planète tellurique - supernovas

 

 

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Mise à jour : 18 novembre 2019

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14 janvier 2018 7 14 /01 /janvier /2018 17:05
vue d'artiste d'une exolune

 

   Aujourd’hui, les scientifiques nous affirment que, en mars 2018, plus de 5000 exoplanètes (c’est-à-dire de planètes existant dans des systèmes stellaires autres que le nôtre) ont été mises en évidence. Toutefois, c’est au mois d’avril 2014 qu’a été publiée la dernière statistique réellement fiable du nombre d’exoplanètes : le total s’élevait alors à 1783 correspondant à 1105 systèmes stellaires (dont 460 multiples). Bien entendu, pour ces 1105 systèmes il s’agit uniquement des planètes visibles par nos outils encore imprécis et il y a gros à parier que nombre d’entre elles restent ignorées, notamment les petites planètes telluriques comme la Terre.

 

    En réalité, puisque la Voie lactée contient environ 200

plus de planètes que d'étoiles et encore plus de lunes

milliards d’étoiles, c’est probablement plusieurs centaines de milliards de planètes qui peupleraient notre seule galaxie et, d’après une étude récente, environ 8,8 milliards d’entre elles seraient semblables à la Terre… Un nombre gigantesque et en fait inaccessible à notre entendement  ! On trouvera un certain nombre d’informations sur ces exoplanètes - notamment sur les méthodes de détection - dans l’article dédié à ce sujet ICI .

 

   D’autre part, dans le système solaire, si Mercure ne possède aucun satellite, Jupiter en compte 69, Saturne une soixantaine, etc. et puisqu’il n’y a aucune raison pour que notre système soit exceptionnel, il est plus que probable qu’il existe encore plus de lunes naturelles dans la Voie lactée que de planètes. Néanmoins, en raison de leur petite taille comparée à celle de l’étoile centrale de leur système, aucune d’entre elles n’a encore été mise en évidence et, du coup, chez les scientifiques spécialistes de la question, c’est la course à celui qui, le premier, en identifiera une.

 

   Précisons enfin qu’évoquer le nombre de lunes possiblement existantes dans l’Univers n’a rien d’un exercice gratuit car, comme on le verra, ce sont elles qui sont les meilleures candidates pour abriter une forme de vie.

 

 

Quelles conditions à l’apparition de la Vie ?

 

   Nous avons déjà évoqué les conditions indispensables pour que la Vie puisse apparaître sur une planète (voir : le sujet dédié ici). Rappelons brièvement les principales d’entre elles :

 

* le temps : il a fallu plus de trois milliards d’années pour que la Vie telle que nous la connaissons apparaisse sur Terre et on imagine facilement qu’il en est probablement de même un peu partout dans l’Univers. Une étoile de type naine jaune comme le Soleil semble être le type stellaire le mieux adapté à de telles longueurs de temps mais, d’un autre côté, les naines rouges, notoirement moins rayonnantes (mais à la longévité largement plus importante) sont en revanche bien plus nombreuses…

 

*  se trouver dans la zone habitable d’un système stellaire : trop près de l’étoile, la planète serait brulée et incapable de voir se développer la Vie, exposée qu’elle serait aux multiples radiations stellaires et à la chaleur intense. À l’inverse, trop éloignée de l’étoile centrale, le sol gelé d’une planète glacée serait incapable de permettre la présence permanente d’eau liquide dont on peut penser qu’elle est indispensable au développement d’une matière vivante telle qu’on la connait ;

 

la présence d’un champ magnétique important susceptible de dévier les rayons cosmiques et autre vent solaire dont l’impact trop intense risque de dégrader les fragiles structures cellulaires du vivant. La Terre possède un tel champ magnétique qui protège ses habitants biologiques mais la Lune, par exemple, en est pratiquement dépourvue ;

 

* la souplesse de la croûte terrestre : une dérive des continents et la recomposition au fil du temps des différentes plaques tectoniques permet tour à tour le brassage et l’isolation des populations vivantes : c’est ce phénomène qui entraîne, par la sélection naturelle, l’évolution des espèces, du coup bien difficile à concevoir sur une planète rigide ;

 

* l’existence de planètes géantes dont la présence est une sorte

planètes géantes, gages de stabilité

de bouclier pour les planètes plus petites puisqu’elle leur évite

d’être trop souvent bombardées par les différents bolides croisant dans le système stellaire concerné

 

*  et l’eau, certainement indispensable.

 

   Pour que les conditions d’apparition de la Vie soient réalisées, il faut aussi compter sur l’absence de certains facteurs contraires comme, l’existence trop proche d’un trou noir géant (il en existe très certainement au centre de chaque galaxie), la proximité d’une supernova dont le rayonnement serait délétère pour une vie organique et, peut-être, une trop grande densité stellaire (et les perturbations gravitationnelles alors engendrées).

 

   Au total, on voit que les conditions nécessaires à l’éventuelle éclosion de la Vie sont nombreuses et variées mais, comme cela a été noté plus haut, le nombre de planètes possiblement candidates pour ressembler à la Terre est extraordinairement élevé, que ce soit comme planètes « indépendantes » ou comme satellites naturels d’une authentique planète.

 

 

Les lunes, meilleures candidates pour abriter la Vie ?

 

   C’est en tout cas ce que prétendent certains scientifiques. Pour eux, les lunes présentent d’énormes avantages : elles sont, par exemple, assez petites (comparées aux planètes) et, du coup, il y a peu de risques qu’une lune soit gazeuse mais bien plus sûrement une planète rocheuse plus hospitalière pour la matière vivante… D’autre part, un satellite naturel tourne autour d’une planète qui ne peut que le protéger des radiations nocives par son champ magnétique.

 

   On comprend toutefois que, si la détection d’une exoplanète est difficile, celle d’une exolune, bien plus petite, est quasiment impossible compte-tenu de la faiblesse de nos outils actuels, en tout cas au sol. Le meilleur détecteur de lunes reste en fait le télescope spatial Kepler lancé par la NASA en 2009 et qui a principalement recours à la méthode des transits. Rappelons

transit d'une planète sur son étoile

que, en astronomie, un transit est un phénomène qui se produit lorsqu'un objet céleste s'intercale entre l'observateur et un autre objet, le premier objet paraissant alors se déplacer devant le deuxième. Dans le cas présent, d’infimes variations dans la luminosité de l’étoile étudiée peuvent être dues au passage d’un corps bien plus petit devant elle. Résultats ? Sur plus de 1000 exoplanètes étudiées, un seul espoir (qui reste à confirmer) baptisé Kepler-1625b-I : nous aurons l’occasion d’y revenir.

 

   Pourquoi n’a-t-on pas eu jusqu’à présent plus de succès dans cette quête des exolunes ? Une des raisons principales est le domaine d’activité de Kepler. En effet, afin d’être le plus efficace possible dans sa recherche d’exoplanètes, le télescope spatial étudie essentiellement les planètes qui sont relativement proches de leurs étoiles. Toutefois, plus une planète est proche de son étoile, plus les lunes éventuelles qui tournent autour d’elle sont instables : la gravitation de l’étoile peut tout simplement arracher la lune à l’emprise de sa planète et la projeter vers l’extérieur en en faisant une planète à part entière. À moins que, à l’inverse, elle ne l’attire et la détruise. Les lunes stables sont plus éloignées de leurs étoiles mais Kepler ne les étudie pas : de ce fait, si on s’en tient aux critères d’observation retenus ici, aucune des 170 lunes existant dans le système solaire n’aurait été détectée  !

 

   C’est la raison pour laquelle les scientifiques mettent beaucoup d’espoir dans deux outils à venir, CHEOPS et TESS.

 

* CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite ou, en français, satellite de caractérisation des exoplanètes) est un petit

télescope spatial CHEOPS

satellite développé par l’Agence Spatiale Européenne et la Suisse qui doit être mis en orbite vers la fin de l’année 2018. Sa mission n’est pas de rechercher des exoplanètes (c’est le rôle de Kepler) mais d’étudier celles déjà identifiées dans un environnement relativement proche du système solaire, en essayant notamment de caractériser leurs atmosphères si elles existent. On comprend donc que CHEOPS pourra également identifier dans le même mouvement certains satellites orbitant autour de ces exoplanètes ;

 

* TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite  et, en français, satellite de relevé des exoplanètes en transit) sera quant à lui lancé en juin 2018. D’origine américaine (MIT/NASA), il s’agit également d’un petit télescope chargé de détecter les planètes telluriques gravitant dans les zones habitables d’étoiles proches de nous. TESS s’appuiera sur les observations de Kepler pour étudier les étoiles de petite taille  de type spectral G (celui du Soleil) et K. Sa particularité est que, à l’inverse des grands

télescope spatial TESS

télescopes comme Kepler ou Corot qui observent longtemps une petite fraction du ciel, TESS scrutera l’ensemble de la voûte céleste. Les scientifiques de ce projet parient sur un total de nouvelles exoplanètes découvertes compris entre 1000 et 10 000, le relais étant ensuite pris par la grand télescope spatial James Webb qui sera lancé en 2019 pour succéder au télescope spatial Hubble. Comme pour CHEOPS, les spécialistes de la question espèrent bien découvrir au passage quelques exolunes.

 

 

Exolunes : un seul candidat sérieux… pour le moment

 

   Sur plus de 280 exoplanètes étudiées d’après les observations du télescope Kepler, un seul candidat au titre d’exolune a, évoquions-nous, jusqu’à présent été identifié, ce qui semble peu. Toutefois, compte tenu des réserves exprimées plus haut, on comprend assez facilement l’indigence d’un tel résultat.

 

   La planète qui pourrait abriter la première exolune à être découverte s’appelle Kepler-1625b (b car la deuxième planète du système). Située à environ 4000 années-lumière du Soleil, l’étoile Kepler-1625 se trouve dans la constellation du Cygne et

vue d'artiste de kepler-1625b

l’exoplanète concernée est une géante du type de Jupiter. Sa

taille est d’environ 6 à 12 fois celle de notre géante gazeuse et

elle tourne autour de son étoile en un peu moins de 300 jours. Bien plus important est le fait que cette exoplanète semble se situer dans la zone habitable stellaire de son étoile. De ce fait, sa lune (de la taille de Neptune soit quatre fois celle de la Terre) devient un réel candidat potentiel au développement de la vie. Bien entendu, tout ceci mérite confirmation et approfondissement mais les scientifiques comptent beaucoup sur le télescope Hubble pour en savoir un peu plus : le calendrier de ce dernier étant particulièrement chargé, il faudra attendre encore quelques mois pour en avoir le cœur net.

 

 

L’avenir est prometteur

 

   Nous n’en sommes manifestement qu’au début du repérage (et de l’observation) d’exolunes. Les outils mis à la disposition des scientifiques progressant sans cesse, il convient par conséquent de s’armer de patience. Dans quelques années, nos instruments permettront non seulement d’identifier ces astres si convoités mais surtout d’y rechercher des traces de vie organique (étude des atmosphères, présence de certains composants propres à la vie, etc.). Si ces observations finissaient par se révéler payantes, ce serait une véritable révolution conceptuelle sur l’origine de la vie dans son acceptation la plus générale. Et cela même si ces mondes lointains restent totalement hors de notre portée : il faut 4000 ans à la vitesse de la lumière pour rejoindre une planète comme Kepler-1625b et, évidemment, beaucoup plus pour un quelconque engin de fabrication humaine. Ce qui n’empêchera certainement pas les scientifiques de braquer avec avidité leurs divers outils d’observation vers ces terres apparemment inaccessibles.

 

 

Sources

* Science & Vie, n° 1203, décembre 2017

* encyclopaediae britannica

* wikipedia

* revue Ciel et Espace

 

 

Images

 

1. vue d’artiste d’une exolune (sources : OVNI-France.fr)

 

2. des étoiles en grand nombre (sources : rtl.fr)

 

3. planète géante (sources : www.lecosmographe.com)

 

4. transit stellaire (sources : www.odyssespace.fr)

 

5. CHEOPS (sources : cheops.unibe.ch)

 

6. TESS (sources : You Tube)

 

7. vue d'artiste de Kepler-1625b (sources : news.rambler.ru)

 

 

Mots-clés : naine jaune - naine rouge - zone habitable planétaire - champ magnétique - dérive des continents - sélection naturelle - télescope spatial Kepler - Kepler-1625b

 

 

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Mise à jour : 4 mai 2018

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