Le blog de cepheides

   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

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

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

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

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-

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

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 : 20 mars 2023

   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

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

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

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

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

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

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

Sujets apparentés sur le blog

1. planètes extrasolaires

2. la formation des planètes

3. vie extraterrestre (1 et 2)

4. la voie lactée

5. l'énigme de la formation de la Lune

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Mise à jour : 20 mars 2023

LA RÉALITÉ DÉPASSE LA FICTION

   En 1941, le célèbre auteur de science-fiction Isaac Asimov écrivit une nouvelle (complétée dans un livre coécrit avec un autre auteur célèbre Robert Silverberg en 1990) intitulée " NightFall "(- quand reviendront les ténèbres - dans la traduction française). Il y était question d'un peuple vivant sur une planète éclairée par cinq soleils différents et qui ne voyait donc jamais d'obscurité naturelle. Sauf que tous les millénaires survenait un phénomène terrible : une éclipse de tous les soleils en même temps et donc la survenue d'une nuit si redoutée que le chaos s'emparait de la planète...

   "Absurde", "impossible", "bien écrit mais invraisemblable" avaient déclaré tous les critiques dits scientifiques de l'époque. Eh bien, un tel système solaire vient d'être découvert par le programme britannique Super Wasp : situé à 250 années-lumière de nous, il renferme effectivement 5 étoiles ce qui est très rare.

  Dans ce système baptisé poétiquement 1SWASP JO93010.78+533859.5, existent deux couples de binaires (étoiles doubles), un dit à éclipses (étoiles passant l'une devant l'autre) et l'autre dit à contact car les deux soleils partagent une partie de leur enveloppe externe. Plus une cinquième étoile qui se trouve à 2 milliards de km de la première binaire.

   Nos instruments sont encore un peu trop grossiers pour permettre de voir des planètes dans ce système mais les scientifiques pensent que c'est possible, voire hautement probable. On imagine alors sur de telles planètes les différences de durée des jours, les extraordinaires variations de teintes composites de l'atmosphère et la possibilité - rarissime - de voir parfois cinq soleils dans le ciel en même temps et donc l'autre hémisphère plongée dans l'obscurité... ce qui nous renvoie à la nouvelle d'Asimov ! Décidément, les grands esprits ont toujours raison bien avant les autres... et souvent avant les preuves tangibles !

Image : astronomie.skyrock.com

Pour en savoir plus sur les étoiles doubles : étoiles doubles et systèmes multiples

KEPLER 452b

   Depuis la fin des années 1990, ce sont plusieurs milliers d'exoplanètes (des planètes tournant autour d'étoiles autres que notre Soleil) qui ont été mises en évidence. La grande majorité sont des planètes gazeuses comme Saturne ou Jupiter, quelques unes telluriques (faites de roches) comme la Terre.

   Et puis voilà que la NASA nous apprend qu'elle a découvert une planète presque comme la Terre, c'est à dire susceptible d'abriter une certaine forme de vie... Son nom ? Kepler 452b parce que c'est le télescope spatial Kepler qui l'a mise en évidence.

   Kepler 452b ressemble à la Terre en ce sens que comme elle, elle tourne autour d'une naine jaune (étoile de type solaire) un peu plus âgée que le Soleil, donc un peu plus chaude, en 385 jours et qu'elle est située suffisamment à "bonne distance" de son étoile pour qu'une vie de type terrestre puisse s'y développer. Un peu plus grosse que la Terre, elle posséderait effectivement une température "en surface" voisine de la nôtre.

   En revanche, impossible d'être certain de la composition de son sol et de savoir si elle possède une atmosphère (indispensable à la protection contre les rayons ultra-violets). Toutefois ce qui nous empêche de penser pouvoir nous y rendre un jour, c'est son éloignement : 1400 années-lumière (il faut donc 1400 ans à une information lumineuse pour nous parvenir de si loin et... autant pour la réponse !). J'ajoute que l'engin le plus rapide jamais lancé par l'Homme, la sonde New Horizons dont nous parlions il y a quelques jours et qui circule à la vitesse de plus de 80 000 km/h, mettrait un peu plus de... 12 MILLIONS d'années pour l'atteindre ! Bref, un rêve inaccessible, mais un rêve tout de même !

Pour en savoir plus sur les conditions nécessaires à l'apparition d'une vie comme la nôtre sur une planète, on peut se référer à deux articles du blog : vie extraterrestre (1 et 2) :

QUI CROIT TOUT SAVOIR, SOUVENT SE TROMPE

   Les scientifiques, heureusement et contrairement à d'autres, savent se remettre en question. Tenez, par exemple, le cas des céphéides (qui ont donné son titre au blog), ces étoiles si particulières qu'elles ont révolutionné l'astronomie. En effet, l'américaine Henrietta Leavitt (morte dans l’anonymat alors qu'elle méritait le prix Nobel) avait montré la relation existant entre la période de pulsation de ces étoiles et leur luminosité : du coup, il devenait possible de calculer les distances de tous les objets de l'Univers, galaxies lointaines comprises !

   Le chef de file des céphéides est Delta Cephei dans la constellation de Céphée (d'où le nom de ces étoiles); elle a été découverte il y a 230 ans par l'anglais John Goodricke et étudiée sans arrêt depuis, surtout depuis les années 1920 et les travaux de Leavitt.

    Étudiée sous tous les angles, on pensait bien tout savoir de cette céphéide emblématique... Faux ! On ignorait (presque) l'essentiel : l'étoile Delta Cephei est double !

   Les astronomes suisses et américains qui l'observaient récemment ont, en effet, mis en évidence que la vitesse d'approche de cette étoile vers le Soleil n'est pas constante. Et

la seule explication possible est la présence d'une autre étoile tournant autour d'elle : Delta Cephei, une des étoiles les plus étudiées en astronomie, est une binaire (une étoile double) et on ne le savait pas...

    Comme quoi, il ne faut jamais jurer de rien et, surtout, ne jamais considérer les données scientifiques comme définitives et immuables puisqu'il ne s'agit toujours que d'approximations plus ou moins fines. Heureusement, les scientifiques savent se remettre en cause : c'est même grâce à cette faculté qu'on peut dissocier leur empirisme des affirmations définitives de certains faux prophètes.

Pour en savoir plus sur les céphéides et les travaux de Leavitt : les céphéides

Image : delta Cephei (sources : Star-Splitters - WordPress.com et Henrietta Leavitt : wikipedia.org)

LA PLUS ANCIENNE GALAXIE

    En mai 2015, des chercheurs américains ont publié la découverte de la plus ancienne galaxie jamais observée par l'Homme : il aura fallu trois télescopes géants pour l'observer et découvrir son âge : 13,1 milliards d'années...

    Cela veut dire que cette galaxie, baptisée EGS-zs8-1, est située à 13,1 milliards d'années-lumière de nous (lumière qui voyage, on le rappelle, à la vitesse d'environ 300 000 km/s) ou, dit autrement, qu'on observe une image d'elle comme elle était il y a 13,1 milliards d'années. Or, l'âge estimé de l'Univers est de 13,7 milliards d'années environ. Cela veut dire que l'image captée aujourd'hui s'est formée 650 millions d'années après le Big bang. Et cela interpelle notre modèle de formation de l'Univers précoce.

    En effet, la dite-galaxie est massive et très lumineuse, formant des étoiles 80 fois plus rapidement que notre propre galaxie, la Voie lactée. Une chose est donc certaine : dès le début de l'Univers, il existait des galaxies massives, géantes, fourmillant d'étoiles bleues : jusqu'à peu, on avait parié sur de petites galaxies s'agrégeant progressivement au fil du temps. Eh bien non : modèle à revoir ou, plutôt, à compléter...

    C'est la raison pour laquelle les astronomes du monde entier attendent avec impatience le lancement dans les années proches du télescope spatial James Webb qui, 100 fois plus puissant que le télescope Hubble (mais dans le domaine de l'infrarouge) permettra d'aller regarder jusqu'à 300 millions d'années après le Big bang et de savoir comment se sont vraiment formées les premières galaxies...

Pour en savoir plus sur les premières galaxies : https://www.cepheides.fr/article-de-l-astronomie-les-premier…

Photo : l'espace profond vu par Hubble en 2010 et fourmillant de galaxies lointaines (sources : www.cepheides.fr)

ZÉTA OPHUICHI, UNE ÉTOILE EN FUITE

    Située à 460 années-lumière de la Terre, dans la constellation d'Ophiuchus (dite aussi du Serpentaire), Zéta Ophuichi est une étoile étrange.

    D'abord parce que c'est une étoile géante bleue (20 fois la masse solaire), très chaude, dont la luminosité est... 65 000 fois supérieure à celle du Soleil ! Pourtant, on la distingue mal et elle apparaît vaguement rougeâtre car elle est entourée de gaz qui absorbe une grande partie de sa lumière. Sans lui, elle serait une des plus brillantes étoiles du ciel.

    C'est surtout sa vitesse qui étonne : 24 km/seconde ! Elle donne l’impression de s'enfuir : les anglo-saxons appellent ces étoiles des "run away star" (étoiles en fuite ou errantes en France). Pourquoi s'échappe-t-elle ainsi comme "jetée par une fronde" ?

    Eh bien, c'est que jadis elle faisait partie d'un système binaire : elle était sans doute la compagne d'une étoile encore plus grosse qu'elle. Seulement voilà : en astronomie, plus on est gros, plus on épuise vite son carburant nucléaire et plus on meurt tôt. La compagne de Zéta Ophuichi a explosé en supernova et a "éjecté" sa camarade dans l'espace à l'occasion de cet événement cataclysmique : du coup, cette dernière est devenue une étoile en cavale et le restera... jusqu'à sa mort en supergéante puis supernova dans quelques millions d'années.

Image : l'étoile errante Zéta Ophiuchi est l'étoile bleue presque au centre de la photo, dans le creux qu'elle produit sur le gaz interstellaire en raison de sa grande vitesse (crédits : NASA, JPL-Caltech, Spitzer Space Telescope)

QUATRE QUASARS SINON RIEN !

     Les scientifiques viennent de découvrir un système à 4 quasars ce qui est rare au point qu'on pensait que cela ne pouvait pas exister...

      Oui mais d'abord, c'est quoi, un quasar ? Eh bien, il s'agit de trous noirs géants qui occupent le centre d'une galaxie. On les appelle ainsi parce que se sont les objets les plus lumineux de l'Univers (quasar = quasi stellar radio source). Ces trous noirs sont des sortes de gouffres gigantesques d'où rien ne peut ressortir, pas même la lumière et, bien sûr, eux, on ne peut les voir mais ce n'est pas le cas de leur environnement formé de matières et de gaz qui, avant d'être "avalés", s'échauffent terriblement d'où l'intense lumière. On dit que certains quasars sont plus lumineux que les centaines de milliards d'étoiles qui composent la galaxie où ils siègent !

     Plus on regarde loin dans l'espace, plus on voit des quasars. Or, il faut se rappeler que voir loin dans l'espace, c'est voir dans le passé. Pourquoi les quasars étaient-ils plus brillants lorsque l'Univers était plus jeune ? On pense qu'avec le temps, et après avoir détruit tout ce qui les entourait, eh bien, ils se sont pour la plupart mis en sommeil, faute de "carburant", comme le trou noir central de notre galaxie, Sagittarius A, bien calme depuis longtemps.

     On a bien trouvé quelques quasars en "système binaire" (100 sur les 500 000 quasars identifiés) et même deux fois un système ternaire. Mais quatre, c'est la première fois. Par ailleurs, normalement, les quasars les plus proches sont séparés par au moins 100 millions d'années-lumière (al) or ceux dont nous parlons ne sont distants les uns des autres que d'à peine 700 000 al ! Bizarre...

     L'immense nuage de gaz et de matière s'étendant sur plus d'un million d'al où ont été aperçus les 4 quasars a été surnommé par les scientifiques la "nébuleuse du Jackpot" : on comprend pourquoi… Mais derrière cet humour un peu forcé se tient une véritable interrogation : comment expliquer la présence de ces quatre quasars si proches les uns des autres et, de surcroît, parfaitement alignés ? On sent que la théorie classique de formation des galaxies et des quasars actuellement en vigueur ne tient pas totalement la route. Ajoutés aux nombreuses anomalies notamment galactiques développées dans le dernier sujet du blog, cette découverte donne à penser qu'il reste bien du travail en perspective...

Pour en savoir plus, voir le sujet : pulsars et quasars ici :

https://www.cepheides.fr/article-25030017.html.

Image : la nébuleuse du Jackpot ; les 4 quasars sont indiqués par des flèches

(crédit : Arrigoni-Battaia & Hennawi / MPIA)

UNE ÉTRANGE ÉTOILE

     KIC 8462852 est le nom d’une étoile repérée par le télescope spatial Kepler il y a quelques mois en raison d’anomalies de son cycle lumineux. En effet, à la différence des 150 000 étoiles que l’engin surveille, cette étoile-là présente des variations de luminosité tout à fait atypiques, comme si une énorme masse de matière passait devant elle à intervalles plus ou moins réguliers.
     Au début, les scientifiques ont pensé que leurs instruments étaient mal calibrés, puis que leurs relevés étaient faux, victimes d’une quelconque erreur de calcul ou d’observation. Ce n’était pas le cas.

     Du coup, quelle pouvait être l’explication du phénomène ? Toutes les hypothèses ont été évoquées : chaos d’une ceinture d’astéroïdes, restes d’une collision récente avec une planète, présence d’un disque de débris géants, nuage de comètes…Mais non, toutes ces hypothèses ont été finalement rejetées. Alors ?

    Comme disait Sherlock Holmes : « Quand on a éliminé l’impossible, ce qui reste, aussi improbable que ce soit, doit être la vérité » et les scientifiques d’évoquer alors… une civilisation extra-terrestre, seule à même, semble-t-il, d’expliquer ces obscurcissements (des « transits » selon le terme consacré) aléatoires. Par exemple, on peut imaginer d’immenses panneaux solaires captant la lumière de l’étoile. Bon, il s’agit d’une approche qui relève plus du domaine de la science-fiction que de celui de la « vraie » science mais que des scientifiques sérieux l’envisagent et l’écrivent demeurera plutôt inhabituel !

     Reste que l’étoile en question est située à 1480 années-lumière de nous ce qui veut dire que ce que l’on voit actuellement s’est déroulé en l’an de grâce 535 de notre ère. Par ailleurs, une capsule spatiale filant à la vitesse de la lumière (ce qui, par définition, est impossible) mettrait presque 3000 ans à faire l’aller-retour. Tout ça ne fait rien : on peut quand même rêver, non ?

Pour en savoir plus sur les critères nécessaires à une vie extraterrestre : https://cepheides.fr/article-23600657.html

Image : le télescope spatial Kepler (sources : asso-copernic.org)

ÉTOILES CANNIBALES

     On a évoqué ici même les galaxies cannibales : abordons aujourd'hui, à une échelle bien plus modeste, les étoiles cannibales. Mais si, ça existe aussi. Pour s'en convaincre, il suffit de rapporter la découverte, il y a quelques mois par la sonde Gaia (agence Spatiale Européenne), d'une binaire, c'est à dire d'un couple d'étoiles, dont l'une cannibalise l'autre.

     À 730 années-lumière du Soleil, dans la constellation du Dragon, deux étoiles tournent l'une autour de l'autre. Il y a dans ce couple - baptisé Gaia14aae - une étoile géante (125 fois la taille du Soleil) et une naine blanche. Cette dernière (qui est la résultante de la mort d'une étoile comme le Soleil) est toute petite (à peine la taille de la Terre) mais elle est hyperdense (les scientifiques disent que quelques grammes d'une naine blanche pèsent plus que toute la tour Eiffel). Pour tout dire, la densité de l'étoile géante ne représente que 1% de la densité de la naine blanche...

     De ce fait, la naine blanche attire inéluctablement la matière de la géante qu'elle avale lentement. À vrai-dire on connait de tels phénomènes depuis longtemps mais, là, on le voit en direct et parfaitement distinguable car les étoiles sont parfaitement alignées par rapport à la Terre. Si parfaitement alignées que, toutes les 50 minutes, la naine passe devant la géante en une éclipse à répétition. Une aubaine pour l'observation scientifique...

     Pourquoi l'attention des scientifiques a-t-elle été attirée par ce couple démoniaque ? Tout simplement parce que, de temps à autre, la naine attire une grande quantité de matière d'où une augmentation soudaine de la luminosité du couple stellaire soudain 5 fois plus brillant. En revanche, les spécialistes ne savent pas comment ce ballet tragique va se terminer : l'explosion de la géante en une supernova ? Une absorption progressive de la plus grosse par la plus petite ? On en saura plus dans quelques millions d'années.

Comprendre les fins de vie stellaire : https://cepheides.fr/article-16856190.html

Image : naine blanche phagocytant sa compagne
(sources : futura-sciences.com/)

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mise à jour : 20 mars 2023

   Au moment où j’écris ces lignes, le blog comprend 148 articles dont plus de 60 ont trait à la théorie de l’Évolution, la grande majorité de ces derniers concernant les mécanismes et les conséquences de ces lois. Quelques lecteurs m’ont demandé de chercher à réunir de la façon la plus synthétique possible ces différents éléments dans un article qui permettrait d’avoir une perspective plus globale de l’Évolution : c’est ce que je vais essayer de faire aujourd’hui. Je ne manquerai bien sûr pas de mentionner les références des articles plus spécialisés au fur et à mesure de l’avancée du texte.

   Avant les travaux de Charles Darwin, les réponses données à la présence de l’Homme sur Terre étaient simples et rassurantes : le monde était créationniste et il était inchangé

depuis sa formation quelques milliers d’années plus tôt par Dieu ; les êtres vivants existent tels quels une fois pour toutes et rien ne peut les modifier. Jamais. Les fossiles retrouvés par hasard ? Un moyen divin de tenter l’Homme et de s’assurer de la profondeur de sa foi : même le grand écrivain que fut Chateaubriand adhérait pleinement à cette approche (« Si le monde n’eût été à la fois jeune et vieux, le grand, le sérieux, le moral, disparoissoient de la nature, car ces sentiments tiennent par essence aux choses antiques. Chaque site eut perdu ses merveilles. » Chateaubriand, le génie du Christianisme, chapitre V, jeunesse et vieillesse de la Terre). Avant lui, en 1650, James Ussher, archevêque anglican, avait même calculé que notre planète avait été créée dans la nuit précédent le dimanche 23 octobre 4004 avant J.C. (calendrier Julien).

   C’est dire que Darwin savait qu’il allait profondément déranger bon nombre de ses contemporains et c’est d’ailleurs la raison pour laquelle il hésita de nombreuses années avant de publier son ouvrage princeps « de l’origine des espèces »  (1859).

Il était pourtant sûr de lui, après avoir passé des années à observer des centaines d’espèces vivantes tant animales que végétales ; il en était arrivé à une conclusion simple et indiscutable : il existe des modifications chez les êtres vivants qui se transmettent de génération en génération et ces changements avantagent ou désavantagent ceux qui en sont porteurs de sorte que s’opère un « tri » : c’est la sélection naturelle.

   On comprend aisément que, à l’époque de Darwin, des pans entiers de la science étaient totalement inconnus : Darwin, par exemple, se demandait comment les caractères apparus chez certains individus pouvaient se transmettre à ses descendants, les travaux de Mendel et la génétique étant totalement inconnus. Il faudra des décennies pour que des réponses satisfaisantes soient apportées, renforçant à chaque fois la théorie de Darwin, en la modifiant techniquement en fonction de l’avancée des connaissances… mais sans jamais en remettre en cause l’esprit.

(voir le sujet : le voyage du Beagle et ses conséquences)

La « révolution » darwinienne repose sur trois points…

   * Le premier est facilement compréhensible : il existe un ancêtre commun (le premier être multicellulaire) à toutes les espèces vivantes et c’est à partir de lui que se sont diversifiées les espèces, parfois de façon stupéfiante (quel rapport apparent existe-t-il entre une mouche et un corail à part le fait que tous deux sont vivants ?). Puisque, par ailleurs, on peut mettre en évidence des fossiles d’êtres vivants nous ayant précédés mais disparus depuis longtemps, il faut bien que la Terre soit plus vieille que ce que l’on prétendait alors. Les travaux du géologue Lyell qui inspirèrent Darwin parlaient de centaines de millions d’années et, pour le scientifique anglais, c’était bien le minimum. Hélas, l’autorité morale en physique de l’époque qu’était Lord Kelvin avait ruiné les espérances de Darwin après avoir calculé que la Terre ne pouvait exister que depuis 20 à 40 millions d’années sinon elle serait complètement froide. Les Darwiniens étaient certains qu’il se trompait mais sans pouvoir en apporter la preuve. Il fallut attendre Rutherford et la mise en évidence de la radioactivité terrestre pour apporter une réponse : 4,5 milliards d’années ce qui est bien suffisant pour l’éclosion et le développement de la vie actuelle.

(voir le sujet : la querelle sur l'âge de la Terre)

   * Le deuxième point stipule que des variations lentes et progressives sont à l’origine de la transformation des espèces au cours du temps. En réalité, Darwin ne fait que reprendre ici à son compte ce que les transformistes comme Buffon, Lamarck ou Geoffroy Saint-Hilaire avaient déjà postulé en étudiant les fossiles. Il pense lui aussi que ces transformations se transmettent de génération en génération : c’est ce qu’il avait déjà noté en étudiant les espèces domestiquées par l’Homme (élevages) et qu’il retrouve dans la Nature pour les espèces sauvages quoique à un rythme bien plus lent.

(voir le sujet : le rythme de l'évolution des espèces)

   * Mais ce qui fait la véritable originalité des travaux de Darwin, c’est l’introduction d’une notion fondamentale pour l’évolution des espèces : la sélection naturelle.

   Inspirée de l’ économie (notamment des travaux de Malthus), la sélection naturelle explique pourquoi certains individus (et donc certaines espèces) sont favorisés par rapport à d’autres. Suite à une mutation spontanée dont l’expression est le plus souvent facilitée par une modification de l’environnement où ils vivent, quelques individus sont effectivement mieux armés pour survivre : on parle alors d’avantage sélectif. De ce fait, ils auront plus de descendants que leurs congénères « non mutés » et, peu à peu, leur population en arrivera à supplanter la population d’origine.

(voir le sujet : la sélection naturelle)

   Cette sélection naturelle peut prendre un autre aspect : celui de la sélection sexuelle qui complète les pressions de sélections environnementales en ce sens que c’est alors la femelle (exceptionnellement l’inverse) qui va choisir le mâle porteur des gènes les plus favorables selon des critères physiques et/ou comportementaux instinctuels parfois très élaborés.

(voir sujet : reproduction sexuée et sélection naturelle)

…mais des questions restent sans réponses

 Si Darwin comprend bien qu’il existe des modifications des espèces qui s’imposent au fil du temps, il est bien incapable de comprendre par quels mécanismes, la génétique restant à son époque complètement inexistante. Pourquoi et comment l’avantage évolutif, fondement de la théorie, peut-il être transmis du parent à l’enfant ? Mystère pour l’époque.

Un autre aspect de la pensée darwinienne reste flou : celui de la notion d’espèce. L’espèce est un concept qu’on peut à la limite comprendre assez aisément de façon intuitive mais qui, d’un point de vue strictement scientifique, reste plutôt flou. Comment le définir ? Pour reprendre un exemple facile, pourquoi sait-on qu’un chihuahua est un chien et appartient donc à la même espèce qu’un Saint-Bernard et non pas à celle d’un chat dont il est morphologiquement plus proche ? L’absence de l’explication génétique est encore une fois fort perturbante.

Autre problème majeur: qu’en est-il du rythme évolutif des espèces ? Est-il lent et progressif comme le pense Darwin ou, au contraire, rapide et par à-coups ce que laisserait supposer l’absence de découverte des fossiles « intermédiaires » montrant les infimes modifications successives ? Il n’y a pas de réponse claire et les ennemis du savant anglais se font fort de le lui rappeler.

Enfin, un dernier point fait débat : la sélection naturelle porte-t-elle uniquement sur les individus ou concerne-t-elle d’autres niveaux de la Vie, comme les groupes ou même les espèces dans leur globalité ?

En ce milieu du XIXème siècle, la science n’est pas en mesure de répondre à ces questions pourtant fondamentales. Il faudra attendre le siècle suivant pour commencer à y voir plus clair.

Les progrès de la science apportent des réponses

* Les lois de l’Hérédité

   C’est la connaissance de ces lois qui manqua si cruellement à Darwin mais le décryptage de la génétique ne se fit pas d’un seul coup, tant s’en faut. On peut résumer ces acquis selon quatre étapes.

          Il y eut d’abord les travaux précurseurs de Mendel…

Le moine tchèque travaillait sur des pois et observa ce que donnaient les croisements des différentes espèces de ces végétaux. Vers 1850, il en tira trois lois qui expliquaient de façon précise les principes de l’hérédité biologique qui permet un transfert des caractères des parents vers les descendants

. Curieusement, la découverte par Mendel des lois de l’hérédité eurent lieu du vivant de Darwin : ce dernier avait même reçu un tiré-à-part des travaux de Mendel mais, malheureusement, il ne le lut pas. Deuxième rendez-vous manqué : Mendel vint à Londres en 1862 mais n’eut pas l’occasion de rencontrer Darwin dont il connaissait pourtant les travaux… La découverte du Tchèque, capitale, ne fut pas exploitée et tomba dans l’oubli jusqu’en 1900 où elle fut enfin reconnue.

          … puis les travaux d’August Weissman, un médecin et biologiste allemand, qui consacra la plus grande partie de sa vie à démontrer l’impossibilité de la transmission des caractères acquis avant de conclure que le seul moyen de transmettre une information d’un parent à son descendant reposait sur la continuité du « plasma germinatif » ou, dit autrement, que les organismes pluricellulaires sont constitués de cellules germinales contenant l’information héréditaire (appelé aujourd’hui génome) et de cellules somatiques pour les fonctions vitales. C’était un immense pas en avant puisque prouvant le support matériel de l’hérédité.

            En 1901 la notion de mutation est pour la première fois exprimée par le botaniste néerlandais Hugo de Wries qui défend alors la conception darwinienne de la sélection naturelle. Quelques années plus tard, en 1909, Wilhelm Johannsen, évoque la notion de gène et propose de la définir de manière purement opérationnelle par rapport à la combinatoire mendélienne. Il ne reste donc plus qu’à découvrir la nature physique de ces gènes dont on ignore encore tout.

          Il faudra attendre 1953 pour que Watson et Crick découvrent la structure physico-chimique de la molécule supportant ces gènes, l’ADN, et la structure en double hélice des chromosomes. Le code génétique permettant aux cellules de déchiffrer les séquences de gènes et donc de construire les molécules nécessaires à la vie cellulaire est finalisé en 1961 (Nirenberg et Matthael)

   On imagine la joie qu’aurait ressentie Darwin de voir enfin élucidé le moyen de transmettre les informations d’un individu à son descendant, lui qui n’avait fait que le supposer.

* Autre point épineux : Darwin nous dit que les espèces se transforment au cours du temps mais qu’est-ce qu’une espèce ?

   Lors de son passage aux îles Galápagos, Darwin avait observé l’évolution des colonies de pinsons : selon les îles qu’ils occupaient, ces oiseaux s’étaient diversifiés (notamment par la forme de leurs becs) en fonction des sources de nourriture dont ils disposaient. Jusqu’à devenir incapables d’avoir une descendance commune : une population auparavant homogène avait donné naissance à des espèces différentes. On appelle ce phénomène spéciation (ici géographique).

   Le fait de ne pas pouvoir engendrer de descendants est-il donc la caractéristique principale qui différencie deux espèces ? C’est ce que le biologiste Ernst Mayr (1904-2005) pensait : pour lui, le critère d’interfécondité est primordial et le fait de ne pouvoir obtenir une descendance marque

l’appartenance à deux espèces différentes. Et cela même si ces espèces sont encore suffisamment proches pour engendrer des descendants non fertiles comme l’âne et le cheval (donnant un mulet ou un bardot) ou une lionne et un tigre enfantant un félin hybride appelé tigron…

   Darwin s’exerça à tracer un arbre généalogique des espèces qui, bien entendu, n’est plus de mise à présent avec la génétique moderne. Continuant sur la lancée d’un Linné, créateur d’une première approche dite « systématique », la taxinomie a cherché à regrouper les espèces en fonction de leurs ressemblances : l’unité conceptuelle de base est le taxon, censé identifier tous les individus ayant certains caractères en commun. Il s’agit pourtant là d’une classification parfois arbitraire, de nombreux taxons associant des espèces fort disparates. Surtout si l’on songe que certaines « ressemblances »  peuvent être fortuites, celles-ci étant le fait d’évolutions totalement indépendantes (on parle alors de convergence évolutive).

   On a donc également recours à la cladistique, un clade étant un taxon qui ne regroupe que les individus dont on est certain qu’ils possèdent un caractère hérité d’un ancêtre commun.

   Du coup, « l’arbre » généalogique des espèces s’est transformé en un buisson touffu mais une chose est aujourd’hui certaine : il n’existe aucun « sens » historique préétabli ou de marche vers un quelconque « progrès ». L’Évolution des différentes espèces se fait en parallèle, en fonction des variations des conditions de survie :  dans cette optique, homo sapiens n’est qu’un animal parmi d’autres.

(voir sujet : la notion d'espèce)

* Troisième point ayant posé problème : le rythme de l’Évolution

   Darwin attendit toute sa vie, la découverte des fameux « fossiles intermédiaires », ceux qui auraient pu montrer les infimes modifications d’avec les espèces originelles prouvant le caractère lent et constant de leur évolution. Déjà du temps du savant anglais, certains de ses plus fervents admirateurs avaient quelques doutes. En effet, quand on observe bien les fossiles retrouvés, on distingue des individus qui restent inchangés durant des millions d’années puis qui, d’un seul coup, disparaissent sans que l’on puisse retrouver des formes de transition.

   Aujourd’hui, on sait que Darwin avait partiellement tort sur ce point précis des lois de l’Évolution : la vitesse de transformation des espèces n’est pas constante. En 1972, Stephen J. Gould et Niles Eldridge avancèrent l’hypothèse que l’Évolution n’est pas minime et régulière mais qu’elle procède par soubresauts, associant de longues phases d’immobilisme - dites de stagnation - à des épisodes de transformations rapides (portant au plus sur quelques milliers d’années). Cette approche est appelée la « théorie des équilibres ponctués ».

   Plus radical encore fut avancé le saltationnisme qui tablait sur la possibilité de « sauts » immenses transformant complètement l’espèce en une autre, par exemple avec l’apparition de membres ou d’organes surnuméraires. La communauté scientifique resta longtemps assez peu réceptive à ces idées plutôt iconoclastes avant que ne soit connue, dans les années 1980, l’existence de « gènes architectes » susceptibles d’entraîner des bouleversements majeurs dans l’organisation de l’embryon.

   En réalité, comme souvent dans le domaine des sciences, il n’existe pas de réponse unique. Tout dépend de l’espèce considérée : certaines sont inchangées depuis toujours à la façon du cœlacanthe, ce poisson qualifié de « fossile vivant » puisqu’on le croyait disparu depuis des millions d’années et qui

fut retrouvé identique à ses lointains ancêtres il y a quelques décennies ; d’autres espèces se transforment presque continuellement : il n’est que de se souvenir des mutations quasi-permanentes des bactéries pour échapper à l’agressivité des antibiotiques à leur égard.

   Si l’on peut penser que les transformations radicales du saltationnisme restent marginales, il est tout à fait vraisemblable que modifications brutales et subites (équilibres ponctués) s’associent aux variations progressives s’étendant sur des laps de temps plus étendus comme le pensait Darwin. Cette sorte d’équilibre entre les deux mécanismes principaux doit d’ailleurs varier sensiblement en fonction des espèces étudiées sans que l’on puisse dégager une explication précise propre à chacune d’entre elles.

(voir les sujets : le rythme de l'évolution des espèces et la théorie des équilibres ponctués)

   Avec l’idée de sélection naturelle, Darwin avait trouvé la raison principale de la transformation des espèces. Toutefois, le savant anglais pensait essentiellement à la sélection des individus constituant une espèce mais, en réalité, la notion est bien plus vaste. Si vaste qu’il n’est guère de domaine où l’on ne puisse l’appliquer. Du coup, on se demande s’il n’existe pas d’autres niveaux de l’Évolution visés par la sélection naturelle. Et se poser la question, c’est presque y répondre…

Où s’exerce réellement la sélection naturelle ?

   Pour Darwin, la cible privilégiée et peut-être unique de la sélection naturelle est l’individu : porteur d’un avantage sélectif, celui-ci survivra plus facilement, se reproduira plus aisément et sa descendance finira par transformer toute l’espèce. Cette approche est restée longtemps la seule à être reconnue avant que certains scientifiques ne proposent un autre niveau d’action.

   Sans remettre en cause la sélection naturelle individuelle, une autre approche consiste en effet à s’intéresser aux groupes auxquels appartiennent les dits-individus. L’étude notamment des insectes sociaux comme les fourmis ou les abeilles permet de percevoir que la sélection naturelle - et donc in fine l’Évolution - agit à un autre niveau. Concernant les fourmis, par exemple, il est certain que l’individu n’a guère d’importance

puisque, isolé, il est amené à disparaître : la force de l’espèce, c’est la fourmilière. Un avantage sélectif n’est d’aucune utilité à l’individu seul mais, une fois sélectionné, concernera les actions et le devenir de l’ensemble de la communauté. Vu sous cet angle, la sélection naturelle s'applique donc bien plus au groupe qu'à l’individu, ce groupe qui possède en réalité une puissance d’action bien supérieure à celle de la somme de chacun de ses composants.

(voir sujet : insectes sociaux et comportements altruistes

    Certains sont allés encore plus loin : Stephen J. Gould, « l’inventeur » des équilibres ponctués, se demandait quant à lui si la sélection naturelle ne concernait pas tout simplement certaines espèces dans leur ensemble, par exemple, lors d’une compétition pour une même niche écologique. D’autres, à l’instar du biologiste et éthologiste Richard Dawkins propose, non sans malice, qu’il faut considérer la sélection naturelle au niveau du gène, l’individu n’étant en quelque sorte que l’enveloppe charnelle destinée à le protéger.

(voir sujet : la sélection naturelle)

   Quoi qu’il en soit, on peut raisonnablement avancer que l’individu, par la modification de quelques uns de ses gènes, est le porteur de la transformation de son espèce et ce quel que puisse être le niveau d’application final de la sélection naturelle. Une question néanmoins reste en suspens : la transformation d’une espèce est-elle toujours une amélioration de celle-ci ? A-t-on le droit de dire que l’évolution conduit obligatoirement à un perfectionnement, qu’ elle est en somme une source de progrès ?

Un terme à proscrire, celui de « progrès »

   Darwin écrivit le 4 décembre 1872 au paléontologiste américain Alpheus Hyatt : « Après mûre réflexion, je ne peux m’empêcher de penser qu’il n’y a pas de tendance au progrès. »

   Contrairement à une idée couramment admise, l’Évolution des espèces ne représente pas un « progrès », une sorte d’amélioration qui tendrait vers un idéal hypothétique. La sélection naturelle explique seulement comment les organismes se modifient au fil du temps en cherchant à s’adapter au modifications de leur milieux locaux. Elle permet simplement aux espèces de survivre lorsque leur environnement change (et ce, à la condition que ces changements ne soient quand même pas trop rapides). Au-delà de tout ce qu’apportait sa théorie, Darwin considérait que ce rejet du progrès au profit de simples ajustements ponctuels à des changements de conditions était la partie la plus fondamentale et la plus radicale de ses travaux.

   Aucune autre théorie que l’approche Darwinienne ne peut expliquer aussi bien les observations du monde du vivant et son évolution au long des millions d’années de sa présence sur notre planète.

    Cette évolution relève évidemment du hasard puisque les événements qui provoquent l’adaptation des espèces à leurs milieux sont imprévisibles. Le hasard ? Ou, dit autrement, le déterminisme de la matière, plutôt, qui est sa strate cachée. Mais l'incertitude au bout du compte rendant impossible toute prévision d’avenir, en tout cas pour la matière vivante. La meilleure illustration en est la météorite du Yucatan qui, en détruisant le monde des dinosaures, permit l’essor des mammifères et des millions d’années plus tard l’apparition d’homo sapiens : une trajectoire légèrement différente de l’objet exterminateur et nous ne serions pas là pour en discuter.

   Des milliards de milliards petits événements, de petits hasards ont fait du monde ce qu’il est aujourd’hui : comme le dit fort bien Gould, « si l’on pouvait rembobiner le film de l’évolution de la vie jusqu’à ses débuts à l’époque du schiste de Burgess et recommencer son déroulement à partir du même point de départ, il y aurait bien peu de chances pour que quelque chose de semblable à l’intelligence humaine vienne agrémenter la nouvelle version de l’histoire. »

   L’immense mérite de Darwin a été de nous permettre de comprendre, au-delà des mythes et des préjugés, ce qu’a été l’évolution du vivant sur cette Terre. L’idée, dit-on, était dans l’air du temps et d’autres auteurs étaient proches de publier des travaux voisins du sien mais c’est bien à lui que l’on doit une publication « l’origine des espèces » qui a changé à jamais la Science. Et la compréhension du monde dans lequel nous vivons.

Sources :

1. Wikipedia France

2. Science et Vie.com

3. Encyclopaediae Britannica

4. CNRS : sagascience (dossier évolution)

Images :

1. Chateaubriand vers la fin de sa vie (sources : repro-tableaux.com)

2. Charles Darwin (sources : American Philosophical Society)

3. la sélection naturelle (sources : sedna.radio-canada.ca)

4. Gregor Mendel (sources : wikidia)

5. tigron (sources : totems-scouts.be)

6. cœlacanthe (sources : dielette.fr)

7. fourmis rousses des bois (source : www.myrmecofourmis.fr) 

8. dessin d'artiste de la météorite du Yucatan (sources : www.astrosurf.com)

Mots-clés : Charles Darwin - adaptation continue - avantage sélectif - diversité génétique - mutation - Stephen J. Gould - Mendel - équilibres ponctués - niveau de sélection - Ernst Mayr - gènes architectes - taxon - cladistique - August Weissman - insectes sociaux

Sujets apparentés sur le blog (en sus de ceux déjà cités)

1. comportements animaux et Évolution

2. le mimétisme, une stratégie d'adaptation

3. parasitisme et Évolution

4. le voyage du Beagle et ses conséquences

5. spéciations et évolution des espèces

6. intelligence animale collective

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mise à jour : 20 mars 2023

   Au cours du temps, un certain nombre de billets parus dans la version Face Book du blog a concerné le petit robot Curiosity qui, encore aujourd’hui, continue à vaillamment arpenter le sol de la planète rouge. Je me propose d’afficher chronologiquement les principaux textes concernant la petite machine avant d’étudier cette dernière plus en détail et chercher à déterminer ce que l’on peut encore espérer d’elle..

BON ANNIVERSAIRE CURIOSITY ! (7 août 2013)

   Le 6 août 2012, à 5h31 UTC, le robot Curiosity de la NASA s'est posé dans le cratère Gale de la planète Mars, au terme d'un voyage de  près de neuf mois. Après avoir subi une panne de sa mémoire frappée par des rayons cosmiques, perdu du

temps avec des "dunes qui bougent" et affronté une tempête solaire, la courageuse petite machine s'est mise à creuser le sol martien... pour découvrir que ce dernier était parfaitement compatible avec l'apparition de la Vie... Compatible seulement parce que de Vie, pour le moment, il n'y en a aucun signe. Il faut dire que si Mars a renfermé de l'eau (indispensable au développement de la Vie telle que nous la connaissons), c'était il y a très très longtemps et probablement pendant une durée de temps insuffisante (Il a fallu près d'un milliard d'années pour que la Vie apparaisse sur Terre).

   Après avoir parcouru un peu plus de 1 km en un an, Curiosity va à présent accélérer la cadence pour atteindre et escalader le centre du cratère situé à environ 10 km de l'endroit où il se trouve. Rappelons-nous quand même que les ordres provenant de la Terre pour le faire bouger mettent, selon les positions respectives des deux planètes, entre 3 et 21 minutes pour lui parvenir : il est donc impossible de communiquer avec le robot en temps réel et tout doit être programmé. Ce qui rend encore plus extraordinaire l'exploit que représente cette mission !

Photo : NASA

DES NOUVELLES DE CURIOSITY (28 janvier 2014)

   Vous vous en souvenez peut-être, au mois d'août dernier, nous avions évoqué l'anniversaire du module martien Curiosity qui était alors en route vers le centre du cratère Gale où il s'était posé. Eh bien, son périple a continué.

   Un peu moins d'un mois après son atterrissage sur Mars, ses caméras avaient mis en évidence des espèces de galets aux formes arrondies et lisses qui ne pouvaient provenir que de l'ancien lit d'une rivière. Dès lors, c'était une certitude : Mars, jadis, avait abrité de l'eau et durant longtemps, probablement des millions d'années...

   Curiosity s'est ensuite dirigé vers une dépression dénommée par les scientifiques Yellowknife Bay où il a mis en évidence une zone de sédiments, très certainement le fond d'un ancien lac. Le robot est capable d'analyser les roches qui l'entourent en leur "tirant" dessus avec un laser : il ne lui suffit alors plus que d'analyser la lumière émise en retour pour connaître la

composition de ces roches. Qu'a-t-il donc trouvé par cette méthode ? Rien de moins que les éléments nécessaires à la vie (de type terrestre) : carbone, hydrogène, oxygène, azote, soufre et phosphore... On peut en déduire que Yellowknife Bay était, il y a environ 3 milliards d'années, un lac d'eau douce de 5 km de largeur pour une cinquantaine de km de longueur et que des rivières descendant des parois du cratère venaient régulièrement l'alimenter.

   Notre vaillant petit robot continua son analyse jusqu'à apporter la preuve que cette eau du passé était très peu salée, pas trop chaude et surtout non acide. Bref, une eau dans laquelle - comme ce fut le cas sur Terre - la Vie aurait (a ?) pu apparaître. Et qui sait si des bactéries...

   Bon, ensuite, cela ne s'est pas passé comme sur notre planète, probablement parce que l'eau martienne s'est (trop) rapidement évaporée, avant que la Vie ne puisse se développer. Il n'empêche, c'est la première fois que l'on met en évidence que des conditions nécessaires à l'apparition de la Vie ont existé sur une autre planète que la nôtre. Et c'est grâce à Curiosity qu'on en a la preuve...

   On lui souhaite donc de continuer à nous renseigner longtemps sur ces terres lointaines et, on l'espère, de nous fournir bientôt un nouveau bulletin d'information !

Photo : w3sh.com

CURIOSITY (suite) (12 septembre 2014)

   Le vaillant petit robot continue son périple martien. Il y a quelques jours, les scientifiques ont eu peur pour lui car on l'a cru un temps ensablé mais, heureusement, la petite machine a réussi à se désengager de ce terrain hostile. La voici à présent

au pied du mont Sharp (une montagne plus haute que le Mont Blanc puisque son sommet culmine à 5500 mètres), but de son voyage. Sa mission actuelle : étudier la base de la montagne (un endroit nommé "Pahrump Hills") et démontrer la nature hydratée des roches qu'y s'y trouvent, c'est à dire des roches formées en présence d'eau. Si son enquête est positive, ce sera la mise en évidence d'un élément fondamental : la présence d'eau dans un passé lointain de la planète et donc la possibilité que, à un moment de la vie de Mars, la Vie ait pu y exister ! Curiosity n'est plus qu'à 200 mètres de cet endroit qui sera atteint dans quelques jours.

   Le terrain à prospecter est théoriquement moins agressif que les zones rencontrées jusqu'à maintenant et c'est tant mieux : en effet, les roues du robot (pourtant fort résistantes) ont grandement souffert de sa traversée dans la zone précédente puisqu'elles sont à présent percées de multiples trous provoqués par les pierres acérées rencontrées lors de cette première partie du voyage.

   Ensuite, il lui faudra entreprendre l'ascension proprement dite de la montagne : Curiosity aura alors parcouru presque 10 km sur Mars (en environ 2 ans) mais il est toujours présent, preuve de sa ténacité et de son endurance !

photo : NASA

UN COUCHER DE SOLEIL TRÈS SPÉCIAL (18 mai 2015)

   La photo ci-dessus nous montre un coucher de soleil. Toutefois, en observant de près le cliché, on s'aperçoit qu'il n'est pas tout à fait comme on aurait pu s'y attendre : il reflète une certaine étrangeté...

   C'est que ce coucher de soleil a été pris depuis la planète Mars ! Vous vous souvenez de notre petit robot Curiosity que nous avions laissé au bas du mont Sharp, dans le cratère Gale ? Eh bien, il continue sa lente et patiente ascension... et ses diverses observations.

   Curiosity a pris cette photo d'un coucher de soleil martien le 15 avril dernier, fêtant alors son 956ème jour de présence sur Mars. On y observe que le Soleil y paraît plus petit que depuis laTerre ce qui est normal puisqu'il est 50% plus loin. Quant à la couleur bleue dominante sur le cliché, elle est probablement due à de la poussière en suspension qui diffracte la lumière : les spécialistes de la NASA nous disent en effet que la photo a été prise juste après une violente tempête, ce qui explique le phénomène. En temps normal, le ciel aurait dû être rouge-orangé...

   Je pense que Robert Bradbury, l'auteur des "chroniques martiennes", aurait aimé contempler cette image, lui qui inventa tout un univers martien à la seule force de son imagination.

Photo NASA

CURIOSITY TOUJOURS FIDÈLE (8 mai 2016)

    En juin 2015, à l'occasion de ses 1000 jours de présence sur Mars, nous avions évoqué le fidèle petit robot et sa longue quête sur la planète rouge... mais, depuis, où en est-il ?

   Eh bien, il poursuit vaillamment son bonhomme de chemin, en direction du mont Sharp (appelation NASA), également baptisé Aeolis Mons (par l'Union Astronomique Internationale) sa destination (qu'on peut apercevoir sur la photo à droite, en haut). Il est encore loin de son objectif mais on connait son opiniâtreté !

   En fait, la principale mission du petit robot est d'évaluer les chances d'apparition d'une vie martienne, notamment bactérienne, et c'est la raison pour laquelle, après avoir exploré

le plateau nommé Nautkluft (à gauche de la photo), un endroit tout particulièrement tourmenté, il se dirige à présent vers le Mont Aeolis à la base duquel le sol est censé renseigner les scientifiques sur la présence de traces d'eau et sur le temps qu'elle séjourna sur la planète rouge avant de s'évaporer.

   Toutefois, la marche de Curiosity sur le plateau Nautkluft n'a pas été sans dommages puisque les roues en aluminium de la petite machine sont particulièrement abimées et on ne sait pas vraiment s'il pourra continuer longtemps. Une chose est sûre : il a accompli jusqu'à présent toutes les tâches qui lui étaient assignées et les explorations actuelles (et à venir) sont un bonus dont même la NASA n'aurait pu rêver ! On lui souhaite donc bonne continuation...

photo : Curiosity en avril 2016 (crédits NASA)

ET OÙ EN EST CURIOSITY ? (24 septembre 2106)

   Que devient notre petit robot martien dont nous avons donné à plusieurs occasions des nouvelles ? Eh bien, il continue son exploration de Mars et vient d’adresser à la Terre des photos tout à fait spectaculaires sur le relief de cette planète si fantasmée par les écrivains de science-fiction.

   Il est, vous vous en souvenez peut-être, au pied d’une 

montagne, le mont Sharp (Ae

olis) et dans un méandre de massifs rocheux, de buttes pierreuses et de collines à sommets plats qui rappellent étrangement le Far-West américain…

   En fait, ces roches dures et pointues sont composées de grains de sable qui ont été agglomérés par les vents puis cimentés avant d’être érodés par d’autres mécanismes éoliens, d’où cet aspect acéré, pointu et pourtant lamellaire.

   Curiosity va bientôt quitter ces endroits tourmentés pour commencer l’ascension du Mont Sharp lui-même, toujours à la recherche de rochers qui se seraient formés en présence d’eau liquide…

   Cela fait déjà trois ans (presque quatre) que le robot de la NASA s’est posé sur la planète rouge et, durant tout ce temps,

il a parcouru plus de 14 km. Cela peut sembler peu à nos cerveaux de terriens mais c’est en réalité immense parce que c’est la première fois qu’une machine fabriquée par l’Homme explore de si lointains territoires, des terres jusque là forcément inconnues puisque hors de notre planète.

Images : récentes images de MARS par Curiosity (sources : NASA)

LES DUNES DE MARS (1er avril 2017)

   Il y a quelques mois, Curiosity, le petit robot courageux qui explore la planète rouge depuis des années, s'est intéressé aux dunes assez bizarres de cet endroit désolé. Ou plutôt les scientifiques qui guident le périple de Curiosity.

   Ceux-ci, en effet, avaient repéré une dune étrange appelée Namib, située dans le champ de sable et de poussières du cratère Gale dans lequel se promène la petite machine. C'était la première fois qu'on observait de près une dune de sable extra-terrestre. Vous allez me dire qu'une dune de sable est une dune de sable où qu'elle se trouve et qu'il n'y a pas de raison de découvrir des différences. Eh bien si : les crêtes des dunes martiennes sont bien particulières et séparées de trois mètres... exactement comme celles qui dorment sous nos océans...

   Les raisons ? Les scientifiques pensent d'abord à la gravité qui est bien plus faible que celle de la Terre (mais elle est très forte sous les océans terrestres). D'autres facteurs interviennent donc : notamment la vitesse et la pression des vents qui, sur Mars, sont très spéciaux. Sur l'image ci-dessus, on peut voir les crêtes dunaires assez obscures de Namib avec en arrière plan des roches couvertes de la poussière orange martienne habituelle (et une coulée de cailloux sur la droite).

   Curieusement, peu après avoir pris cette photo, Curiosity s'est mis en mode "sécurité", c'est à dire qu'il s'est volontairement déconnecté et est entré en sommeil durant trois mois avant de reprendre tranquillement son exploration du cratère Gale.

Image Crédit : NASA, JPL-Caltech, MSSS

SITUATION ACTUELLE DE CURIOSITY (juillet 2017)

   En 2017, Curiosity continue son exploration du cratère Gale ce qui, au passage, prouve l'incroyable longévité de cet outil (sur laquelle nous aurons l'occasion de revenir) : on trouvera ci-après une carte du théâtre d'opération du robot afin de saisir plus aisément son exploit.

   En ce moment (juillet 2017), Curiosity s'approche d'un endroit baptisé Vera Rubin Ridge (voir carte ci-après) dont les scientifiques souhaiteraient connaître la composition. Contrefort éloigné du mont Sharp (qui, je le rappelle, culmine à plus de 5 500 m d'altitude), il s'agit en réalité d'une sorte de mur que les experts de la NASA décrivent haut comme un immeuble de sept étages sur une longueur de 5,6 km et qui est composé de strates dont ils aimeraient savoir si elles ont été générées par les vents martiens ou par l'eau d'un ancien lac (il faut préciser que les observations faites plusieurs mois plus tôt sur le site dit des buttes de Murray iraient plutôt vers cette seconde hypothèse)

.

Comme le dit elle-même la NASA : "Durant l’année qui a suivi son atterrissage le 5 août 2012, Curiosity a réalisé son objectif principal en démontrant que, des milliards d’années auparavant, un lac martien offrait les conditions qui étaient favorables au développement d’une vie microbienne. Curiosity a depuis traversé une diversité d’environnements où à la fois l’eau et les vents ont laissé leurs empreintes. L’exploration à venir de la falaise Vera Rubin et des couches supérieures d’argile et de phosphates offrira l’opportunité d’en savoir encore plus sur l’histoire et l’habitabilité de la planète Mars à ses débuts ."

CURIOSITY, UN ROBOT TAILLÉ POUR L'EXPLORATION

   Lorsqu’on veut explorer une planète, il existe deux types d’explorateurs au sol : les atterrisseurs qui sont fixes et les rovers, mobiles, dont le rôle est longtemps resté modeste puisqu’ils se contentaient de valider sur le terrain les observations faites par les engins restés en orbite.

   De nombreuses sondes ont déjà été lancées vers Mars et certaines sont arrivées en bon état ; de ce fait, un grand nombre d’engins se trouve sur place (certains datant de l’ère soviétique), la plupart actuellement immobilisés en fin de mission (qui n’a parfois jamais commencé). Le plus gros des

représentants terrestres sur place est incontestablement Curiosity qui pèse 899 kg (alors que la sonde dans son ensemble avoisinait les 3,9 tonnes). Il est de plus bien équipé avec 10 instruments scientifiques majeurs (75 kg environ) lui permettant de rechercher la présence d’eau, d’analyser les roches et les minéraux et, bien sûr, de prendre des photos en haute définition.

   Le poids de Curiosity a posé un problème aux scientifiques pour l’atterrissage. En effet, l’engin était trop lourd pour être parachuté durant les dernières dizaines de mètres (un parachute freinera néanmoins le début de sa descente) et, de la même façon, il était impossible de se servir de coussins gonflables comme cela avait été choisi pour d’autres missions. Impossible non plus de se servir d’un étage porteur comprenant des moteurs fusées : cette solution est adaptée aux atterrisseurs fixes (comme les sondes Vikings) mais Curiosity, lui, devait pouvoir se dégager pour accomplir son exploration. On

eut donc recours à une descente propulsée et à un atterrissage grâce à un étage de descente, c’est-à-dire, une sorte de plateau garni de fusées de guidage mais susceptible de se séparer du rover en le déposant au dernier moment délicatement au moyen de trois puissants câbles. Cet étage devait assurer une dépose la plus douce possible puis repartir immédiatement afin d’aller s’écraser un peu plus loin. Un système compliqué à manœuvrer, surtout si l’on se souvient que la communication met plusieurs minutes entre Mars et la Terre (entre 8 et 48 minutes pour un aller-retour selon les positions des planètes l’une par rapport à l’autre). Quoi qu’il en soit, une fois le rover posé (et en principe immédiatement opérationnel), il ne suffisait plus que de s’assurer qu’il ne se trouvait pas en situation périlleuse (comme, par exemple, le sera la sonde Rosetta bien plus tard sur la comète Tchouri) grâce aux capteurs embarqués. Bien que Curiosity puisse escalader des pentes de 50° et que sa garde au sol soit de 60 cm, un grand nombre de vérifications fut effectué à ce stade : analyse du sol, qualité des télécommunications avec la Terre, déploiement du grand mât télescopique et de l’antenne… Curiosity ne fut autorisé à se déplacer qu’au bout de 7 jours.

ET L'AVENIR ?

   Il faut en convenir : Curiosity était fait pour durer. À l’origine, la mission qu’on lui avait confiée devait se prolonger une année martienne, c’est-à-dire 669 sols (jours solaires martiens) ce qui correspond à 687 jours solaires terrestres, soit un peu plus de 22 mois. Nous sommes en juillet 2017 - soit pratiquement cinq ans après son atterrissage sur Mars - et le robot semble toujours en très bonne forme : quel est son secret ?

   Il faut tout d’abord se féliciter de la qualité du matériel embarqué à bord de Curiosity mais aussi du fait que ses

concepteurs, prévoyants, avaient pratiquement doublé la plus grande partie de l’informatique et cela fut terriblement utile : dès le début de la mission, l’ordinateur principal de Curiosity fut neutralisé suite à un dysfonctionnement de sa mémoire flash endommagée par des rayons cosmiques. Et c’est l’ordinateur de secours qui prit le relais…

   Un deuxième point important est l’assiduité de l’équipe au sol. En effet, traditionnellement pour une mission de ce genre, la première année, les scientifiques restent « au contact » 24 h sur 24 avant de progressivement lever le pied les mois suivants : Curiosity est certainement un des atouts-maître de la NASA ce qui explique qu’il ne fut pas oublié.  Et que son activité reste primordiale pour l’agence américaine.

   Il est également important de signaler que les années passant, notre compréhension de l’écologie de la planète rouge est allée en grandissant ce qui n’a pu que profiter à Curiosity.

   Il reste tout de même que la longévité surprenante du petit robot est certainement principalement dû à son mode de propulsion : en effet, Curiosity dispose d’une énergie indépendante de la lumière et de l’ensoleillement, au contraire de la plupart de ses prédécesseurs, au premier rang desquels Opportunity, toujours actif par périodes mais vivant ses derniers moments en énergie. Afin d’échapper aux aléas des panneaux solaires (fragiles, ne fonctionnant que le jour et quasi inactifs durant l’hiver), la NASA a choisi pour Curiosity un générateur nucléaire, en l’occurrence un générateur thermoélectrique à radio-isotopes utilisant du plutonium enrichi. Du coup, Curiosity dispose de 2,7 kWh/j contre 0,8 kWh/j en moyenne pour Opportunity (beaucoup moins pour celui-ci aujourd’hui).

   Curiosity est une superbe petite machine dont la durée de vie est bien supérieure à celle prévue au début de l’expérience. On peut même penser, compte-tenu de sa source d’alimentation stable et durable, qu’il a encore bien des mois d’exploration devant lui. À la condition qu’il continue  à progresser avec

prudence. En réalité, l’informatique du robot ne lui permet pas de prendre des décisions majeures dans son exploration : c’est l’équipe sur Terre qui décide de tout et, bien entendu, puisque les communications entre la Terre et Mars mettent de nombreuses minutes, l’avancée est lente. Lente mais régulière. Et on peut penser que Curiosity nous réserve encore des informations capitales sur cette planète qui intéresse tellement les Terriens qu’ils ont presque décidé d’y envoyer une équipe humaine dans quelques années.

Sources :

1. Wikipedia France et en.wikipedia.org

2. Science et Vie.com

3. Encyclopaediae Britannica

4. https://www.astronomes.com

5. revue Ciel et Espace (https://www.cieletespace.fr/)

Informations complémentaires : Mars Science Laboratory (Wikipedia en français) - Curiosity par la NASA (en anglais avec de nombreuses illustrations) -

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mise à jour : 21 mars 2023

Voici quelques unes des "brèves" parues il y a quelque temps sur le fil Facebook du blog.

IL Y A TELLEMENT D’ESPÈCES EN VOIE DE DISPARITION !

   On estime à deux millions le nombre d'espèces identifiées de nos jours... et probablement cinquante millions qui restent à découvrir (essentiellement chez les insectes). Malheureusement, en raison du saccage de la Nature mené par l'Homme, la plupart de ces espèces inconnues auront disparu avant même d'être étudiées.

   Dans le passé déjà, nombre d'espèces ont été réduites à néant par l'insouciance (ou l'esprit de lucre) des humains : un exemple caricatural en est le dodo de l'île de la Réunion (et de l'île Maurice) qui, ne sachant pas voler, a été purement et simplement exterminé.

   Sur la photo ci-dessus, on peut voir un loup de Tasmanie, sorte de chien marsupial, dont le dernier représentant a été abattu en 1936 (le gouvernement australien offrait une prime pour chacun de ces "nuisibles" détruits). Une perte absolument inestimable en terme d'évolution...

   Tant d'autres espèces, souvent moins "visibles", ont été rayées de la surface de la Terre sans que quiconque (ou si peu) ne s'en émeuve... et le carnage continue en s'accélérant !

   Mais, à propos, comment définir ce qu'est une espèce ? Comment se fait-il que l'on sache instantanément qu'un Yorkshire et un Saint-Bernard sont tous deux des chiens alors que le Yorkshire, par sa taille et sa vivacité, se rapproche plus du chat avec lequel pourtant on ne le confond jamais ? Est-ce culturel ? Scientifique ? Imprimé dans nos gènes ? On en saura un peu plus en lisant le sujet dédié à cette question en cliquant sur le lien suivant ICI

LES CORBEAUX SONT PARMI LES PLUS INTELLIGENTS DES ANIMAUX !

   On ne prête pas beaucoup d'attention aux corbeaux et autres corvidés (choucas, corneilles, pies, geais, etc) que certains ont même tendance à considérer comme des nuisibles. Et pourtant ! Les éthologues l'ont démontré : ces oiseaux sont parmi les plus intelligents des animaux. Dotés d'une excellente mémoire, ils sont parfois capables d'un esprit de déduction remarquable. Vous en doutez ? Cliquez sur le lien ICI : dans ce court extrait tiré d'une émission d'éthologie d'ARTE, on peut y voir le comportement plus que surprenant d'un corbeau.

   D'une manière plus générale, comment quantifier l'intelligence animale ? Que sait-on réellement de l'intelligence des invertébrés ? Comment situer l'intelligence des animaux par rapport à celle des hommes ? Voilà quelques unes des questions abordées dans le blog de Céphéides à la rubrique de l'intelligence animale : ICI

NÉANDERTAL N'ÉTAIT PAS CE QUE L'ON A LONGTEMPS PENSÉ !

   Je relisais récemment "deadly décisions", un roman policier de Kathy Reichs et j'ai remarqué que cet auteur (par ailleurs excellent) présentait quelques lacunes en paléo-ethnologie puisque, au moins à deux reprises, elle écrit : "Néandertal, our ancestor"... Eh bien non, ne lui en déplaise, Néandertal n'a jamais été "notre ancêtre". C'est tellement vrai que durant quelques milliers d'années nous avons même partagé avec lui notre bonne vieille Terre... jusqu'à ce qu'il disparaisse sans que l'on sache trop pourquoi (mais quelque chose me dit que, d'une façon ou d'une autre, nous n'y sommes pas étrangers...).

   Néandertal n'est donc pas notre ancêtre, tout au plus un cousin éloigné avec lequel, d'ailleurs, nous avons échangé quelques gènes. Il n'empêche, ce Néandertal était loin d'être l'être fruste et inculte qu'on nous a d'abord présenté. Bien au contraire puisque, outre son cerveau plus gros de 25% en moyenne que le nôtre, il fut indéniablement empreint de spiritualité : il enterrait ses morts (et croyait donc à un au-delà) et s'était certainement organisé une vie sociale que beaucoup de nos représentants d'alors, les homo sapiens de l'époque (autrefois appelés Cro-Magnon), auraient pu lui envier.

   Récemment, un élément important est venu conforter cette approche de l'intelligence de Néandertal : des scientifiques français et allemands ont découvert sur deux sites de Dordogne où vivaient des néandertaliens il y a 50 000 ans, des fragments d'outils en os de cervidés ayant servi à façonner des peaux, de même que des lissoirs comparables à ceux des tanneurs actuels. Il s'agirait des plus vieux outils en os trouvés à ce jour en Europe occidentale, bien avant la survenue de Sapiens (l'homme moderne) arrivé en Europe quelques 10 000 ans plus tard. On se demande même si Néandertal n'a pas transmis ces outils à ses nouveaux (et envahissants) cousins ! Comme quoi, il ne faut jamais conclure trop vite : Néandertal aurait sans doute gagné à être connu.

   On trouvera sur le blog (lien ci-après) un sujet : "Néandertal et Sapiens, une quête de la spiritualité" qui revient sur cette lointaine cohabitation et qui se risque à quelques hypothèses sur la disparition de cet hominidé si proche et si lointain tout à la fois. Cliquer ICI

UN POISSON VIEUX DE 420 MILLIONS D'ANNÉES

   Il s'appelle antelognathus primordialis et peuplait nos mers il y a 420 millions d'années à une époque lointaine appelée le silurien (début de l'ère primaire). C'est à peu près à cette époque que sont apparus les requins (si menacés aujourd'hui par les obscurantistes amateurs d'ailerons). Son corps fossilisé parfaitement bien conservé a été découvert en Chine. Et alors ? allez-vous dire. C'est que cette bête remet en question toute la généalogie des êtres vivants !

   En effet, jusqu'à présent, on pensait que les ancêtres des vertébrés étaient les poissons cartilagineux (ancêtres des raies et des requins) mais pas les placodermes aux mâchoires articulées comme notre poisson chinois. Alors faut-il recommencer toute la classification ? Certains scientifiques le pensent !

   En tout cas, une chose est sûre : on voit combien la science n'est jamais figée et qu'elle se remet toujours en question. C'est là son grand mérite !

crédit image : taringa.net

UN MERVEILLEUX MONDE DE COULEURS

   Il y a peu, au large de l'île Little Cayman, dans les caraïbes, des scientifiques du muséum américain d'histoire naturelle cherchaient à mettre en évidence la biofluorescence des coraux. En effet, ces étranges petites bêtes ont la particularité d'absorber la lumière bleue qui prédomine sous la mer pour la réémettre sous une autre longueur d'onde, en général dans le rouge ou le vert. Les chercheurs installaient donc leur matériel spécial lorsque, tout à fait par hasard, une anguille est passée dans leur champ d'exploration et elle leur est apparue vert fluo ! Très intrigués, les scientifiques se sont demandés si les poissons ne se paraient pas de couleurs étranges, invisibles pour l'œil humain. Pour cela, ils sont allés observer (avec leur caméras spéciales) la faune marine des îles Salomon, des Bahamas et même, pour faire bonne mesure, des aquariums de certains musées océanographiques...

   Surprise ! La vie sous-marine s'est alors présentée à eux sous la forme d'une débauche de couleurs chatoyantes, toutes plus extraordinaires les unes que les autres. Près de 200 espèces de poissons possèdent ces couleurs fluorescentes : des roussettes, des raies, des rascasses, etc.

   Pourquoi ? Probablement pour communiquer, notamment lors des pariades, c'est à dire lors des amours, afin de choisir le partenaire le mieux adapté. A moins (mais les deux options ne sont pas incompatibles) que ce soit pour mieux se cacher des prédateurs au sein des massifs coralliens...

   On savait que les abeilles voient la vie en ultra-violet et voilà que, à leur tour, les poissons nous apprennent que leur monde est composé de merveilleuses couleurs que nous ne pouvons malheureusement pas voir avec nos yeux au spectre limité...

L'image représente la faune sous-marine que l'on peut rencontrer au large des îles Coco, au Costa-Rica (crédit-photo : easyvoyage.com)

LES CROCODILES NE SONT PAS SI BÊTES...

   Il y a quelques mois, j'évoquais l'intelligence des corbeaux et autres corvidés, capables d'ouvrir une cage avec un bout de bois mais les crocodiles et les alligators ne sont pas en reste !

   Des chercheurs américains de l'Université du Tennessee ont pour la première fois mis en évidence l'utilisation d'outils chez les reptiles. Ils ont en effet observé des crocodiles, à demi-immergés dans des marais d'Amérique du nord et présentant sur leur longs museaux des brindilles et autres bouts de bois. Il s'agit là d'un piège subtil destiné à tromper les oiseaux en train de bâtir leurs nids : en effet, lorsque ceux-ci se présentent pour s'emparer des matériaux de construction qu'ils recherchent, l'alligator n'a qu'à ouvrir la gueule pour attraper le volatile trop audacieux !

   Plus encore, les chercheurs ont pu constater que, en dehors de la période de reproduction des oiseaux, les alligators n'utilisent jamais ce subterfuge puisque leurs repas potentiels ne construisent alors pas de nids. Malin, n'est-ce pas ?

Photo : un crocodile (ici, crocodylus palustris) attendant sa pitance (source : pourlascience.fr)

L'ANIMAL LE PLUS ÂGÉ JAMAIS DÉCOUVERT

   Connaissez-vous la praire d'Islande (artica islandica) ? C'est pourtant à cette espèce qu'appartient l'animal le plus vieux jamais découvert par l'Homme. En 2006 fut en effet remontée une praire d'Islande qui paraissait très âgée. Comme toujours en pareil cas, les scientifiques s'acharnèrent à compter le nombre de stries sur sa coquille (une strie représente un an) et arrivèrent à la conclusion que l'animal avait environ 400 ans ! Mais comme il était difficile de compter les premières stries quelque peu effacées, on a, dans un deuxième temps, eu recours à la datation par le carbone 14 (université de Bangor, pays de Galles). Résultat : l'animal était vieux en réalité de 507 ans !

   Il fut baptisé Ming car c'était la dynastie chinoise qui régnait à l'époque de sa naissance... en 1499. Du coup, cet extraordinaire coquillage avait été contemporain des découvertes de Magellan, de la bataille de Marignan, de la Révolution française et des attentats du World Trade Center. Bien plus vieux que les plus vieux animaux connus comme la tortue géante des Seychelles (150 ans) ou la baleine boréale (130 ans).

   Une question se pose : combien de temps aurait encore vécu cet animal s'il n'avait pas été remonté en 2006 ?

Image : valve gauche du coquillage Ming âgé de 507 ans (source : Wikipédia France)

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mise à jour : 21 mars 2023

   Voici aujourd’hui la suite des « brèves » publiées au fil des mois dans le blog FaceBook de Céphéides et concernant « le ciel lointain ».

ÉTOILES EN FUITE

  galaxie elliptique M 87

Récemment, le Harvard Smithsonian Center (Massachusetts, USA) a découvert un objet très éloigné se rapprochant de nous à la vitesse record de 8 millions de km/h. L'hypothèse la plus probable est qu'il s'agit d'un groupe "d'étoiles errantes" (run away stars en anglais ou étoiles en fuite) échappées de la grande galaxie M87.

   Échappées ? Expulsées plutôt de cette galaxie qui est une supergéante elliptique dont la masse est 200 fois celle de notre propre galaxie, la Voie lactée. M87 possède en son centre un trou noir géant mais en avait jadis deux et c'est l'interaction entre ces deux monstres cosmiques qui a vraisemblablement éjecté ce groupe d'étoiles devenues errantes dans le vide du cosmos.

   La distance, toutefois, est si importante entre M87 et nous (53 millions d'année-lumière) que ces "étoiles en fuite" sont destinées à errer éternellement dans le vide : elles n'arriveront jamais jusqu’à nous avant leur mort naturelle dans plusieurs milliards d'années... D'ailleurs, y arriveraient-elles qu'elles n'auraient quasiment aucune chance d'y heurter une autre étoile tant l'intervalle entre les astres est grand ! C'est que l'espace est si vaste... et si vide...

Pour en savoir plus sur les étoiles errantes : étoiles doubles et systèmes multiples 

Photo : la galaxie elliptique géante M87 (crédits : NASA)

GALAXIES CANNIBALES

   galaxie M 51 absorbant la galaxie NGC  5195

   Les galaxies s'éloignent les unes des autres, on le sait depuis l'astronome Edwin Hubble, sauf celles qui se trouvent dans un même groupe proche où les forces de gravitation, au contraire, les rapprochent. Dans le groupe de notre galaxie la Voie lactée (appelé "groupe local"), il y a une galaxie géante, la galaxie d'Andromède, un peu plus grosse que la nôtre, et une cinquantaine d'autres galaxies moins importantes.

   De ce fait, Andromède et la Voie lactée vont se percuter... dans 2 à 3 milliards d'années pour donner une galaxie supergéante. Les êtres vivants intelligents de ces temps lointains (s'il y en a) n'ont toutefois pas de souci à se faire : l'intervalle entre les multiples soleils de chaque galaxie (pourtant 200 milliards d'étoiles environ chacune) sont si importants qu'il n'y aura pratiquement jamais de chocs frontaux. Toutefois, les forces gravitationnelles étant à l'œuvre, il y aura réorganisation de l'ensemble (gaz, poussières, étoiles, etc.).

   Jusqu'à il y a peu, les scientifiques étaient persuadés que le résultat d'une telle réunion aboutirait à une gigantesque galaxie globulaire. Raté ! Des astronomes japonais et américains ont étudié 37 galaxies émergeant de fusions galactiques et leurs travaux sont sans appel : la résultante est une nouvelle galaxie elliptique, simplement plus volumineuse. La faute aux gaz qui reprennent rapidement leurs rotations circulaires... et peut-être aussi à la matière noire dont on ne sait pas ce que c'est mais dont nous sommes à peu près sûrs qu'elle intervient dans ces gigantesques ballets cosmiques.

   La galaxie qui "avale" l'autre est par définition la plus grosse et elle est appelée "cannibale" par les scientifiques. La Voie lactée a ainsi "cannibalisé" autour d'elle plusieurs petites galaxies satellites mais c'est certainement Andromède qui sera à terme dénommée cannibale...

Pour en savoir plus : https://www.cepheides.fr/article-de-l-astronomie-galaxies-ca…

Photo : la galaxie M51 (dite galaxie Whirlpool ou galaxie du tourbillon) absorbant sa voisine NGC 5195 (sources : www.astronoo.com)

LE COSMOS EST TOUJOURS EN MOUVEMENT

   naine rouge (étoile de Barnard) comparée au Soleil

   Les Anciens croyaient que les étoiles étaient des joyaux accrochés à une sphère de velours tournant autour de la Terre, que les étoiles, en somme, étaient immobiles les unes par rapport aux autres : rien n'est plus faux !

   Les étoiles bougent continuellement. Par exemple, notre Soleil, modeste étoile située en périphérie de la Voie lactée, tourne (avec son cortège de planètes) autour du centre galactique à la vitesse de 217 km/sec.

    Il y a 70 000 ans, une étoile a frôlé notre système solaire en passant dans sa banlieue, à moins de 0,8 année-lumière alors que notre plus proche voisine, alpha (ou Proxima) du Centaure est une naine rouge située à 4,2 années-lumière d'ici.

   C'est en reconstituant la trajectoire de cette étoile, appelée "étoile de Sholz", probablement une naine rouge comme Proxima, que les astronomes ont fait cette étrange découverte. Aujourd'hui, Sholz est située à plus de 20 années-lumière et elle s'éloigne encore de nous mais que serait-il advenu si les distances avaient été un tout petit peu plus courtes ? Nous ne serions pas là pour en parler...

   Les naines rouges, des étoiles de petite taille et peu lumineuses représentent plus de 80% de toutes les étoiles (tandis que notre Soleil est une naine jaune, un peu plus brillante). Pas étonnant dès lors que ce soit l'une d'entre elles qui soit venue nous rendre visite il n'y a pas si longtemps (en termes géologiques) !

Photo : une naine rouge, l'étoile de Barnard, notre 2ème plus proche voisine, comparée au Soleil et à Jupiter (crédits : Wikipédia France)

LE PHÉNOMÈNE LE PLUS VIOLENT DE L'UNIVERS

Il y a 30 ans (le 23 février 1987) explosait une supernova (S-69-202) dans le petit nuage de Magellan, une galaxie naine satellite de notre Voie lactée. À un peu moins de 170 000 années-lumière de nous ce qui n'est pas si loin puisque, d'habitude, ce type d'événement peut être visible depuis les confins de l'Univers, à des milliards d'années-lumière...

   Car une supernova, c'est une explosion si puissante qu'elle peut illuminer tout l'Univers. Par exemple, si S-69-202 avait terminé sa vie dans notre galaxie, elle aurait été visible à l’œil nu depuis la Terre même en plein jour et, la nuit, elle aurait dépassé l'éclat de la pleine lune. Et cela durant plusieurs semaines...

   Les supernovas sont rares au point qu'il n'y en a pas eu dans la Voie lactée depuis plusieurs siècles. Ce phénomène caractérise la fin de vie d'étoiles massives, bien plus grosses que le Soleil : il s'agit le plus souvent de supergéantes bleues très jeunes (quelques dizaines de millions d'années au plus) qui épuisent donc très rapidement leur carburant nucléaire et se transforment en supergéantes rouges instables. À ce stade, le noyau de l'étoile s'effondre sur lui-même en donnant naissance à des étoiles à neutrons (dont certaines deviennent des pulsars), voire, pour les plus massives, à des trous noirs.

   Lorsqu'elle s'effondre sur elle-même, la résultante lumineuse du phénomène est si intense que cette lumière éclipse durant quelque temps celle de toutes les autres étoiles présentes dans la galaxie qui sont pourtant des milliards. Inutile de préciser qu'il ne fait pas bon pour un organisme vivant de se trouver à proximité du cataclysme...

   En attendant d'observer une supernova interne à la Voie lactée (assez distante, on l'espère), les scientifiques surveillent S-69-202 depuis 15 ans ce qui leur permet d'affiner les modèles évolutifs de ces phénomènes exceptionnels qui restent parmi les plus violents de l'Univers.

Pour en savoir plus : https://www.cepheides.fr/article-de-l-astronomie-novas-et-su…

Photo : cidehom.com

UNE PREUVE DE PLUS QUE EINSTEIN AVAIT RAISON

   Dans sa théorie de la relativité générale Einstein explique la structure de l'Univers sous la forme de l'association inséparable de l'espace et du temps. Il explique notamment que plus un objet de l'Univers est massif, plus il "creuse" et courbe l'espace qui l'entoure. Bien entendu, à notre échelle, le phénomène reste indétectable.

   En revanche, lorsqu'on observe de grands ensembles comme les galaxies, la structure de l'espace est modifiée de façon substantielle et, dès 1920, la démonstration en a été faite à l'occasion d'une éclipse solaire. Le phénomène a été appelé lentille (ou mirage) gravitationnelle. : la présence d'un objet massif entre la source (par exemple une étoile lointaine) et un observateur fait que celui-ci verra plusieurs images de l'étoile lointaine en raison des différentes courbures de l'espace.

   Un immense amas de galaxies (baptisé du nom barbare de MACSJ1149.6+2223) est situé entre nous et une lointaine galaxie. Du coup, on peut observer pas moins de trois images différentes de la dite galaxie ! Et, incroyable coup de chance, une supernova (l'explosion très brillante d'une grosse étoile en fin de vie) a été détectée dans la galaxie lointaine : les astronomes s'attendaient donc à en voir trois fois l'image.

   Et c'est bien ce qu'il s'est produit : le télescope spatial Hubble a pris une photo de la supernova apparue en novembre 2014 tandis que celle-ci était déjà visible sur une image en 1995 (sans que l'on ait pris de photo à l'époque) et les astronomes attendent la troisième image de la supernova entre 2017 et 2020 !

   La lumière est bien déviée par la présence d'objets massifs qui déforment l'espace et elle finit par suivre des chemins différents qui n'arrivent pas au même moment à l’œil de l'observateur. Einstein l'avait, il y a déjà bien longtemps, compris avant tout le monde !

Sur cette photographie, on peut voir quatre images du même quasar Q2237+0305 en raison de la galaxie (située entre lui et l'observateur) qui courbe l'espace : cette lentille gravitationnelle est appelée la "croix d'Einstein".

(On rappelle qu'un quasar est une puissante source de lumière, provenant probablement du trou noir central très actif d'une galaxie lointaine)

Crédits image : noao.edu

SE MÉFIER DE TOUT !

observatoire de Parkes (Australie)

   L'observatoire de Parkes en Nouvelle-Galles du Sud (Australie) est très réputé puisqu'il est notamment connu pour avoir suivi les trajectoires de nombreuses sondes spatiales et même pour avoir diffusé le premier les images de Neil Armstrong sur la Lune.

   Il était pourtant confronté depuis 17 ans à une énigme qui a passionné (et énervé) des dizaines d'astronomes : la détection de signaux inconnus, un son aigu suivi d'un son plus grave, attribués tout d'abord à un phénomène extraterrestre cataclysmique et lointain. Les scientifiques ont même été jusqu'à baptiser ces signaux bizarres du sigle de FRB (Fast Radio Burst pour sursauts radio rapides).

   Mais, très étrange, on s'est ensuite rendu compte que les signaux provenaient de plusieurs sources différentes (donc terrestres) et on attribua le phénomène à la foudre... jusqu'à ce qu'on se rende compte que cet étrange phénomène avait plutôt tendance à se produire au moment des repas !

   En réalité, les signaux mystérieux provenaient de la cuisine de l'observatoire et, de façon plus précise, de ses fours à micro-ondes ! La solution - à la façon de la "lettre volée" d'Egar Allan Poe - se trouvait sous les yeux des scientifiques... abusés quand même durant 17 ans !

Image : l'observatoire de Parkes, en Australie
(sources : sites.ostralo.net)

UNE NOVA ... QUI N'EN ÉTAIT PAS UNE !

   En 1670, Anthelme Voituret, un moine chartreux qui observait régulièrement le ciel, repéra une nouvelle étoile. Très rouge, l'astre était situé dans la constellation du petit Renard - Vulpecula en latin - et le moine nomma sa découverte fort logiquement Nova Vulpecula 1670. Or, à sa grande stupéfaction, il la vit disparaître au bout de quelques semaines pour réapparaître au printemps suivant ainsi qu'en 1672. Ensuite, plus rien...

   Au XXème siècle, les scientifiques conclurent qu'il s'agissait d'une nova (à ne pas confondre avec une supernova !), c'est à dire une étoile qui devient très brillante avant, quelques jours plus tard, de revenir à son éclat habituel. Il s'agit presque toujours d'une binaire, c'est à dire un couple d'étoiles (ce qui est très fréquent) associant une naine blanche et une géante rouge. Rappelons qu'une naine blanche est un cadavre d'étoile hyperdense (comme le sera un jour notre Soleil) et une géante rouge une étoile en fin de vie (le Soleil passera également par ce stade). Lorsque la géante rouge grossit, elle se rapproche de sa compagne d'où de gigantesques explosions thermonucléaires expliquant les variations de luminosité.

   Eh bien, on avait tout faux ! Des études récentes effectuées à l'aide d'instruments plus précis ont permis de montrer qu'il s'agissait d'un choc entre deux étoiles "normales". La résultante en a été la destruction des deux astres remplacés temporairement par un objet de fusion rouge extrêmement brillant. C'est un phénomène extrêmement rare puisqu'on estime que, lors de la collision entre deux galaxies, les espaces entre les étoiles sont si grands qu'il n'y a pratiquement aucune chance pour qu'il y ait des heurts entre elles !

Image : vue d'artiste d'une nova
(sources : www.astronomes.com)

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mise à jour : 21 mars 2023

   En astronomie il existe une curiosité : les étoiles « moyennes » n’y ont pas droit de cité. En effet, les étoiles sont seulement divisées en deux grandes catégories, les naines (comme le Soleil qui est une naine jaune) et les géantes. Parmi ces dernières, il existe des géantes bleues, des supergéantes rouges ou blanches, d’autres encore correspondant souvent à différents stades de leur évolution. Au point qu’ on finit par un peu tout mélanger… Essayons de mettre un peu d’ordre dans tout cela.

classification des étoiles

   Longtemps, les étoiles ont été classées par nos ancêtres en fonction de leur apparente luminosité à l’œil nu mais c’était illusoire : certaines étoiles, proches, sont aussi brillantes que d’autres, bien plus grosses et lumineuses mais beaucoup plus éloignées. C’est même cette erreur de perspective qui poussa à l’association d’étoiles en apparence voisines dans des constructions imaginaires, les constellations, qui permirent dans un premier temps aux caravaniers, puis aux marins, de mieux se repérer la nuit venue. Avec l’apparition des outils d’observation modernes, il s’avéra évident que l’on devait trouver d’autres moyens d’identification pour ces astres bien différents de ce que l’on croyait.

   Les étoiles possèdent quatre propriétés principales : leur température de surface,  leur gravité de surface, leur masse, et leur luminosité. Ce sont ces caractéristiques qui vont permettre d’associer à chaque étoile un groupe spectral. En résumé, la répartition de l’énergie lumineuse d’une étoile rapportée à sa longueur d’onde identifiera le spectre de l’étoile. Plus une étoile est chaude et plus sa couleur va tendre vers le bleu alors que, à l’inverse, moins elle sera chaude et plus elle ira vers le rouge. De ce fait, un moyen sommaire de savoir la température de surface d’une étoile est donc d’apprécier sa couleur. Dans un ordre décroissant de température, une étoile sera violette (la plus chaude), bleue, blanche, jaune, orange et rouge (la moins chaude). Il s’agit là d’une loi basique de la physique : plus un corps est chaud et plus les photons qui s’en échappent sont énergétiques et donc plus leur longueur d’onde est courte. On peut être encore plus précis en analysant différentes stries - les raies d’absorption - qui donnent à chaque étoile une caractéristique bien particulière : son type spectral.

classification de Harvard

   La classification de l’observatoire de Harvard (USA) fut le fruit de l’énorme travail de Henry Draper et de ses successeurs, publié dans le Henry Draper Catalogue, paru en 1924 et contenant les caractéristiques spectrales (fondées surtout sur les températures de surface) de plus de 225 000 étoiles. Elle reconnaît sept types spectraux principaux identifiés par des lettres majuscules : O, B, A, F, G