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356 - Le Ciel, juin 2022
Astronomie dans le monde
Le « bassin des geysers ». En 2014
Encelade Cassini avait révélé une centaine de
Basé sur un communiqué AGU sources au pôle sud d’Encelade.
(NASA/JPL-Caltech/SSI)
En 2006, la sonde Cassini avait décou-
vert les geysers jaillissant de fissures – les –200 degrés Celsius. Dix ans d’observations
« rayures de tigre » – près du pôle sud d’Ence- par la mission Cassini-Huygens de la NASA
lade, et produisant jusqu’à 200 kilogrammes ont fourni des preuves de l’existence d’un
d’eau par seconde. Une nouvelle étude suggère océan liquide très profond et d’un « cryovol-
que l’expansion de la glace au cours de longs canisme » continu. La façon dont un monde
cycles de refroidissement pourrait parfois aussi petit et froid peut soutenir une telle acti-
fracturer la croûte glacée de la lune de Saturne, vité géologique est une énigme scientifique
exposant ainsi son océan intérieur, ce qui pour- persistante.
rait expliquer les geysers. Les chercheurs ont modélisé les condi-
Encelade a un diamètre d’environ 500 tions qui pourraient permettre aux fissures de
kilomètres. Elle est recouverte d’une couche la surface d’atteindre l’océan et de provoquer
de glace de 20 à 30 kilomètres d’épaisseur, les éruptions. Le modèle tient compte des
et la température de surface est d’environ cycles de réchauffement et de refroidisse-
juin 2022, Le Ciel - 357
Des fractures de dilatation permettent à
l’eau de l’océan intérieur d’Encelade de pression ne serait jamais assez forte pour faire
s’échapper dans l’espace.
(NASA/ESA/JPL/SSI/Cassini Imaging remonter l’eau à la surface, si l’on tient compte
Team) à la fois de la pressurisation de l’océan et de
la contraction thermique, écartant ainsi cette
explication pour les geysers.
ment à l’échelle d’une centaine de millions Un mécanisme proposé dès 2016 pourrait
d’années, associés aux changements de l’orbite expliquer les éruptions. En s’introduisant dans
d’Encelade autour de Saturne. Au cours de les fissures, l’eau est exposée au vide de l’es-
chaque cycle, la coquille de glace subit une pace – Encelade est dépourvue d’atmosphère
période d’amincissement et une période – et elle entre spontanément en ébullition. Ce
d’épaississement. L’épaississement traduit la mécanisme est cohérent avec l’apparence de
congélation qui progresse au bas de la couche la surface d’Encelade, qui ne montre aucune
de glace, comme pour un lac gelé. preuve de coulées de « cryolave » s’échappant
La pression exercée par la glace qui des fissures.
enserre l’océan est l’un des mécanismes que Certains indices montrent qu’Europe,
les chercheurs ont proposés pour expliquer la lune de Jupiter, un autre monde glacé de la
les geysers d’Encelade. Lorsque l’enveloppe taille de la Lune, pourrait également connaître
externe de glace se refroidit et s’épaissit, la des éruptions similaires, bien que l’on en sache
pression augmente sur l’océan puisque la glace moins sur l’activité qui s’y déroule.
a plus de volume que l’eau. L’augmentation de Ce mécanisme de pression océanique et
la pression génère également des tensions dans d’éruption spontanée ne peut pas expliquer le
la glace, qui pourraient ouvrir des passages cryovolcanisme qui pourrait se produire sur
pour l’eau jusqu’à la surface, 20 ou 30 kilo- Europe. De nouvelles observations de cette
mètres plus haut. lune sont nécessaires pour déterminer les
Selon la nouvelle étude, la pression de causes potentielles de ces éruptions. On attend
l’océan serait probablement suffisante pour avec impatience la mission Europa Clipper de
créer les fissures en forme de rayures de tigre la NASA pour en apprendre davantage sur les
observées à la surface d’Encelade. Mais la processus géologiques sur Europe.
358 - Le Ciel, juin 2022
L’astéroïde Ryugu, une comète induite par une rotation rapide. Troisièmement,
éteinte ? Ryugu a une teneur en matière organique
Basé sur un communiqué université de Nagoya
remarquablement élevée.
Parmi ces caractéristiques, la troisième
Les astéroïdes recèlent de nombreux soulève une question concernant l’origine de
indices sur la formation et l’évolution des cet astéroïde. Le consensus scientifique veut
planètes et de leurs satellites. Comprendre leur que Ryugu provienne des débris laissés par
histoire peut donc révéler beaucoup de choses la collision de deux astéroïdes plus grands.
sur le Système solaire. Si les observations Cependant, cela semble impossible si l’asté-
effectuées à distance à l’aide de télescopes roïde a une forte teneur en matière organique
sont utiles, l’analyse d’échantillons prélevés (ce qui sera confirmé par l’analyse des échan-
sur des astéroïdes peut apporter beaucoup plus tillons recueillis). Quelle pourrait donc être la
de détails sur leurs caractéristiques et la façon véritable origine de Ryugu ?
dont ils ont pu se former. Une tentative dans ce Les chercheurs ont proposé une explica-
sens a été la mission Hayabusa, qui, en 2010, tion alternative étayée par un modèle physique
est revenue sur Terre après 7 ans avec des relativement simple. Ils suggèrent que Ryugu,
échantillons de l’astéroïde Itokawa. ainsi que d’autres astéroïdes semblables,
La mission suivante, Hayabusa 2, s’est pourraient en fait être des restes de comètes
achevée à la fin de 2020, avec le retour sur éteintes.
Terre d’échantillons de l’astéroïde 162173 Les comètes sont de petits corps formés
Ryugu, et la prise de nombreuses images dans les régions extérieures et froides du
et données recueillies in situ. Alors que ces Système solaire. Elles sont principalement
échantillons sont encore en cours d’analyse, composées de glace d’eau, avec quelques
les informations obtenues à distance ont composants rocheux (débris) mélangés. Si une
révélé trois caractéristiques importantes sur comète entre dans le Système solaire interne –
Ryugu. Premièrement, Ryugu est un tas de l’espace délimité par la ceinture principale des
cailloux maintenus ensemble par la gravité. astéroïdes en deçà de Jupiter – la chaleur du
Deuxièmement, Ryugu a la forme d’une rayonnement solaire provoque la sublimation
toupie, probablement due à une déformation de la glace, laissant des débris rocheux qui se
compactent sous l’effet de la gravité et
forment un astéroïde en tas de gravats.
Ce processus correspond à toutes
les caractéristiques observées de Ryugu.
La sublimation de la glace fait perdre de
la masse au noyau de la comète et le fait
rétrécir, ce qui augmente sa vitesse de
rotation. À la suite de cette rotation, le
noyau cométaire peut acquérir la vitesse
de rotation nécessaire à la création d’une
forme en toupie. De plus, on pense
que les composants glacés des comètes
contiennent de la matière organique
générée dans le milieu interstellaire. Ces
matières organiques se déposeraient sur
162173 Ryugu vu par Hayabusa 2
en 2018.
(JAXA Hayabusa 2)
juin 2022, Le Ciel - 359
Les données de la mission
Hayabusa 2 suggèrent
les débris rocheux laissés sur place lors de la sublimation de que l’astéroïde Ryugu est
la glace. en fait une comète éteinte
Pour vérifier leur hypothèse, les chercheurs ont effectué qui a perdu sa glace en
des simulations numériques à l’aide d’un modèle physique raison de la chaleur due
simple afin de calculer le temps nécessaire à la sublimation à l’augmentation du
de la glace et l’augmentation de la vitesse de rotation de rayonnement solaire après
s’être rapprochée de la
l’astéroïde résultant de cette sublimation. Les résultats de leur ceinture principale des
analyse suggèrent que Ryugu a probablement été pendant astéroïdes.
quelques dizaines de milliers d’années une comète active (Hitoshi Miura / NCU)
avant de se déplacer dans la ceinture interne d’astéroïdes, où
les températures élevées ont vaporisé sa glace.
Dans l’ensemble, cette étude indique que les objets « tas
de gravier » en forme de toupie et à forte teneur organique, tels
que Ryugu et Bennu (la cible de la mission OSIRIS-Rex), sont
des objets de transition comète-astéroïde et devraient fournir
de nouvelles informations sur le Système solaire.
360 - Le Ciel, juin 2022
L’abondance d’oxygène de la abondants que sont l’hydrogène et le carbone,
comète 67P, une illusion ? de sorte que l’oxygène n’apparaît qu’en petites
Basé sur un communiqué APL Johns Hopkins quantités dans quelques nuages moléculaires
seulement. Ce fait a conduit de nombreux
Lorsque la sonde Rosetta de l’Agence chercheurs à conclure que tout oxygène pré-
spatiale européenne a découvert une abon- sent dans la nébuleuse protosolaire qui a formé
dance anormalement élevée d’oxygène le Système solaire s’était probablement com-
moléculaire jaillissant de la comète 67P/ biné de la même manière.
Churyumov-Gerasimenko en 2015, cela a Cependant, lorsque Rosetta a trouvé
laissé les scientifiques perplexes. Ils n’avaient ce gaz s’échappant de la comète 67P, tout a
jamais vu une comète émettre de l’oxygène, basculé. Personne n’en avait encore vu dans
et encore moins dans une telle abondance. une comète et, comme il s’agit de la quatrième
Mais ce qui était le plus alarmant, c’était les molécule la plus abondante dans la coma de la
implications plus profondes : les chercheurs comète (après l’eau, le dioxyde de carbone et
devaient rendre compte d’une telle quantité le monoxyde de carbone), il fallait une expli-
d’oxygène, ce qui impliquait de reconsidé- cation. L’oxygène semblait jaillir en même
rer tout ce qu’ils pensaient déjà savoir sur la temps que l’eau, ce qui a amené de nombreux
chimie du Système solaire primitif et sur sa chercheurs à soupçonner que l’oxygène était
formation. soit primordial – ce qui signifie qu’il s’est
Une nouvelle analyse montre toutefois retrouvé lié à l’eau à la naissance du Système
que la découverte de Rosetta n’est peut-être solaire et s’est accumulé dans la comète lors
pas aussi étrange que les scientifiques l’avaient de sa formation –, soit formé à partir de l’eau
d’abord imaginé. Elle suggère plutôt que la après la formation de la comète.
comète possède deux réservoirs internes qui Certains astronomes étaient sceptiques.
donnent l’impression qu’il y a plus d’oxygène Comme la forme en haltère de la comète
qu’il n’y en a réellement. tourne progressivement, chaque lobe fait face
En réalité, la comète n’a pas globalement
cette grande abondance d’oxy-
gène. L’oxygène s’est accumulé
dans les couches supérieures du
noyau, et il s’est ensuite libéré
en une seule fois.
L’oxygène moléculaire est
peu commun dans l’Univers.
Il se lie rapidement à d’autres
atomes et molécules, en particu-
lier aux atomes universellement
La comète 67P/Churyumov-
Gerasimenko vue par la sonde
Rosetta de l’ESA en mars 2015.
67P est la première comète
connue pour émettre de
l’oxygène moléculaire, une
molécule peu présente dans
l’Univers en raison de sa
réactivité chimique, et difficile à
détecter.
(ESA/Rosetta/NAVCAM)
juin 2022, Le Ciel - 361
Illustration de la libération d’oxygène
au Soleil à différents moments, ce qui signifie moléculaire et d’autres molécules volatiles
que la comète a des « saisons » et que le lien de deux réservoirs à l’intérieur de la
entre l’oxygène et l’eau pourrait ne pas être comète 67P. Les deux encarts montrent un
présent tout le temps. Sur de courtes périodes, réservoir profond de dioxyde de carbone,
les substances volatiles pourraient s’activer et de monoxyde de carbone et d’oxygène
se désactiver, car elles dégèlent et regèlent au moléculaire (les points de couleur crème)
fil des saisons. qui libère constamment son contenu.
Les points bleus représentent l’oxygène
Profitant de ces saisons, l’équipe a moléculaire qui a été piégé dans la glace
examiné les données moléculaires sur des d’eau lors de son ascension vers la surface
périodes courtes et longues juste avant que (en bleu), formant un réservoir moins
l’hémisphère sud de la comète n’entre en été, profond qui ne libère son contenu que
puis à nouveau juste à la fin de cet été. En fait, lorsque la surface est réchauffée et que
lorsque l’hémisphère sud s’est détourné et la comète est suffisamment proche du
s’est trouvé suffisamment éloigné du Soleil, Soleil. Les segments colorés de l’orbite
le lien entre l’oxygène et l’eau a disparu. La correspondent aux périodes analysées
quantité d’eau se dégageant de la comète a par la nouvelle étude. Le changement du
bleu au crème dans le segment suivant
chuté brusquement, de sorte qu’à la place, l’équinoxe post-périhélie marque le moment
l’oxygène semblait fortement lié au dioxyde où l’oxygène moléculaire émis avait cessé
de carbone et au monoxyde de carbone que la de s’associer à l’eau et s’était corrélé aux
comète émettait encore. oxydes de carbone.
Cela est impossible dans le cadre des (Johns Hopkins APL/Jon Emmerich)
explications suggérées précédemment. Si
l’oxygène était primordial et lié à l’eau lors
de sa formation, il ne devrait pas y avoir de
362 - Le Ciel, juin 2022
moment où l’oxygène est fortement corrélé au pendant de longues périodes jusqu’à ce que
monoxyde de carbone et au dioxyde de car- la surface de la comète soit suffisamment
bone, mais pas à l’eau. réchauffée pour que la glace d’eau se vaporise,
L’équipe a au contraire proposé que libérant ainsi un panache beaucoup plus riche
l’oxygène de la comète ne provient pas de en oxygène que ce qui était réellement présent
l’eau mais de deux réservoirs : l’un composé dans la comète.
d’oxygène, de monoxyde de carbone et de En d’autres termes, l’abondance de
dioxyde de carbone en profondeur dans le l’oxygène mesurée dans la coma de la comète
noyau rocheux de la comète, et une poche ne reflète pas nécessairement son abondance
moins profonde plus proche de la surface où dans le noyau de la comète.
l’oxygène se combine chimiquement avec les La comète oscillerait ainsi au fil des
molécules de glace d’eau. saisons entre une forte association avec l’eau
L’idée est la suivante : un réservoir (lorsque le Soleil chauffe la surface) et une
profond de glace d’oxygène et d’oxydes de forte association avec le dioxyde de carbone
carbone émet constamment des gaz car l’oxy- et le monoxyde de carbone (lorsque cette sur-
gène et les oxydes de carbone se vaporisent face est opposée au Soleil et que la comète est
tous à très basse température. Cependant, suffisamment éloignée) – exactement ce que
lorsque l’oxygène se déplace de l’intérieur de Rosetta a observé.
la comète vers la surface, une partie s’insère Les scientifiques aimeraient approfondir
chimiquement dans la glace d’eau (un consti- le sujet en examinant les espèces moléculaires
tuant majeur du noyau de la comète) pour mineures de la comète, telles que le méthane
former un second réservoir d’oxygène, moins et l’éthane, et leur corrélation avec l’oxygène
profond. Mais la glace d’eau se vaporise à une moléculaire et d’autres espèces majeures. Cela
température beaucoup plus élevée que l’oxy- devrait aider à déterminer le type de glace
gène. L’oxygène y est donc bloqué jusqu’à ce dans lequel l’oxygène a été incorporé et à
que le Soleil chauffe suffisamment la surface et comprendre pourquoi la quantité d’oxygène
vaporise la glace d’eau. est encore supérieure à celle observée dans la
La conséquence est que l’oxygène peut plupart des nuages moléculaires.
s’accumuler dans ce réservoir peu profond
Représentation
artistique de la
sonde Rosetta
s’approchant
de sa cible, la
comète 67P/
Churyumov-
Gerasimenko.
(ESA/Rosetta/
NAVCAM)
juin 2022, Le Ciel - 363
Collisions autour de HD 166191
Basé sur un communiqué NASA/JPL-Caltech De nouvelles observations viennent
combler cette lacune, celles du transit devant
Des collisions majeures entre des corps HD 166191 d’un nuage de débris de l’une de
rocheux ont façonné le Système solaire. ces collisions. Couplées aux connaissances sur
L’observation d’une collision similaire donne la taille et la luminosité de l’étoile, ces obser-
des indices sur la fréquence de ces événements vations ont permis aux chercheurs de déter-
autour d’autres étoiles. miner directement la taille du nuage peu après
La plupart des planètes telluriques et des l’impact, d’estimer la taille des objets qui sont
satellites ont été façonnés par des collisions entrés en collision et d’observer la vitesse à
massives au début de l’histoire du Système laquelle le nuage s’est dispersé.
solaire. En se fracassant l’un contre l’autre, Âgée de 10 millions d’années,
les corps rocheux peuvent accumuler plus de HD 166191 est déjà entourée de nombreux
matière et grossir, mais ils peuvent aussi se planétésimaux agglomérés à partir des pous-
briser en plusieurs corps plus petits. sières du nuage primordial. Les collisions
Les astronomes utilisant le télescope catastrophiques sont devenues courantes dans
spatial Spitzer de la NASA, aujourd’hui à la cet environnement.
retraite, avaient trouvé des preuves de ce type Anticipant qu’ils pourraient voir
de collisions autour d’étoiles jeunes, mais les des preuves de ces collisions autour de
observations ne fournissaient pas beaucoup de
détails sur ces collisions, notamment la dimen-
sion des objets impliqués.
Illustration d’une collision entre deux corps
de la taille d’un astéroïde, comme celle qui a
eu lieu près de HD 166191.
(NASA/JPL-Caltech)
364 - Le Ciel, juin 2022
HD 166191, les astronomes ont utilisé Pour produire un nuage de cette taille, les
Spitzer pour effectuer plus de 100 observa- objets impliqués dans la collision principale
tions du système entre 2015 et 2019. Si les devaient avoir la taille de petites planètes,
planétésimaux sont trop petits et trop éloi- comme Vesta (530 kilomètres). Le choc initial
gnés pour être résolus par le télescope, leurs a généré suffisamment d’énergie pour vapo-
impacts produisent de grandes quantités de riser une partie du matériau. Il a également
poussière que Spitzer, travaillant en infra- déclenché une réaction en chaîne d’impacts
rouge, peut détecter. entre les fragments de la première collision et
À la mi-2018, la luminosité infrarouge d’autres petits corps du système, ce qui a pro-
de HD 166191 a nettement augmenté, ce qui bablement créé une quantité importante de la
suggère une augmentation de la production poussière observée par Spitzer.
de débris. À la même période Spitzer a égale- Au cours des mois suivants, le nuage
ment détecté le passage d’un nuage de débris. de poussière a grossi tout en devenant plus
En combinant l’observation de ce transit par transparent, ce qui indique que la poussière et
Spitzer avec les observations de télescopes au les autres débris se sont rapidement dispersés
sol, l’équipe a pu déduire la taille et la forme dans le jeune système stellaire. En 2019, les
du nuage de débris. passages du nuage devant l’étoile n’étaient
Les données suggèrent que le nuage était plus visible, mais le système contenait deux
très allongé, avec une taille d’au moins trois fois plus de poussière qu’avant que Spitzer ne
fois celle de l’étoile. L’augmentation du flux repère le nuage. Ces informations devraient
infrarouge observée par Spitzer suggère que aider les scientifiques à tester des théories
seule une petite partie du nuage est passée sur la formation et la croissance des planètes
devant l’étoile et que les débris de la collision terrestres, et à avoir une meilleure idée de la
s’étendaient sur une surface apparente des fréquence à laquelle les planètes rocheuses se
centaines de fois supérieure à celle de l’étoile. forment autour d’autres étoiles.
Lancé en 2003, le
télescope Spitzer
fonctionnait à
pleine capacité
jusqu’en 2009
grâce à sa réserve
d’hélium liquide
qui assurait le
refroidissement
et permettait
d’observer dans
l’infrarouge
lointain. À partir de
2009, ayant épuisé
son hélium, Spitzer
devait se contenter
de l’infrarouge
proche. Le télescope
a été mis hors
service au début de
2020.
(NASA).
juin 2022, Le Ciel - 365
Cryovolcanisme sur Pluton La glace qui parvient ainsi sur la surface froide
Les images de Sputnik Planitia prises par durcit et peut s’accumuler en monticules ou
New Horizons montre que la région a connu former des plaines.
assez récemment de multiples périodes d’acti- Les scientifiques soupçonnent qu’une
vité volcanique glaciaire. L’intérieur de Pluton région située au sud-ouest de Sputnik Planitia
pourrait être plus chaud ou retiendrait mieux la a pu être un foyer d’activité cryovolcanique.
chaleur qu’on ne le pensait. Aujourd’hui, elle est couverte d’énormes
Pour arriver à cette conclusion, les scien- dômes hérissés de petites bosses.
tifiques ont analysé la topographie et la com- Pour déterminer si ces étranges forma-
position chimique de ce paysage accidenté, tions sont des preuves de cryovolcanisme, les
qui comprend des dômes presque aussi hauts chercheurs ont établi une carte topographique
que le mont Everest. Pluton et sa lune Charon, de la région à l’aide d’images prises sous dif-
ainsi que tous ces corps du Système solaire férents angles. Ils ont ainsi pu estimer en détail
externe, ne sont pas des astres morts mais ils la forme et la taille des dômes, dont le plus
sont actifs géologiquement. grand atteint environ 7 kilomètres de hauteur
On pense que le volcanisme glaciaire et a un volume comparable à celui du Mauna
(« cryovolcanisme ») se produit sur des corps Loa d’Hawaii.
tels que Charon, Europe, Triton ou encore
Cérès. Si les volcans terrestres crachent de la Vue en perspective de la zone volcanique de
roche en fusion, un phénomène similaire se Pluton. On a figuré en bleu des régions qui
produit sur ces mondes gelés lorsque la glace ont pu connaître de l’activité.
de la croûte est chauffée et devient suffisam- (NASA/Johns Hopkins University Applied
ment fluide pour s’échapper par des fissures. Physics Laboratory/Southwest Research
Institute/Isaac Herrera/Kelsi Singer)366 - Le Ciel, juin 2022
L’équipe s’est rendu compte que la Pluton vue par la sonde New Horizons.
région était parsemée de monticules prove- Les couleurs ont été intensifiées
nant de nombreuses sources distinctes, dont digitalement. La zone volcanique
certaines avaient fusionné au fil du temps. étudiée se trouve au sud-ouest de la
Certaines bosses semblent superposées sur des vaste étendue d’azote gelé de Sputnik
Planitia.
reliefs plus vieux, ce qui témoigne d’épisodes (NASA/JHUAPL/SwRI)
volcaniques multiples. L’absence de cratères
d’impact prouve que la majorité de l’activité
cryovolcanique s’est produite – géologique-
ment parlant – assez récemment, peut-être au
cours des 100 à 200 derniers millions d’an-
nées. Peut-être n’est-elle pas encore éteinte. Pour pouvoir fluer aux températures
Les volcans terrestres peuvent rester en som- extrêmes de Pluton la lave des cryovolcans
meil pendant de nombreuses années entre deux contenait probablement des sels qui agissaient
éruptions. comme des antigels. Malgré cela, la matière
Pendant son survol, New Horizons a était probablement presque solide et s’écoulait
également recueilli des données sur la compo- comme un glacier. Les résultats sont des argu-
sition chimique du terrain. Les chercheurs ont ments en faveur de l’hypothèse d’un intérieur
déterminé que les monticules cryovolcaniques de Pluton suffisamment chaud pour contenir
étaient principalement constitués de glace de l’eau liquide. Les scientifiques ont émis
d’eau à laquelle se mêlaient de plus petites l’hypothèse qu’un océan pourrait se trouver
quantités d’azote gelé et d’autres composés. à plus de 100 kilomètres sous la surface, là
Les différents types de glace ont leur propre où l’enveloppe glacée rencontre le noyau
point de fusion et des propriétés distinctes, ce rocheux. Cependant, pour alimenter l’activité
qui a pu influencer la formation des structures. cryovolcanique observée, Pluton pourrait aussi
La modélisation du cryovolcanisme sug- avoir de petites poches d’eau plus chaude plus
gère que le processus n’est pas explosif mais près de la surface.
pourrait plutôt ressembler à la formation lente Et si Pluton a du liquide sous la surface,
des laves dites en coussins de nos volcans il est probable que beaucoup d’objets de la
sous-marins. ceinture de Kuiper en ont aussi.juin 2022, Le Ciel - 367
Tremblements de terre martiens l’évolution de son champ magnétique – actuel-
Basé sur un communiqué lement inexistant.
Australian National University Les résultats pourraient aider les scien-
tifiques à comprendre pourquoi la Planète
Les chercheurs ont identifié 47 trem- rouge n’a plus de champ magnétique. Si la
blements de terre martiens, jusqu’ici passés convection se produit à l’intérieur de la pla-
inaperçus, dans la région de Cerberus Fossae – nète, ce que semblent indiquer les nouveaux
une zone sismiquement active vieille de moins résultats, il doit y avoir un autre mécanisme en
de 20 millions d’années. Ils supposent que jeu qui empêche le développement d’un champ
l’activité du magma dans le manteau martien magnétique.
– la couche située entre la croûte et le noyau – La vie sur notre planète est possible
est responsable de ces tremblements de terre. grâce au champ magnétique terrestre et à sa
Les résultats suggèrent que le magma capacité à nous protéger des radiations cos-
du manteau martien est toujours actif et qu’il miques. Par conséquent, comprendre le champ
est responsable des séismes, contrairement à magnétique de Mars, comment il a évolué et
l’idée conventionnelle des scientifiques selon à quel stade de l’histoire de la planète il s’est
laquelle ces événements sont causés par les arrêté est important pour les missions futures
forces tectoniques. et est essentiel si on compte un jour établir la
La nature répétitive de ces tremblements vie humaine sur Mars.
de terre et le fait qu’ils aient tous été détectés Pour identifier les tremblements, les cher-
dans la même zone suggèrent que Mars est cheurs ont appliqué un algorithme spécifique
plus active sur le plan sismique qu’on ne pen- aux données recueillies par un sismomètre
sait. Ces séismes se sont produits de manière fixé à l’atterrisseur InSight de la NASA, qui
répétée à toutes les heures de la journée mar- collecte des données sur les tremblements de
tienne, alors que les tremblements détectés par terre, la météo martienne et l’intérieur de la
la NASA dans le passé semblaient s’être pro- planète depuis son atterrissage sur Mars en
duits uniquement au cœur de la nuit, lorsque 2018. Les tremblements de terre ont été détec-
la planète est plus calme. Il faut donc supposer tés sur une période d’environ 350 sols – soit
que ce sont les mouvements de la roche en 359 jours terrestres. S’ils avaient eu lieu sur
fusion dans le manteau qui ont déclenché ces Terre ils auraient été à peine ressentis.
47 séismes.
Savoir que le
manteau martien est
toujours actif est cru-
cial pour comprendre
comment Mars a
évolué. Cela peut
aider les scientifiques
à répondre à des
questions fondamen-
tales sur le Système
solaire et l’état du
noyau de Mars, de
son manteau et de
(ANU / Shutterstock / Vadim Sadovski)368 - Le Ciel, juin 2022
Le côté proche de la Lune (à gauche) est
dominé par de vastes dépôts volcaniques,
Les deux faces de la Lune tandis que le côté éloigné en compte
Basé sur un communiqué Brown University
beaucoup moins. La raison pour laquelle
les deux faces sont si différentes est
longtemps restée mystérieuse.
Une nouvelle étude montre comment
l’impact qui a créé le bassin lunaire Aitken
est lié au contraste frappant de composition volcanisme qui a créé les plaines volcaniques
et d’apparence entre les deux faces de notre de la face visible.
satellite. La question est de savoir comment cette
Le visage que nous offre la Lune est très chaleur affecte la dynamique intérieure de
différent de celui qu’elle nous cache perpé- la Lune. L’étude montre que, dans toutes les
tuellement. La face proche est dominée par conditions plausibles au moment où le SPA
les « mers », de vastes étendues sombres de s’est formé, elle finit par concentrer ces élé-
lave. En revanche, la face cachée, criblée de ments producteurs de chaleur sur le côté le
cratères, en est pratiquement dépourvue. La plus proche. Cela a dû contribuer à la fusion
raison de cette dichotomie est l’un des grands du manteau qui a produit les coulées de lave
mystères de la Lune, révélé pour la première que l’on observe.
fois dans les années 1960 par les missions Si les différences dans les dépôts vol-
soviétiques Luna puis par le programme amé- caniques sont évidentes, les futures missions
ricain Apollo. lunaires devraient également révéler des
Une nouvelle étude montre que l’impact différences dans la composition géochi-
qui a formé le bassin géant South Pole-Aitken mique. Le côté proche abrite une anomalie de
(SPA) aurait créé une énorme vague de cha- composition connue sous le nom de terrane
leur qui se serait propagée à l’intérieur de la Procellarum KREEP (PKT) – une concentra-
Lune, entraînant certains matériaux – terres tion de potassium (K), d’éléments de terres
rares et éléments radioactifs, dégageant de la rares (REE), de phosphore (P), ainsi que d’élé-
chaleur – vers le côté proche de la Lune. Cette ments producteurs de chaleur comme le tho-
concentration d’éléments aurait contribué au rium. Le KREEP semble être concentré dans etjuin 2022, Le Ciel - 369
Une nouvelle étude révèle qu’un impact
au pôle sud de la Lune a modifié les
autour de Oceanus Procellarum, la plus grande schémas de convection dans le manteau
des plaines volcaniques proches, mais est peu lunaire, concentrant une série d’éléments
abondant ailleurs sur la Lune. producteurs de chaleur sur la face proche.
Certains scientifiques ont soupçonné Ces éléments ont joué un rôle dans la
l’existence d’un lien entre le KREEP et les création de la vaste plaine lunaire visible
depuis la Terre.
coulées de lave du côté proche, mais la ques-
(Matt Jones)
tion de savoir pourquoi cette suite d’éléments
était concentrée sur le côté proche restait
posée. La nouvelle étude fournit une explica-
tion qui est liée au bassin du pôle sud Aitken,
le deuxième plus grand cratère d’impact connu
dans le Système solaire. uniforme serait perturbée par l’onde de chaleur
Pour cette étude, les chercheurs ont de l’impact SPA.
réalisé des simulations informatiques sur la Selon le modèle, le matériau KREEP
façon dont la chaleur générée par un impact aurait chevauché la vague de chaleur émanant
géant modifierait les schémas de convection de la zone d’impact SPA comme un surfeur.
à l’intérieur de la Lune, et comment cela À mesure que la chaleur s’est propagée sous
pourrait redistribuer le matériau KREEP dans la croûte lunaire, ce matériau a fini par être
le manteau lunaire. On pense que le KREEP acheminé en masse vers le côté proche. Les
représente la dernière partie du manteau à se chercheurs ont effectué des simulations pour
solidifier après la formation de la Lune. En tant un certain nombre de scénarios d’impact dif-
que tel, il a probablement formé la couche la férents, allant d’un impact direct à un coup
plus externe du manteau, juste en dessous de la oblique. Si chacun d’entre eux a produit des
croûte lunaire. Les modèles de l’intérieur de la modèles de chaleur différents et mobilisé le
Lune suggèrent qu’il aurait dû être réparti plus KREEP à des degrés divers, tous ont créé des
ou moins uniformément sous la surface. Mais concentrations de KREEP sur le côté proche,
ce nouveau modèle montre que la distribution ce qui correspond à l’anomalie PKT.370 - Le Ciel, juin 2022
Source de FRB dans M81 Les astronomes présentent de nouvelles
Basé sur un communiqué Chalmers observations qui répondent à certaines ques-
University of Technology tions tout en soulevant de nouvelles énigmes.
Ils ont procédé à des mesures de haute préci-
Les astronomes ont été surpris par la sion d’une source FRB répétitive découverte
source la plus proche des mystérieux flashs en janvier 2020 dans la Grande Ourse.
dans le ciel connus sous le nom de sursauts Pour étudier la source avec la résolution
radio rapides (FRB, Fast Radio Bursts). et la sensibilité les plus élevées possibles, les
Des mesures précises effectuées à l’aide de scientifiques ont combiné les mesures des
radiotélescopes révèlent que les sursauts sont télescopes du réseau européen VLBI (EVN).
produits par de vieilles étoiles, d’une manière En réunissant les données de 12 antennes
à laquelle personne ne s’attendait. La source paraboliques réparties sur la moitié du globe,
de ces sursauts, située dans la galaxie spirale en Suède, en Lettonie, aux Pays-Bas, en
voisine M 81, est la plus proche de la Terre. Russie, en Allemagne, en Pologne, en Italie
Les sursauts radio rapides sont des et en Chine, ils ont pu déterminer exactement
éclairs de lumière extrêmement brefs et d’où provenait la source dans le ciel.
imprévisibles que les astronomes tentent de Les mesures de l’EVN ont été complé-
comprendre depuis leur découverte en 2007. tées par des données provenant de plusieurs
Jusqu’à présent, ils n’ont été observés que par autres télescopes, dont le Karl G. Jansky Very
des radiotélescopes. Chaque éclair ne dure
que quelques millièmes de seconde. Pourtant,
chacun d’entre eux émet autant d’énergie que La source de mystérieux signaux
le Soleil en une journée. Plusieurs centaines radio se cache dans un amas
d’éclairs se produisent chaque jour dans tout le d’étoiles vieilles au bord de la spirale
ciel. La plupart se trouvent dans des galaxies Messier 81.
situées à des milliards d’années-lumière. (Vue d’artiste, STRON/Daniëlle
Futselaar, artsource.nl)juin 2022, Le Ciel - 371
Large Array (VLA) au Nouveau-Mexique, aux de nombreuses binaires et des étoiles peuvent
États-Unis. se rapprocher suffisamment pour que l’une
En analysant leurs mesures, les astro- d’elles recueille de la matière d’une autre.
nomes ont découvert que les flashs radio répé- Si une naine blanche capte suffisamment de
tés provenaient d’un endroit auquel personne masse de cette façon, elle peut s’effondrer en
ne s’attendait. Ils les ont localisés au bord de une étoile à neutrons, beaucoup plus dense.
la galaxie spirale Messier 81, distante d’envi- C’est un phénomène rare, mais dans un amas
ron 12 millions d’années-lumière. Il s’agit d’étoiles anciennes, c’est le moyen le plus
de la détection la plus proche jamais réalisée simple de produire un émetteur de sursauts
d’une source de sursauts radio rapides. Autre radio rapides.
surprise, l’emplacement correspondait exac- En analysant leurs données, les astro-
tement à un amas dense d’étoiles très vieilles, nomes ont eu une autre surprise. Certains des
un amas globulaire tandis que les FRB iden- flashs étaient encore plus courts que prévu. Les
tifiés jusqu’alors se trouvaient dans des amas flashs pouvaient varier énormément de lumi-
d’étoiles jeunes massives. Dans ces endroits, nosité en quelques dizaines de nanosecondes
les explosions d’étoiles sont fréquentes et seulement. Cela signifie qu’ils doivent prove-
laissent derrière elles des vestiges fortement nir d’un minuscule endroit de l’espace, peut-
magnétisés. Les scientifiques pensaient que les être de quelques dizaines de mètres seulement.
FRB pouvaient être créés par des magnétars, Des signaux aussi rapides ont été obser-
c’est-à-dire les restes extrêmement denses vés dans l’un des objets les plus célèbres du
d’étoiles qui ont explosé et qui sont les ai- ciel, le pulsar du Crabe, vestige minuscule de
mants les plus puissants connus de l’Univers. la supernova observée en l’an 1054 dans la
Si la source FRB de M81 est un constellation du Taureau. Les magnétars et les
magnétar, alors il ne peut pas avoir été formé pulsars sont deux types d’étoiles à neutrons :
par l’explosion d’une étoile jeune. Il se serait des objets superdenses ayant la masse du
formé lorsqu’une naine blanche est devenue Soleil dans un volume de la taille d’une ville,
suffisamment massive pour s’effondrer sous et dotés de champs magnétiques puissants.
son propre poids, un phénomène prédit théori- Les observations futures de ce système et
quement mais pas encore identifié. d’autres permettront de déterminer si la source
Les étoiles ordinaires comme le Soleil est vraiment un magnétar inhabituel ou autre
finissent par devenir des naines blanches. Dans chose, comme un pulsar atypique ou un trou
un amas de dizaines de milliers d’étoiles, il y a noir intimement associé à une étoile dense.
Magnétar.
Vue d’artiste
(ESO/L. Calçada)372 - Le Ciel, juin 2022
Pulsars et positrons savoir quelles sont les sources possibles de
Basé sur des communiqués Chandra cette antimatière ?
Les pulsars comme PSR J2030+4415
L’observatoire spatial X Chandra a pourraient être une réponse. La combinaison
montré qu’un étroit faisceau de particules, un de deux extrêmes – la rotation rapide et les
filament, issu du pulsar PSR J2030+4415, et très forts champs magnétiques des pulsars –
découvert en 2020 est environ trois fois plus entraîne une accélération des particules et un
long que ce qui avait été vu initialement. Il rayonnement de haute énergie qui crée des
s’étend sur environ le rayon de la pleine Lune paires d’électrons et de positrons. Le processus
sur le ciel, ce qui en fait la plus longue struc- habituel de conversion de la masse en énergie,
ture de ce genre vue depuis la Terre. déterminé de façon célèbre par l’équation
Les astronomes ne connaissaient pas la E = mc2 d’Albert Einstein, est inversé, et
longueur totale du filament car il s’étendait en l’énergie est convertie en masse.
dehors du détecteur de Chandra. Il est étonnant Les pulsars génèrent des vents de parti-
qu’un pulsar de seulement 15 km de diamètre cules chargées qui sont généralement confinés
puisse créer une structure si grande que nous
pouvons la voir à des milliers d’années-lu- Le panneau de gauche montre environ
mière de distance. un tiers de la longueur du faisceau
Le pulsar PSR J2030+4415 est situé à provenant du pulsar PSR J2030+4415.
environ 1 600 années-lumière de la Terre. Cet Une vue rapprochée du pulsar dans le
objet de la taille d’une grande ville tourne sur panneau de droite montre les rayons X
créés par les particules autour du pulsar
lui-même environ trois fois par seconde, soit
lui-même. Lorsque le pulsar se déplace
plus vite que des ventilateurs de plafond. dans l’espace à environ un million de
Ce résultat pourrait permettre de mieux kilomètres par heure, certaines de ces
comprendre la source de l’antimatière dans la particules s’échappent et créent le long
Voie lactée. filament. Des données dans le domaine
La matière ordinaire est beaucoup plus optique provenant du télescope Gemini à
abondante que l’antimatière dans l’Univers, Hawaï ont été utilisées et apparaissent en
mais les scientifiques trouvent de plus en plus rouge et en noir.
d’indices prouvant la présence d’un grand (NASA/CXC/Stanford Univ./M. de Vries ;
NSF/AURA/Gemini Consortium)
nombre de positrons, c’est-à-dire d’anti-élec-
trons. Cela conduit à poser la question dejuin 2022, Le Ciel - 373
dans leurs puissants champs magnétiques, Les particules se sont ensuite déplacées
mais le cas de PSR J2030+4415 indique qu’ils le long des lignes du champ magnétique inters-
peuvent laisser échapper des positrons dans la tellaire à environ un tiers de la vitesse de la
Galaxie. lumière, provoquant une émission X. C’est
PSR J2030+4415 se déplace dans ainsi qu’est apparu le long filament vu par
l’espace interstellaire à environ un million de Chandra.
kilomètres par heure. Un choc d’étrave le pré- Les astronomes avaient observé par
cède, comme la vague qui se forme à la proue le passé de grands halos d’émission gamma
d’un navire. Cependant, il y a environ 20 à 30 autour de pulsars proches, ce qui implique que
ans, ce choc semble s’être figé sur place et il a les positrons énergétiques ont généralement du
été rattrapé par le pulsar, ce qui a entraîné une mal à s’échapper dans la galaxie. Cette consta-
interaction avec le champ magnétique inters- tation tempère l’idée que les pulsars expliquent
tellaire. Celui-ci s’est combiné au champ ma- l’excès de positrons. Cependant, les filaments
gnétique des vents du pulsar, et les électrons et de pulsars comme PSR J2030+4415 montrent
positrons de haute énergie ont pu jaillir par une que ces particules peuvent effectivement
buse formée par la connexion. s’échapper dans l’espace interstellaire.
Le pulsar PSR J2030+4415
vu en rayons X par Chandra
et en optique par le télescope
Gemini d’Hawaii. L’image du
haut montre le long filament
X, en bleu. Les images du bas
montrent l’environnement du
pulsar en X (bleu) et en visible
(rouge), là où les rayons X
sont produits par les particules
proches du pulsar.
(NASA/CXC/Stanford Univ./M.
de Vries ; NSF/AURA/Gemini
Consortium)374 - Le Ciel, juin 2022
ORC 15 des 64 antennes du réseau MeerKAT
Basé sur un communiqué CSIRO sous le ciel du Karoo (Afrique du Sud)
Révélés pour la première fois par le (SARAO)
radiotélescope ASKAP de l’agence scientifique
nationale australienne CSIRO, les ORC (odd Les données radio de MeerKAT (en vert)
radio circles) sont rapidement devenus des montrent les cercles étranges superposés
objets de fascination. À ce jour on ne connaît a des images prises dans le visible et
que cinq de ces étranges cercles radio. l’infrarouge par le Dark Energy Survey.
(English/U. Manitoba/EMU/MeerKAT/
Les théories sur leur origine allaient des DES/CTIO)
ondes de choc galactiques aux trous de ver.
Une nouvelle image détaillée, capturée par
le radiotélescope MeerKAT de l’obser-
vatoire sud-africain de radioastronomie,
fournit aux chercheurs davantage d’infor-
mations pour les aider à expliquer l’origine
des ORC :
ils pourraient être les vestiges d’une
violente explosion au centre de leur galaxie
hôte – par exemple la fusion de deux trous
noirs supermassifs.
il pourrait s’agir de puissants jets de
particules énergétiques s’échappant du
centre de la galaxie.
ils pourraient être le résultat d’un choc
accompagnant l’arrêt de la production
d’étoiles dans la galaxie.
Jusqu’à présent, les ORC n’ont été
détectés qu’en ondes radio, et aucun signe
n’a été décelé lorsque les chercheurs lesjuin 2022, Le Ciel - 375
Cliché de
découverte du
premier ORC par
ASKAP (à gauche)
et observations de
suivi par MeerKAT
(à droite).
(The EMU team)
ont cherchés à l’aide de télescopes optiques, plus sensibles. Les observatoires ASKAP et
infrarouges ou à rayons X. MeerKAT se sont unis pour trouver et décrire
Les anneaux sont énormes – environ un ces objets rapidement et efficacement. Tous
million d’années-lumière de diamètre, ce qui deux sont des précurseurs du projet internatio-
est 16 fois plus grand que notre propre galaxie. nal SKA.
Malgré cela, ces étranges cercles sont difficiles Les télescopes SKA trouveront beaucoup
à voir. plus d’ORC et seront en mesure de nous en
Nous savons que les ORC sont des dire plus sur le cycle de vie des galaxies. En
anneaux d’émissions radio faibles entourant attendant que le SKA devienne opérationnel,
une galaxie avec un trou noir très actif en son ASKAP et MeerKAT sont prêts à révolution-
centre, mais nous ne savons pas encore ce qui ner notre compréhension de l’Univers plus
les provoque, ni pourquoi ils sont si rares. rapidement que jamais.
Pour vraiment com-
prendre les cercles radio
bizarres, les scientifiques
devront avoir accès à des
radiotélescopes encore
Le radio télescope ASKAP
de l’observatoire radio
Murchison.
ASKAP est situé dans le
pays de Wajarri Yamatji
en Australie Occidentale,
tandis que MeerKAT est
situé dans la province du
Cap Nord en Afrique du
Sud.
(Alex Cherney/CSIRO)376 - Le Ciel, juin 2022
HD 166620 et le minimum de Les changements de fréquence des taches
Maunder solaires ont été documentés depuis qu’elles ont
Basé sur un communiqué PSU été observées pour la première fois par Galilée
et d’autres astronomes dans les années 1600,
Le nombre de taches solaires varie géné- de sorte qu’il existe un bon dossier sur son
ralement selon un cycle prévisible d’environ cycle de 11 ans. L’exception est le minimum
11 ans mais, il y a plusieurs siècles, ce cycle a de Maunder, qui a duré du milieu des années
marqué un arrêt pendant 70 ans, le « minimum 1600 au début des années 1700.
de Maunder ». Cette interruption pendant Les astronomes ont maintenant compilé
laquelle les taches solaires étaient très rares a plus d’un demi-siècle de données provenant de
longtemps intrigué les scientifiques. plusieurs sources sur les taches de 59 étoiles. Il
L’étoile HD 166620, semblable au Soleil, s’agit notamment des données du projet HK de
semble avoir interrompu son propre cycle et l’observatoire du Mont Wilson, qui a été conçu
être entrée à son tour dans une période sans pour étudier l’activité de surface des étoiles
taches. La poursuite des observations de cette et qui s’est déroulé de 1966 à 1996, et des
étoile pourrait permettre d’expliquer ce qui données issues de la recherche d’exoplanètes à
est arrivé au Soleil pendant le minimum de l’observatoire Keck de 1996 à 2020.
Maunder et de mieux comprendre son activité Les chercheurs ont compilé une base
magnétique, qui peut interférer avec les satel- de données sur les étoiles qui apparaissaient
lites et les communications mondiales, voire
affecter le climat de la Terre. Illustration d’un cycle solaire de 11 ans
(NASA)Vous pouvez aussi lire
