par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Actualités
1. Le système de Bêta Pictoris. Le disque de débris (en fausses couleurs) est vu par la tranche. La planète Bêta Pictoris b apparaît comme un point blanc à proximité immédiate de l’étoile. (ESO/ A.-M. Lagrange et al. 2010)
Qu’est-ce qu’une exocomète ?
C’est un objet de petite taille (de l’ordre de quelques kilomètres) dont on observe l’évaporation quand il est situé à proximité de son étoile hôte. C’est donc l’équivalent d’une comète, observé dans un système exoplanétaire. Les premières exocomètes ont été observées dès 1988 autour de la jeune étoile massive A6V Bêta Pictoris [1]. Auparavant, en 1983, le satellite IRAS avait détecté autour de cette étoile un rayonnement infrarouge émis par un disque de débris, qui est une ceinture circumstellaire constituée de petits objets ; la ceinture de Kuiper en est un exemple dans le Système solaire. Ce disque a ensuite été observé dans le domaine visible par la tranche à l’aide des télescopes terrestres. À partir de 2008, une planète massive (fig. 1) a été détectée par imagerie directe dans l’infrarouge [2], à une distance de 8 ua de Bêta Pictoris, son étoile hôte ; sa présence pourrait être à l’origine des objets évaporés ; en 2019, une deuxième planète a été observée, cette fois par la méthode des vitesses radiales.
2. Le satellite CHEOPS. (Université de Berne)
La présence d’une exocomète se manifeste par les propriétés suivantes : (1) des absorptions variables, souvent décalées vers le rouge, issues d’un nuage d’ions vaporisés devant le disque stellaire, et (2) des transits photométriques dus au passage de la chevelure ou la queue de la comète devant l’étoile. C’est ainsi que le suivi photométrique de Bêta Pictoris, par la détection d’une trentaine de transits photométriques, a permis de caractériser les propriétés des exocomètes de cette étoile, dont la distribution en taille est proche de celle des comètes de la famille de Jupiter dans le Système solaire [5].
Comme Bêta Pictoris, HD 172555 est une jeune étoile massive (de type spectral A7V) entourée d’un disque de débris, dans lequel une forte émission d’oxygène atomique a été détectée en 2012 par le satellite Herschel dans l’infrarouge lointain [3]. Cette observation suggère la présence possible d’exocomètes qui seraient la source de H2O, CO et CO2. Deux ans plus tard, des observations spectroscopiques dans le domaine visible ont pu les identifier[4].
CHEOPS (fig. 2) est un petit télescope spatial, lancé en 2019 par l’Université de Berne et l’Agence spatiale européenne (Esa) dédié à la caractérisation d’exoplanètes déjà identifiées (en particulier la mesure précise de leur rayon) par la méthode des transits. L’un des programmes de la mission CHEOPS porte sur l’observation des disques de débris et l’étoile HD 172555 a ainsi été observée pendant trente orbites consécutives de CHEOPS, soit une durée d’un peu plus de deux jours[6].
3. La courbe de lumière brute de HD 172555 enregistrée par le satellite CHEOPS. L’instant t0 correspond à la date MJD 59381.445.
4. Périodogramme de la courbe de lumière de HD 172555 (fig. 3). La courbe rouge en pointillé correspond à un niveau de signification de 4 s. L’encadré central montre un agrandissement de la partie à courte fréquence (< 1 100 mHz). (Kiefer et al. 2023)
5. Courbes résiduelles après extraction des oscillations stellaires. Points avec barres d’erreur : courbes de lumières de HD 172555 corrigées des effets des oscillations stellaires, correspondant aux différents niveaux de signal sur bruit (S/N) requis. Les traits pleins correspondent à une sommation des points individuels sur une durée d’une heure. Le modèle (courbe noire) correspond à la signature attendue d’un transit cométaire. (Kiefer et al. 2023)
La courbe de lumière de HD 172555 (fig. 3) est dominée par les oscillations stellaires rapides, de type « d Scuti » (selon le nom de l’étoile sur laquelle ce phénomène a été découvert), caractéristiques de ces étoiles massives. Tout le travail de l’équipe a donc consisté à éliminer ces oscillations pour rechercher la signature d’un éventuel transit cométaire de bien moindre amplitude. À partir du périodogramme (c’est-à-dire de l’analyse en fréquence) de la courbe de lumière (fig. 4), les auteurs extraient du signal la composante périodique la plus intense, puis la suivante et ainsi de suite, jusqu’à éliminer les dix pics les plus intenses du périodogramme, signatures des oscillations stellaires, et ils poursuivent leur analyse d’élimination en appliquant divers seuils de probabilité, correspondant à différentes valeurs du rapport signal sur bruit (> 10, 8, 6 et 4,8). Les courbes résiduelles finales (fig. 5) indiquent la présence d’une absorption à un moment précis, que les auteurs attribuent à la signature d’une exocomète. Si la détection est réelle, l’objet aurait un rayon de 2,5 km et serait situé à une distance de 6,8 ± 1,4 rayons stellaires (soit 0,05 ± 0,01 ua). Ces valeurs sont en accord avec les résultats des mesures spectroscopiques [4], et aussi comparables à celles des exocomètes déjà détectées autour d’autres étoiles, en particulier Bêta Pictoris.
par Thérèse Encrenaz – Observatoire de Paris-PSL
Publié dans le magazine L’Astronomie Mai 2023
Notes:
- Ferlet R. et al., Astron. Astrophys. 185, 267, 1988.
- Lagrange A.-M. et al., Science 329, 57, 2010.
- Riviere-Marichalar P. et al., Astron. Astrophys. 546, L8, 2012.
- Kiefer F. et al., Astron. Astrophys. 561, L10.
- Lecavelier des Étangs A. et al., Scientific Reports 12, 5855, 2022.
- Kiefer F. et al., Astron. Astrophys. 671, id.A25, 2023.
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Actualités
Des mesures de temps de transit réalisées par plusieurs instruments montrent que l’orbite de l’exoplanète Kepler 1658b se rétrécit inexorablement. À terme, cette exoplanète sera absorbée par son étoile hôte.
Les planètes orbitant très près de leur étoile hôte subissent d’intenses forces de marée qui peuvent fortement affecter leurs propriétés orbitales. En transférant de l’énergie de la planète vers l’étoile, les marées ont notamment pour effet de diminuer la période, et donc le rayon, de l’orbite de la planète. Cette dernière se déplace ainsi sur une trajectoire spirale qui l’amène lentement mais inexorablement à entrer en collision avec son étoile hôte. Ce phénomène est toutefois difficile à mettre en évidence car, à l’échelle de la vie humaine, la diminution de la période de révolution est très faible. Jusqu’à présent, un seul cas a été formellement identifié, celui de WASP 12b, une géante gazeuse environ deux fois plus grande que Jupiter et qui tourne autour d’une étoile comparable à notre Soleil. WASP 12b est distante de cette étoile de seulement 0,023 unité astronomique (ua) et elle parcourt son orbite en un peu plus d’un jour terrestre. Les observations suggèrent que dans quelque 3 millions d’années, elle sera absorbée par son étoile. Les effets de marée sont d’autant plus importants que le rapport entre le rayon de l’étoile et la taille (le demi-grand axe) de l’orbite de la planète est élevé. Autrement dit, le déclin orbital d’une planète est a priori plus rapide et sera plus facilement observable pour une planète se déplaçant autour d’une grosse étoile et à faible distance de celle-ci. C’est précisément le cas de Kepler 1658b, une géante gazeuse dont le rayon est de 6 fois celui de Jupiter. Kepler 1658b se situe à 0,054 ua de son étoile hôte, autour de laquelle elle tourne en 3,8 jours. Cette étoile, de type spectral F8, a quitté la séquence principale et son rayon est d’environ 2,9 rayons solaires. En combinant les temps de transit de Kepler 1658b recueillis par les satellites Kepler et TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) et par le spectromètre infrarouge WIRC (Wild Field Infrared Camera) monté sur le télescope Hale du Mont Palomar, une équipe d’astronomes a établi que la période de révolution de Kepler 1658b diminuait de 131 millisecondes (ms) par an [1]. Plus précisément, ce résultat a été déduit du fait que, par rapport à des éphémérides de référence et en comparaison des transits observés par Kepler une dizaine d’années plus tôt, les transits de Kepler 1658b mesurés par TESS et WIRC entre 2020 et 2022 se produisent avec quelques minutes d’avance (figure ci-contre). Les auteurs de cette étude ont par ailleurs vérifié que les données recueillies ne pouvaient pas être expliquées par d’autres phénomènes. En particulier, la précession du périastre de l’orbite peut conduire à une avance des temps de transit au cours du temps. Cependant, dans le cas de Kepler 1658b, cette avance est trop importante et nécessiterait des taux de précession beaucoup trop élevés par rapport à ce qui est physiquement possible. Ainsi, il semble bien que Kepler 1658b se rapproche de son étoile hôte et qu’à terme, elle tombera sur celle-ci. Au rythme déduit des observations de Kepler, TESS et WIRC, cela devrait se produire dans environ 2,5 millions d’années.
Temps de transit de Kepler 1658b devant son étoile hôte mesurés par le satellite Kepler (points bleus), le satellite TESS (points orange) et le spectromètre infrarouge WIRC (points rouges). L’axe des abscisses est gradué en jours juliens corrigés des variations de la position de la Terre par rapport au barycentre du Système solaire et correspond à un intervalle de 15 années. Les transits mesurés par TESS et WIRC entre 2020 et 2022 sont en avance de quelques minutes par rapport aux transits mesurés par Kepler une dizaine d’années auparavant. Cette avance ne peut pas s’expliquer par la précession du périastre de Kepler 1658b (courbe verte pointillée), sauf si l’on suppose des taux de précession très (trop) élevés (courbe verte en tirets). En revanche, elle s’explique bien si l’on suppose que Kepler 1658b se déplace sur une trajectoire spirale avec une période de révolution diminuant de 131 ms par an (courbe rouge). (Vissapragada et al., 2022)
par Frédéric Deschamps – IESAS, Taipei, Taïwan
Publié dans le magazine L’Astronomie Mai 2023
Notes
- Vissapragada S. et al. (2022), « The possible tidal demise of Kepler’s first planetary system », Astrophys. J. Lett., 941, L31, doi: 10.3847/2041-8213/aca47e.
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Spatial
Une cinquantaine de participants composés d’universitaires, de professionnels du secteur public-privé, d’étudiants et d’élèves ont pris part à la première édition de l’AstroPause organisée par l’Association Ivoirienne d’Astronomie (AIA) le 18 Mai 2023 au Laboratoire des Sciences de la Matière et de l’Énergie Solaire (LASMES) de l’Université Félix Houphouët-Boigny (Abidjan, Côte d’Ivoire). Après une brève présentation de l’AIA par son premier Vice-président l’Astrophysicien Dr YAO Marc Harris, deux conférences, suivies d’échanges avec les participants, ont meublé cette activité.
La première conférence a été prononcée par l’Épistémologue et Historien de l’astronomie Dr Pancrace AKA sur le thème : « Agence Spatiale Ivoirienne : enjeux et défis ». Il a précisé que lors de la deuxième édition de la Conférence Internationale NewSpace Africa, qui s’est tenue du 25 au 28 avril 2023 au Sofitel Abidjan Hôtel Ivoire en Côte d’Ivoire, les autorités de ce pays, en partenariat avec l’Institut National polytechnique Félix Houphouët-Boigny (INP-HB) de Yamoussoukro et la société Universal Konstructors Associated (UKA), ont exprimé leur désir manifeste d’œuvrer non seulement au lancement du premier nanosatellite ivoirien, nommé Yam-Sat CI 01, à l’horizon 2024 mais aussi à la création d’une Agence Spatiale Ivoirienne. L’annonce a été faite officiellement par le Pr Adama Diawara, Ministre de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique.
Selon le Secrétaire général adjoint de l’AIA Dr Pancrace AKA, une Agence Spatiale Ivoirienne serait sans nul doute un organisme d’État ivoirien dont la mission porterait à court et moyen termes sur la maîtrise des sciences et technologies spatiales débouchant ainsi sur leurs applications concrètes aux réalités socio-économiques du pays afin de favoriser son émergence véritable. À long terme, sa mission porterait sur l’exploration et la conquête spatiales. Un projet ambitieux ! La trame de sa réflexion épistémologique était une réponse en direction de l’interrogation suivante : quels sont les enjeux et les défis de la création d’une agence spatiale ivoirienne ?
Pour lui, la création de l’Agence Spatiale Ivoirienne répond à divers enjeux : scientifiques (développement de l’astronomie, l’astrophysique, l’astrobiologie, la météorologie…), technologiques (création de drones, télescopes, satellites, téléphones portables…), sécuritaires (sécurité maritime, sécurité forestière, protection de l’environnement…), socio-économiques (télé-éducation, télémédecine, l’innovation agricole, culture de précision…), politiques, géopolitiques, géostratégiques (Souveraineté et positionnement de l’État au plan international…). Aussi, cette création apparaît-elle elle-même comme un défi, lequel est inhérent à d’autres défis (insuffisance de ressources financières, déficit de technologies et de qualifications…), que les autorités ivoiriennes, avec la communauté des scientifiques, ingénieurs, épistémologues, éthiciens, bioéthiciens, juristes, les associations comme l’Association Ivoirienne d’Astronomie (AIA) et leurs différents partenaires du secteur public-privé, doivent et/ou peuvent relever afin de permettre le développement socio-économique de leur pays. Même si l’État ivoirien a pour ambition de procéder au lancement de son premier nanosatellite 100% ivoirien à l’horizon 2024, une coopération régionale et internationale s’avère nécessaire afin de remédier à l’insuffisance des capacités et braver les obstacles qui lui sont inhérents…
La deuxième conférence fut celle prononcée par Dr ACKAH Jean-Baptiste, Membre de l’« URSI (Union Radio Scientifique Internationale) Young scientist award scheme», Ingénieur de la Météorologie aéronautique pour la Côte d’Ivoire à l’Agence de la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et en Madagascar (ASECNA), Docteur en physique de l’atmosphère et spatiale à l’Université Félix Houphouët-Boigny et Secrétaire chargé de communication de l’AIA. Elle était axée sur le thème : « Communication Satellite – Terre et reconquête de l’espace ». Il a présenté la structure de l’atmosphère terrestre à travers la mise en évidence des caractéristiques majeures de l’ionosphère. Pour lui, l’ionosphère demeure la région la plus ionisée de l’atmosphère terrestre en général. Elle affecte la précision des systèmes de positionnement global dont seront équipés des véhicules et des téléphones portables dans un futur proche. Il a tenté de répondre à la question suivante : que doit faire la Côte d’Ivoire pour une réelle indépendance spatio-temporelle afin d’éviter d’être sous surveillance et sous domination permanente ?
Pour répondre à cette question hautement pleine de sens, il a fait quelques recommandations
- assurer la relève dans le secteur spatial par des formations en Master et en Doctorat ;
- créer une forme d’émulation en construisant un planétarium pour susciter chez les jeunes des vocations dans le domaine des sciences et technologies spatiales ;
- mettre en place un programme spatial à travers la mise sur pied d’une agence spatiale puis la mise en orbite d’un nanosatellite (au moins) ;
- tisser, pérenniser de façon permanente des alliances stratégiques et diplomatiques pour une surveillance sécuritaire et un système de communication plus sûrs et fiables ;
- réussir dans un futur proche à accueillir et déployer son propre système de localisation par satellite…
par Dr AKA Pancrace, Épistémologue, Historien des sciences, Logicien, Secrétaire général Adjoint de l’Association Ivoirienne d’Astronomie (AIA), Membre de l’ONG internationale Prisonniers Sans Frontières (PRSF), Maître Assistant, Département de philosophie, Université Félix Houphouët-Boigny, Abidjan, Côte d’Ivoire.
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Histoire
Voyagez dans les mondes lointains de la Guerre des étoiles ! Les paysages et l’univers captivants de cette saga ont nécessité des années de création, et même le réalisateur George Lucas ne savait pas encore où il voulait aller jusqu’au tournage de la première trilogie. Cependant, il avait déjà en tête le lieu de résidence qu’il souhaitait attribuer à Luke Skywalker. Il imaginait une planète avec une atmosphère respirable, un climat désertique et un terrain sablonneux parsemé de roches et de canyons. C’est ainsi que naquit Tatooine, une planète située dans un système stellaire binaire, avec Tatoo 1 et Tatoo 2 comme étoiles.
À l’époque de la création de cet univers, on ne pouvait encore imaginer l’existence de systèmes stellaires binaires ni avoir des preuves de l’existence de planètes extrasolaires. Ce n’est que près de dix ans après la sortie de la première trilogie, au début des années 1990, que la première exoplanète fut détectée. Il s’agissait de 51 Pegasi b, située à environ 50,5 années-lumière de la Terre dans la constellation de Pégase. En 2005, la première exoplanète circumbinaire, Kepler-16b, fut découverte. Il s’agit d’une planète ressemblant à Saturne qui orbite autour d’une étoile semblable au Soleil et d’une naine brune, dans le système d’étoiles binaires Kepler 16-A et Kepler 16-B. Ces deux étoiles tournent également l’une autour de l’autre, créant ainsi des éclipses. Même si la planète Tatooine de Georges Lucas n’avait rien avoir avec une planète type Jupiter, Kepler-16b est quand-même appelée Tatooine. La recherche de planètes similaires à Tatooine se poursuit avec la mission Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) télescope spatial, grâce auquel la détection de système à étoile binaire se poursuit .
Revenons à Tatooine, la planète aride et inhospitalière. Les tempêtes de sable y sont fréquentes, si bien qu’une tempête particulièrement violente a endommagé la majeure partie du matériel de tournage de la première trilogie, entraînant des pertes de temps et d’argent considérables pour George Lucas. On peut dire qu’il a choisi l’endroit idéal pour représenter cette planète fictive. Et cet endroit est bien réel, situé dans notre système solaire, en Afrique du Nord, plus précisément en Tunisie.
Les environs de la ville de Tozeur, dans le sud de la Tunisie, ont été le théâtre de nombreux tournages, notamment à Ong Jmal et à Chott el-Gharsa. À seulement 30 minutes en voiture de la ville de Tataouine se trouve Ksar Ouled Soltan, où plusieurs scènes ont été filmées pour représenter les rues de Mos Espa, la ville spatioport de Tatooine, avec ses habitations troglodytes typiques du sud de la Tunisie. Un autre village troglodyte, Matmata, a également servi de lieu de tournage pour la maison de l’oncle Owen, une habitation creusée dans la montagne pour profiter de la fraîcheur.
Souvenez-vous de la rencontre entre Han Solo, Chewbacca, Luke Skywalker et Obi-Wan Kenobi à la Cantina de Chalmun, dans la ville portuaire de Mos Eisley. Eh bien, cette scène a été en réalité tournée sur l’île de Djerba. Connue sous le nom de « l’île des rêves », Djerba se trouve également dans le sud de la Tunisie, à seulement 1 heure 50 de Tataouine. Son architecture typique de cette île avec ses maisons blanches aux volets colorés, ses ruelles étroites et ses vues imprenables sur la mer Méditerranée donnent vie à l’univers recherché. Précisément au village de pêcheurs Ajim, a était filmé l’extérieur de la Cantina qui n’est qu’une boulangerie berbère du village. L’atmosphère unique d’Ajim ajoute une touche de réalisme aux scènes de la Cantina, faisant de chaque visite une expérience inoubliable pour les fans de la saga.
Les décors utilisés pour filmer certaines scènes en Tunisie, notamment à Ong Jmal, ont été préservés à la demande des autorités tunisiennes et constituent aujourd’hui une attraction touristique incontournable dans le sud du pays.
Plongez-vous dans l’univers de la Guerre des étoiles et découvrez ces lieux réels qui ont donné vie à Tatooine, cette planète emblématique de la saga. Un voyage passionnant qui vous transportera aux confins de la galaxie, sans quitter notre belle planète Terre.
par Salma Baccar – Université de Grenoble
Credit photos : Ghassen Bouabid (Ong Jmal)
par Sylvain Bouley | Juil 16, 2023 | Zoom Sur
On trouvera dans cette suite d’actualités plusieurs découvertes récentes effectuées avec le télescope spatial James Webb (JWST) opérationnel depuis l’été 2022, et publiées dans des articles soumis à des journaux scientifiques, mais qui n’ont pas encore tous reçu l’aval de leurs pairs. Ils s’exposent donc à être soit refusés, soit acceptés moyennant des modifications plus ou moins importantes. Nous avons pris cependant le risque de les présenter, pour montrer l’extraordinaire quantité d’informations que va apporter le JWST à la science et, dans le cas présent, à la cosmologie et à notre connaissance de l’Univers lointain. Le choix des articles présentés ici possède une part d’arbitraire car, dans chaque cas, il aurait été possible d’en citer plusieurs autres, soumis à publication la même semaine ou le même jour ! Il s’agit d’articles qui ont paru au mois d’août 2022, mais il est probable qu’un nombre encore plus grand paraisse en septembre et dans les mois suivants.
Un premier point qu’il faut préciser ici est la notion de « lentille gravitationnelle ». Ce phénomène prédit par la relativité générale d’Einstein est produit par la présence d’un objet très massif se situant entre un observateur et une source lointaine (figure ci-dessous). Le champ gravitationnel de la lentille a comme effet de dévier et d’amplifier les rayons lumineux qui passent près d’elle, déformant ainsi les images que reçoit un observateur placé sur la ligne de visée et les rendant plus facilement visibles. Il faut noter que lorsqu’on « regarde loin », on voit nécessairement les objets à travers des lentilles gravitationnelles.
Schéma d’une lentille gravitationnelle.
Un autre point concerne une donnée cosmologique importante, le redshift [1]. C’est la façon habituelle pour les astronomes de mesurer l’éloignement d’une galaxie. Le redshift z est le « décalage spectral vers le rouge » subi par les raies spectrales et le rayonnement continu d’un objet, conformément à la loi de Hubble d’expansion de l’Univers. On appelle ce décalage « vers le rouge », car il s’agissait dans les premiers temps d’un décalage relativement faible de la lumière visible. On a 1 + z = lobs/lo, lobs étant la longueur d’onde observée, et lo la longueur d’onde à l’émission. Il s’agit d’un effet analogue au Doppler-Fizeau, sauf qu’il n’est pas dû au mouvement des sources, mais à celui de l’Univers dans son ensemble et que son expression diffère de l’effet Doppler pour les grands redshifts. Pour des objets assez proches, le redshift est inférieur à 0,1, et la vitesse d’éloignement est proportionnelle à la distance. On peut en déduire directement le temps que la lumière a mis à nous parvenir, et l’on parle alors de distance par rapport à nous en années-lumière. Mais les choses deviennent plus compliquées pour des objets dont le redshift est plus grand. Actuellement, on observe des objets dont le redshift est égal à 16, comme vous le verrez. Il est alors possible moyennant un modèle d’Univers donné [2] de calculer le temps qui s’est écoulé entre le moment où on observe l’objet et le Big Bang. À titre indicatif, voici les résultats pour quelques redshifts.
par Suzy Collin-Zahn | Observatoire de Paris-PSL
Publié dans le magazine L’Astronomie Novembre 2022
Notes
- Redshift est un mot anglais entré de fait dans le vocabulaire des cosmologistes du monde entier. Une traduction française possible, mais longue à dire, donc peu usitée (7 syllabes contre 2 en anglais) est : « décalage cosmologique ».
- On utilise en général le modèle standard, appelé LambdaCDM.
