par Petank SORO | Oct 2, 2026 | Actualités, Zoom Sur
Lorsqu’ils parlent de résolution, les astronomes savent que la taille est déterminante. Pour distinguer les contours extrêmement fins de l’horizon des événements d’un trou noir supermassif ou cartographier la structure complexe des jets relativistes émis par des noyaux actifs de galaxies (AGN) lointains, il faut un télescope de la taille d’un continent. Grâce à l’interférométrie à très longue base (VLBI — Very Long Baseline Interferometry), une technique qui permet de relier des radiotélescopes géographiquement éloignés afin qu’ils fonctionnent comme une seule et gigantesque ouverture virtuelle, les astronomes atteignent régulièrement une telle échelle synthétique.
Pourtant, depuis plusieurs décennies, la radioastronomie mondiale souffre d’un important angle mort géographique. L’hémisphère Nord dispose de réseaux interférométriques denses et très développés, tels que l’European VLBI Network (EVN) et le Very Long Baseline Array (VLBA) en Amérique du Nord. Dans l’hémisphère Sud, en revanche, la couverture des lignes de base reste limitée. Avec l’arrivée de la nouvelle génération de radiotélescopes, notamment le Square Kilometre Array (SKA), cette situation est toutefois sur le point de changer.
Un projet particulièrement prometteur, publié par Emmanuel K. Bempong-Manful et un consortium international de plus de 30 chercheurs sous le titre « Extending the SKA Across Africa: The Case for a Continental African VLBI Network », propose une vision transformatrice. Les auteurs soutiennent que pour véritablement jouer un rôle de premier plan mondial dans la radioastronomie à haute résolution, il ne suffit pas de construire le cœur du SKA en Afrique du Sud et en Australie. Il faut également tisser un « bras africain » constitué de radiotélescopes interconnectés et répartis sur l’ensemble du continent africain.
Combler le déficit : géométrie et résolution
En interférométrie radio, la qualité des images dépend de la couverture du plan (u,v) — le schéma d’échantillonnage spatial généré par les différentes paires de télescopes lorsque la Terre tourne. En l’absence de longues lignes de base nord-sud et de liaisons intermédiaires traversant le continent, les images radio synthétiques souffrent de fonctions d’étalement du point (point-spread functions) déformées — sous la forme de faisceaux elliptiques — ainsi que d’importantes lacunes spatiales. Cela limite la plage dynamique des observations et la capacité à détecter des structures présentant plusieurs échelles.
Actuellement, le VLBI astronomique opérationnel en Afrique repose principalement sur le Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory (HartRAO), en Afrique du Sud, ainsi que sur le radiotélescope de 32 mètres de l’Observatoire de radioastronomie du Ghana (GRAO), à Kuntunse, récemment converti à partir d’une antenne de télécommunications.
En installant stratégiquement des antennes de type SKA-Mid supplémentaires ou en convertissant des antennes paraboliques de télécommunications réparties à travers le continent africain, le réseau africain de VLBI (AVN) proposé permettrait de créer des géométries de lignes de base extrêmement étendues, offrant notamment :
- Une ligne de base continentale maximale : environ 9 000 km entre Rabat, au Maroc, et Cassis, à Maurice.
- Un gain en résolution angulaire : à fréquences d’observation équivalentes, cette ligne de base continentale permettrait d’obtenir une résolution de synthèse environ 10 % supérieure à celle du Very Large Array de nouvelle génération (ngVLA) prévu en Amérique du Nord.
- Une synergie mondiale : la connexion des longues lignes de base africaines aux stations européennes, est-asiatiques et sud-américaines créerait une véritable grille mondiale de lignes de base homogène, renforçant les capacités d’imagerie à l’échelle du microarcseconde dans le monde entier.
Une science transformatrice à toutes les échelles cosmiques
Fonctionnant en tandem avec le réseau central SKA-Mid, un réseau VLBI couvrant l’ensemble de l’Afrique ouvrirait des perspectives observationnelles inédites, notamment :
Imagerie haute fidélité des trous noirs
Alors que l’Event Horizon Telescope (EHT) fonctionne à des longueurs d’onde millimétriques afin de capturer les ombres des horizons des événements, un réseau VLBI opérant à des longueurs d’onde centimétriques à travers l’Afrique fournirait le chaînon manquant pour cartographier les jets relativistes étendus, les flux d’accrétion et les configurations des champs magnétiques au sein des noyaux actifs de galaxies.
Précision astrométrique et phénomènes transitoires
Alors que l’astronomie temporelle entre dans une nouvelle ère — portée notamment par les alertes multimessagers provenant des détecteurs d’ondes gravitationnelles et des relevés optiques synoptiques —, l’AVN fournirait la résolution offerte par les longues lignes de base nécessaire pour localiser des phénomènes transitoires tels que les sursauts radio rapides (FRB) et les émissions tardives des sursauts gamma (GRB) jusque dans des sous-régions précises de leurs galaxies hôtes.
Au-delà de l’astronomie : capital humain et innovation durable
L’un des arguments les plus importants de l’article est que le réseau africain de VLBI serait bien plus qu’un instrument scientifique : il constituerait un moteur de souveraineté scientifique continentale et de développement technologique.
La construction, la modernisation et la maintenance de récepteurs cryogéniques, de systèmes numériques de traitement de signaux à haute vitesse, de références temporelles fondées sur des horloges atomiques — notamment les masers à hydrogène — ainsi que de chaînes de traitement de données à l’échelle du pétaoctet dans plusieurs pays nécessiteraient le développement de compétences techniques locales.
Des initiatives telles que le programme DARA (Development in Africa with Radio Astronomy) ont déjà démontré que la radioastronomie peut constituer une porte d’entrée vers la formation de jeunes scientifiques dans des domaines tels que l’analyse de données massives (big data), l’ingénierie logicielle, l’apprentissage automatique (machine learning) et le calcul haute performance (HPC).
La feuille de route proposée par Bempong-Manful et ses collaborateurs établit une progression durable : dans un premier temps, convertir des antennes de télécommunications satellitaires redondantes d’environ 30 mètres de diamètre ; puis, à plus long terme, déployer progressivement des antennes dédiées de type SKA-Mid à travers le continent.
En transformant l’étendue géographique de l’Afrique en un atout pour l’astronomie mondiale, l’AVN pourrait redéfinir le rôle du continent dans la recherche fondamentale — en veillant à ce que les institutions africaines ne se contentent pas d’accueillir des infrastructures scientifiques internationales, mais qu’elles prennent également la tête des recherches scientifiques qui façonnent notre compréhension de l’Univers.
Vue d’ensemble des sites actuellement disponibles et potentiels pour le réseau continental africain de VLBI proposé, ainsi que des autres antennes prévues ou actuellement opérationnelles. Ces emplacements illustrent une configuration possible d’un futur réseau continental africain de VLBI, avec une longueur de ligne de base maximale entre le Maroc et Maurice. (Adapté de Bempong-Manful et al., 2026.)
Article écrit par :
Emmanuel Bempong-Manful
Traduit par :
Prudence AYIVI
par Petank SORO | Oct 1, 2026 | Actualités
Le rover Curiosity de la Nasa a pris ce selfie le 25 octobre 2020, après avoir prélevé un échantillon de roche à un endroit surnommé « Mary Anning ». Après des années d’analyses approfondies, l’échantillon a révélé la plus grande diversité de molécules organiques jamais trouvée sur Mars. (Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS)
C’est en septembre 2020 (sol 2879) que le rover Curiosity a foré la roche baptisée Mary Anning 3, au cœur du cratère Gale, pour l’analyser avec l’instrument SAM. Il a ensuite fallu cinq ans d’analyse pour identifier les 21 molécules organiques présentes dans l’échantillon, dont certaines ont été détectées pour la première fois sur Mars.
Les forages
Le rover Curiosity a atterri sur Mars le 6 août 2012, avec pour objectif l’exploration de l’habitabilité de Mars dans le passé [1]. Équipé de dix instruments dédiés à l’identification et l’analyse des différents échantillons qui seront prélevés au cours de ses pérégrinations, il a au cours de ces quatorze ans sillonné le cratère Gale, formé il y a 3,7 milliards d’années, à l’époque où la vie est apparue sur Terre.
Un premier forage effectué en 2013 dans la dépression « Yellowknife Bay » (le forage Cumberland) a permis l’identification de longues chaînes carbonées dans cet échantillon martien prélevé dans un sol qui héberge des dépôts fluvio-lacustres, raison de son choix pour la mission MSL (Mars Science Laboratory), ensuite appelée Curiosity, de la Nasa. Les analyses à l’aide de l’instrument SAM à bord du rover ont permis l’identification de très longues chaînes carbonées [2], comme rappelé récemment dans l’Astronomie (no 194, juin 2025).
Après Yellowknife Bay, Curiosity s’est dirigé vers les premières pentes du mont Sharp autrefois recouvertes de lacs et de cours d’eau, où un autre territoire appelé « Glen Torridon » a été choisi comme terrain d’investigation (fig. 1). C’est une zone riche en minéraux argileux (des phyllosilicates) particulièrement efficaces pour la conservation de la matière organique et qui témoignent d’un passé humide dans cette zone ; de nouveaux forages ont été effectués, toujours dans le même objectif d’y dénicher des traces de matière organique. Le 3 mai 2021 (sol 2879 de la mission Curiosity), la roche baptisée Mary Anning 3 a été forée (fig. 2). La foreuse, fixée à l’extrémité du bras robotique, pulvérise la roche et introduit la poudre dans une coupelle de l’instrument SAM [3] (Sample Analysis on Mars) qui est un mini-laboratoire à bord de Curiosity où se font les analyses des échantillons forés.
La caméra MastCam de Curiosity a capturé le 3 février 2019 cette mosaïque de la région du mont Sharp riche en roches argileuses formées il y a des milliards d’années, à l’époque où des lacs et des cours d’eau existaient. L’échantillon « Mary Anning 3 » a été découvert dans cette zone argileuse. (Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Gros plan sur la roche « Mary Anning », forée par Curiosity ; l’échantillon dans lequel le rover a trouvé un grand nombre de molécules organiques provient de « Mary Anning 3 ». (Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS)
Les analyses
Dans une première étape de l’analyse, appelée thermochemolyse [4], les minéraux à analyser sont soumis à l’action d’un réactif alcalin appelé TMAH (hydroxyde de tétraméthylammonium), ce qui représente une amélioration notoire par rapport à l’analyse de l’échantillon Cumberland, où ce réactif n’était pas utilisé. L’utilisation du TMAH libère les molécules piégées dans les minéraux de la roche, avant que l’ensemble ne soit chauffé dans un four porté à 550 °C. Ce traitement permet leur analyse par les trois instruments composant SAM, à savoir un chromatographe en phase gazeuse, un spectromètre de masse et un spectromètre à absorption laser ; le chromatographe sépare les composants qui sont envoyés vers le spectromètre de masse pour identification moléculaire et le spectromètre à absorption laser afin d’obtenir la composition isotopique du carbone et de l’oxygène [4].
Un article récent, paru dans Nature Communications [5] précise la grande variété de molécules organiques complexes identifiées. Vingt et une molécules carbonées ont été caractérisées, certaines identiques à ce qui avait été trouvé dans l’échantillon Cumberland ; toutefois, grâce à la thermochemolyse, il a été possible de détecter sept nouvelles molécules, comprenant des cycles aromatiques, non caractérisées en l’absence de TMAH et qui sont détectées pour la première fois sur Mars : le benzothiophène (C6H4C2H2S), molécule retrouvée sur Terre et présente dans de nombreuses météorites ; le benzoate de méthyle (C8H8O2) ; le triméthylbenzène et le tétraméthylbenzène (respectivement C9H12 et C10H14) ; et enfin le naphtalène C10H8 et deux de ses composés (respectivement le dihydronaphtalène C10H10 et le méthylnaphtalène C11H10). La présence probable d’un cycle carboné contenant de l’azote est aussi soulignée.
Ces résultats sont très excitants, même si, évidemment, ils ne permettent pas d’affirmer que ces molécules, ou certaines d’entre elles, sont d’origine biologique, ce qui pourrait confirmer que la vie a existé sur Mars dans un lointain passé ; une origine géologique n’est pas à ignorer. Ce que ces résultats montrent est que l’environnement martien ancien préservait une grande diversité chimique qui a été protégée pendant plus de 3,5 milliards d’années de toute altération du manteau ou d’une interaction avec les rayonnements ayant frappé la planète.
Afin de valider leurs résultats, les auteurs de l’article ont pris la précaution de tester la technique de thermochemolyse sur Terre en l’appliquant à un échantillon de la météorite de Murchison, vieille de plus de 4 milliards d’années et comprenant des molécules organiques complexes ; le TMAH s’est révélé tout à fait capable de décomposer ces différentes molécules.
La seconde des deux seules coupelles contenant du TMAH à bord de Curiosity est présente dans l’instrument SAM, prête à être utilisée quand l’occasion se présentera.
Le futur
Les auteurs de l’étude insistent bien sur le fait que cette découverte de multiples molécules organiques complexes ne permet pas d’affirmer que la vie a existé sur Mars il y a plus de 3 milliards d’années, ces molécules pouvant avoir une origine purement géologique. Toutefois, ils soulignent l’importance de pouvoir préserver la diversité chimique présente il y a 3,5 milliards d’années et la retrouver de nos jours grâce aux expériences de thermochemolyse embarquées sur un rover ; les résultats décrits ici ouvrent la voie à une nouvelle génération d’instruments ayant la possibilité d’effectuer ce type d’analyses lors des missions futures.
Ainsi, une version améliorée de SAM, l’expérience MOMA (Mars Organic Molecule Analyser – analyseur moléculaire organique martien), est déjà prévue pour équiper le rover Rosalind-Franklin (fig. 3) du programme ExoMars de l’Esa [6], et pour pouvoir détecter des molécules organiques et établir leur origine biotique ou abiotique. Le lancement doit intervenir fin 2028 à bord d’une fusée Falcon Heavy de SpaceX depuis le Kennedy Space Center. On attend l’atterrissage sur Mars en 2030. Contrairement à Curiosity, ce rover forera jusqu’à deux mètres de profondeur, là où la matière organique reste mieux préservée des rayonnements cosmiques. De son côté, la Nasa doit équiper la mission Dragonfly avec un instrument similaire, le Dragonfly Mass Spectrometer, pour explorer Titan, la lune de Saturne riche en chimie organique, le décollage étant prévu en 2028 pour une arrivée en 2034. Ces deux instruments pourront effectuer des analyses chimiques par voie humide avec le solvant TMAH.
Vue d’artiste du rover Rosalind-Franklin. (Crédit : Thales Alenia Space)
La thermochemolyse au TMAH, testée pour la première fois sur Mars par Curiosity, s’impose ainsi comme un outil central de l’astrobiologie planétaire des prochaines décennies.
Article écrit par :
Janet Borg | Institut d’astrophysique spatiale
Notes
- La vie telle que nous pouvons l’imaginer (et la reconnaître) à partir de notre expérience terrestre se base sur la chimie du carbone en solution dans l’eau liquide et une évolution par réplication/reproduction. Pour être habitable, c’est-à-dire éventuellement propice à l’apparition de la vie, une planète doit présenter quatre critères : avoir du carbone, de l’eau liquide, une source d’énergie et une surface solide ou liquide.
- Freyssinet C. et al., « Long-chain alkanes preserved in a Martian mudstone », PNAS, 122, 2025 [https://doi.org/10.1073/pnas.2420580122].
- SAM (Sample Analysis on Mars) est développé par le Goddard Institute (Maryland, É.-U., Nasa) avec une participation française du Latmos (Laboratoire atmosphères et observations spatiales, Guyancourt) et du Lisa (Laboratoire interuniversitaire des systèmes atmosphériques, Créteil) qui ont fourni le chromatographe en phase gazeuse.
- La technique employée s’appelle la thermochemolyse. C’est une décomposition chimique à l’aide du TMAH, causée par la chaleur (ici 550 °C sous un flux d’hélium), de molécules complexes et qui peut conduire à des composés moins complexes qui seront analysés. C’est la première fois qu’elle est utilisée dans l’espace. Seule une petite quantité de TMAH a été embarquée dans le rover et les roches à analyser doivent être choisies avec précaution.
- Williams Amy J. et al., « Diverse organic molecules revealed by the first SAM TMAH experiment », Nature Communications, 17, 2026 [https://doi.org/10.1038/s41467-026-70656-0].
- Le programme ExoMars de l’Esa, qui a connu une genèse difficile à cause de son coût élevé rapporté au budget de l’Esa et de la nécessité de maîtriser les connaissances pointues en matière d’atterrissage sur Mars, devrait lancer l’astromobile Rosalind-Franklin vers Mars en octobre 2028, pour un atterrissage sur le sol martien fin novembre 2030 ; l’objectif de la mission est la recherche de vie passée ou présente sur la planète. Parmi les instruments embarqués, MOMA (Mars Organic Molecule Analyser) devra détecter des molécules organiques et établir leur origine biotique ou abiotique, à l’aide d’expériences de thermochemolyse.
par Petank SORO | Juil 1, 2026 | Actualités
Le spatial africain est en plein essor depuis quelques années, avec plus de 18 nations spatiales et 63 satellites en orbite. L’Égypte abrite également le siège de l’Agence Spatiale Africaine (AfSA), inauguré le 20 avril 2025. Tout cela grâce aux efforts d’acteurs africains, qui, depuis plusieurs années, contribuent au développement économique et social de l’Afrique par le spatial.
Sékou Ouedraogo, président de l’AASO
C’est dans ce même esprit que l’African Aeronautics & Space Organisation (AASO) organise tous les deux ans les African Aeronautics & Space Innovation Trophy (ASIT), un événement permettant de récompenser des acteurs africains ou issus de la diaspora pour avoir contribué à l’avancement de l’Afrique dans le domaine de l’aéronautique et/ou du spatial. Le lauréat de cette quatrième édition est le Dr Tidiane Ouattara, président du Conseil de l’Agence Spatiale Africaine (AfSA), pour ses efforts afin de promouvoir le secteur spatial africain. Cette cérémonie s’est déroulée au musée de l’air et de l’espace, au Bourget, Paris, le 25 mars dernier.
Le trophée a été remis par Sékou Ouedraogo, le président de l’AASO. L’ASIT a également pour but de réunir les acteurs du spatial africain ainsi que ses partenaires internationaux. Des tables rondes dédiées à l’aéronautique « Qui fera voler l’Afrique de demain ? » ainsi que sur le spatial ont permis de faire un état des lieux du spatial africain et d’avoir un retour d’expérience sur les projets de coopération.
Dr. Tidiane Ouattara, président du Conseil de l’Agence Spatiale Africaine (AfSA)
Ce rendez-vous permet également d’inspirer et d’encourager l’innovation et les initiatives liées aux activités aérospatiales, qui peuvent être un véritable levier de développement. Cela a été particulièrement visible lors des discussions, où les applications spatiales sont apparues comme un enjeu central pour l’industrie africaine actuelle. L’exploitation des données satellitaires permet en effet de répondre à des questions de société comme la sécurité alimentaire ou la surveillance des forêts et des zones stratégiques, tout en posant la question de la souveraineté. Sur ce dernier point, les intervenants de SaH Analytics International ont rappelé qu’il n’est pas nécessaire de tout détenir en interne, mais qu’il est essentiel de disposer d’une infrastructure de données et de former les personnes capables de l’exploiter. Le développement d’un CubeSat a notamment été présenté comme un bon point de départ pour démontrer cette nécessité de souveraineté.
La question du financement est revenue à plusieurs reprises : pour convaincre les décideurs et bailleurs, les pays doivent démontrer le retour sur investissement de leurs projets, en s’appuyant sur un plan d’affaires solide. Commencer par de petites démonstrations via des CubeSats a été cité comme une stratégie efficace pour bâtir, à terme, une véritable agence spatiale nationale.
Les retours d’expérience (GaindeSat au Sénégal, AGEOS au Gabon, NigeriaSat avec le Nigeria) ont par ailleurs souligné un même fil conducteur : au-delà des accords signés avec des partenaires internationaux (CNES, IRD, agences américaines), c’est la formation d’ingénieurs locaux et le transfert de technologies qui constituent la véritable valeur ajoutée de ces coopérations, à condition qu’elles restent alignées sur les priorités nationales. Enfin, la mutualisation des ressources entre pays africains et une bonne compréhension du cadre juridique international ont été identifiées comme des leviers essentiels pour structurer durablement le secteur.
Au vu de cette édition, le spatial africain semble promis à un bel avenir. Cela demandera toutefois une véritable unité entre les pays africains, ainsi qu’une mise en commun des ressources, pour atteindre cet objectif partagé.
Article écrit par Mializo RAZANAKOTO
par Petank SORO | Juil 1, 2026 | Actualités
Dakar, Sénégal – Le samedi 28 février, les jardins de l’Institut français de Dakar se sont métamorphosés en un véritable observatoire à ciel ouvert à l’occasion de la deuxième édition de « Constellations et Cosmogonies », un événement organisé durant le mois de Ramadan la deuxième édition cette année. Dans une atmosphère conviviale et inspirante, cette rencontre a offert au public une expérience unique mêlant sciences, arts et spiritualités autour de l’observation du ciel.
Dès la tombée de la nuit, les participants ont été invités à lever les yeux vers les étoiles pour redécouvrir l’immensité de l’univers et les récits qui l’accompagnent. À travers des échanges, des observations astronomiques et des moments de partage, l’événement a permis de créer un dialogue entre les connaissances scientifiques modernes et les riches traditions culturelles africaines liées au cosmos.
Sous la voûte étoilée, chercheurs, artistes, passionnés d’astronomie et curieux se sont réunis dans un même élan de découverte. Les télescopes installés dans les jardins ont suscité l’émerveillement des visiteurs, offrant une occasion rare d’observer les merveilles du ciel nocturne. Ces moments d’observation ont été accompagnés de discussions autour des constellations, des récits fondateurs et des différentes représentations du monde présentes dans les cosmogonies africaines.
Maram Kaire président de l’ASPA en pleine séance d’observation du ciel avec le public.
L’événement a également mis en lumière l’importance du dialogue entre les disciplines. En associant sciences, arts et spiritualités, « Constellations et Cosmogonies » a démontré que la connaissance peut être à la fois rigoureuse, accessible et porteuse d’émotions. Les échanges ont permis aux participants de mieux comprendre les liens qui unissent l’humanité à l’univers tout en valorisant les savoirs et les imaginaires du continent africain.
Entre séances d’observation, moments de convivialité autour du traditionnel ndogou et conversations passionnées, la soirée a offert un cadre propice à la rencontre et à la réflexion. Elle a rappelé que la transmission du savoir peut également être un acte de partage, de contemplation et de poésie.
Omar Diouf membre de l’ASPA avec le pubic.
Malcolm Diallo membre de l’ASPA en mode réglages du télescope avant la séance d’observation.
Cette deuxième édition a connu un franc succès grâce à l’engagement des intervenants, des artistes, des partenaires et de l’ensemble des participants. Ensemble, ils ont contribué à faire de cette nuit une célébration de la curiosité, de la connaissance et du vivre-ensemble.
Les panelistes de la soirée « CONSTELLATIONS ET COSMOGONIES »
Baidy Demba Diop Secrétaire général chargée de la formation de l’ASPA lors de l’atelier d’animation en astronomie en ouverture de la soirée.
Moment de partage lors de la rupture du jeûne communément appelé (Ndogou au Sénégal)
À travers cette initiative, l’Institut français de Dakar confirme sa volonté de créer des espaces de dialogue et d’ouverture où les sciences et les cultures se rencontrent pour nourrir de nouvelles perspectives. Une expérience enrichissante qui a transformé, le temps d’une soirée, les jardins de l’Institut en un véritable champ de possibles et de constellations humaines.
Article écrit par Malcom Diallo | Association Sénégalaise pour la Promotion de l’Astronomie (ASPA) d’Etudes Spataiales (ASES)
par Petank SORO | Juil 1, 2026 | Actualités
Le 02 mai 2026, Salma Sylla devient la première docteure en Astrophysique de l’Université Cheikh Anta DIOP de Dakar (UCAD) et du Sénégal.
Salma Sylla a suivi une formation de physicienne, au sein du département de Physique de l’Université Cheikh Anta Diop et de l’ITNA (Institut de Technologies Nucléaires Appliquées). Son parcours a été marqué par un engagement de longue date au sein de l’Association Sénégalaise pour la Promotion de l’Astronomie (ASPA) au sein de laquelle elle a pu bénéficier de soutiens nationaux et internationaux, et d’un environnement favorable à la poursuite de ses rêves astronomiques !
Cette thèse est le fruit d’une collaboration internationale entre l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar (UCAD) , l’Université d’Anvers en Belgique, le CNRS (Observatoire de Paris) et l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD) en France et l’Observatoire de l’Oukaïmeden au Maroc. Elle a été initiée dans le cadre du programme de l’Initiative Africaine pour le Développement des Sciences Planétaires et Spatiales (AFIPS, https://africapss.org/), visant à renforcer les capacités africaines dans les domaines de l’astronomie et des sciences spatiales. Elle s’est aussi déroulée dans le sillage des missions d’occultation stellaire menées par l’ASPA pour la NASA au Sénégal, portée ainsi par une dynamique positive pour le développement des sciences spatiales au Sénégal. Son doctorat a été encadré par Prof. Ababacar Sadikhe Ndao (UCAD) et François Colas (Obs. Paris), avec les collaborations de Katrien Kolenberg (Univ. Anvers), Zouhair Benkhaldoun (Univ. Cadi Ayyad), David Baratoux (IRD, Toulouse), et Alain Klotz (IRAP, Toulouse).
Les recherches ont porté sur l’étude de deux catégories de phénomènes transitoires en astrophysique. Le premier phénomène concerne les flashs d’impact observés sur Jupiter, tandis que le second traite de la binarité des étoiles variables de type RR Lyrae. Bien que relevant d’échelles très différentes, planétaire pour les impacts sur Jupiter et stellaire pour les RR Lyrae, ces phénomènes ont en commun la variation de luminosité qu’ils produisent.
Les phénomènes transitoires peuvent présenter des variations lumineuses périodiques, comme celles observées chez les étoiles variables ou lors des transits planétaires utilisés dans la détection d’exoplanètes, ou non périodiques, comme dans le cas des flashs d’impact sur Jupiter.
L’étude des impacts sur Jupiter vise à mieux comprendre le taux d’occurrence des collisions entre les planètes géantes et leurs satellites et les astéroïdes rocheux ou glacés dans le Système solaire externe. Ces informations sont essentielles pour la datation des surfaces rocheuses ou glacés des objets du Système Solaire externe (satellites de Jupiter ou de Saturne, surface de Pluton, etc…).
Concernant les étoiles RR Lyrae, les travaux ont permis d’identifier et de caractériser de nouvelles candidates binaires. L’étude de ces systèmes revêt une importance particulière, car elle permet, grâce à l’application des lois de Kepler, de déterminer directement la masse des étoiles compagnes. Ces mesures constituent un élément clé pour améliorer notre compréhension de l’évolution stellaire et des propriétés physiques des étoiles variables..
Objectif
Les deux phénomènes étudiés dans cette thèse présentent une complémentarité méthodologique importante. Leur analyse repose sur un outil commun : l’exploitation de séries temporelles permettant de détecter, caractériser et modéliser des signatures transitoires.
Les travaux poursuivent un double objectif scientifique. D’une part, l’étude des flashs d’impact sur Jupiter contribue à améliorer notre connaissance de la population des petits corps du Système solaire, tels que les astéroïdes et les comètes, ainsi que de leur fréquence de collision avec les planètes géantes. Ces informations sont essentielles pour mieux comprendre l’histoire collisionnelle du Système solaire.
D’autre part, l’analyse détaillée des variations de période des étoiles RR Lyrae permet d’identifier de nouvelles candidates binaires. La découverte et la caractérisation de tels systèmes constituent une étape importante pour mieux comprendre les propriétés physiques et l’évolution de ces étoiles pulsantes, qui jouent un rôle majeur dans la mesure des distances astronomiques et l’étude de la structure de notre Galaxie.
À travers ces deux axes de recherche, cette thèse met en évidence l’importance des phénomènes transitoires comme outils d’exploration de l’Univers, depuis les petits corps du Système solaire jusqu’aux étoiles variables de notre Galaxie.
Flashs d’impact : Etude de la matière interplanétaire
Les flashs d’impact sont des phénomènes transitoires non périodiques se manifestant par une brève augmentation de luminosité. Ils sont produits lorsqu’un météoroïde, généralement issu de la fragmentation d’un astéroïde ou d’une comète, pénètre à grande vitesse dans l’atmosphère planétaire et y libère une importante quantité d’énergie.
La durée de ces événements est très courte, généralement comprise entre 0,5 et quelques secondes
Figure 1 : Nature des corps impacteurs
Ces phénomènes se manifestent suivant deux mécanismes, la rentrée atmosphérique qui se produit aux voisinages des corps dotés d’une atmosphère comme Vénus, la Terre, Mars, Titan, ou Jupiter, ou l’impact au sol qui concerne les objets dépourvus d’atmosphère comme la lune, Mercure, ou certains satellites des planètes géantes, ou lorsque le météroïde est assez gros pour survivre à la rentrée atmosphérique (Mars/Terre/Vénus).
Un exemple de rentrée atmosphérique très connu est celle de l’impact de Schomaker Levy 9 observé en 1994 sur Jupiter par plusieurs astronomes avec des télescopes au sol.
Figure 2 : Impact de la comète Schomaker Levy 9 sur Jupiter, observé en 1994 par le télescope 1 m du Pic du Midi.
Cette étude s’intéresse exclusivement aux impacts produits par des objets de taille moyenne, dont le diamètre varie de quelques centimètres à quelques dizaines de mètres. Ces événements sont détectés grâce à des observations réalisées à l’aide de télescopes au sol de diamètre modéré.
Les travaux portent plus particulièrement sur les impacts observés sur Jupiter. Ce choix s’explique par le fait que, en raison de sa masse considérable et de sa forte attraction gravitationnelle, Jupiter est la planète du Système solaire qui intercepte le plus grand nombre d’objets interplanétaires. Elle joue ainsi un rôle de laboratoire naturel pour l’étude des phénomènes d’impact.
Entre 2010 et 2025, treize flashs d’impact ont été détectés sur Jupiter par des astronomes professionnels et amateurs. Ces événements ont été attribués à des objets dont le diamètre est estimé entre 5 et 35 mètres, pénétrant dans l’atmosphère jovienne à des vitesses pouvant atteindre environ 60 km/s. L’analyse de ces impacts permet d’améliorer notre compréhension du flux de petits corps dans le Système solaire externe.
Les données exploitées dans le cadre de cette étude proviennent de trois plateformes d’observation complémentaires. Plusieurs campagnes d’observation ont été menées à l’Observatoire de l’Oukaïmeden, au Maroc, à l’aide de télescopes de 11 et 14 pouces de diamètre, ainsi qu’à l’Observatoire du Pic du Midi, en France, où un télescope de 1 mètre a été utilisé.
En plus de ces données, des observations issues du réseau de collaboration scientifique entre astronomes amateurs et professionnels appelé DeTeCt ont été exploitées.
(http://www.astrosurf.com/planetessaf/doc/project_detect.php)
Figure 3 : Dispositif expérimental à l’Observatoire de l’Oukaïmeden
Figure 4 : Télescope 1 m (T1M) du Pic du Mdi
Pour la recherche de flashs d’impact l’ensemble des données sont analysées suivant la technique de la photométrie différentielle où une image de référence constituée de l’addition des différentes images lumineuses est soustraite d’une image moyenne afin d’avoir une image avec un fond sombre.
Le traitement produit une image résiduelle dont le fond est fortement atténué, facilitant ainsi la détection d’événements lumineux transitoires.
Figure 5 : algorithme de la photométrie différentielle
Les observations réalisées sur Jupiter et Saturne ont permis d’analyser plusieurs années de données. Bien que de nombreuses fausses détections aient été identifiées, ce résultat est cohérent avec les expériences menées par d’autres programmes internationaux. Les flashs d’impact sont des phénomènes extrêmement rares : le réseau DeTeCt a analysé plus de 8 000 vidéos sans détection confirmée, tandis que certains observateurs expérimentés ont dû cumuler plusieurs dizaines, voire centaines d’heures d’observation avant de détecter un seul événement. Ces résultats mettent en évidence la difficulté de la recherche de flashs d’impact et l’importance des observations de longue durée.
Figure 6 : Fausse détection sur Jupiter
Figure 7: Fausse détection sur Saturne
L’étude a permis de préciser la fréquence d’occurrence (1 par an), révélant une activité plus soutenue qu’anticipée.
Ces résultats mettent en évidence la nécessité de multiplier les réseaux de collaboration pour mieux contraindre le taux de flashs d’impact sur les planètes géantes. Beaucoup d’espoirs sont également placés sur les nouvelles missions telles que JUNO (2016), JWST (2021), LSST (2024).JUNO depuis son lancement a découvert 11 flashs dans les hautes couches de Jupiter, dans la bande UV.
Etoiles RR Lyrae : Etude de la binarité
Les étoiles RR Lyrae sont des étoiles dont l’éclat varie régulièrement au cours du temps. Cette variation est due à des pulsations : l’étoile se contracte puis se dilate de façon périodique. Ces étoiles occupent une région particulière du diagramme de Hertzsprung-Russell, appelée bande d’instabilité, où les conditions physiques favorisent ces cycles de pulsation. Grâce à leur comportement régulier, elles jouent un rôle important dans l’étude de la structure et de l’évolution de notre Galaxie.
Les étoiles RR Lyrae présentent des périodes de pulsation comprises entre 0,5 et 1,2 jour. Ces pulsations sont de nature radiale et sont maintenues par le mécanisme κ (kappa), lequel repose sur les variations d’opacité dans les zones de l’étoile où l’hélium (He⁺) et l’hydrogène sont partiellement ionisés.
Figure 9 : Mécanisme Kappa (Thèse Salma, mai 2026)
Les étoiles RR Lyrae sont des étoiles pulsantes dont la variabilité lumineuse est caractérisée par des cycles de pulsation réguliers. Leur période de pulsation est comprise entre 0,5 et 1,2 jour. Ces oscillations sont de nature radiale et sont entretenues par le mécanisme κ (kappa), qui repose sur les variations d’opacité dans les zones partiellement ionisées de l’hélium (He⁺) et de l’hydrogène.
Au-delà de ce phénomène de pulsation, certaines étoiles RR Lyrae présentent une modulation à plus longue échelle temporelle, connue sous le nom d’effet Blazhko. Celui-ci se manifeste par une modulation d’amplitude et de phase susceptible de modifier la forme du signal lumineux, et peut parfois mimer ou masquer d’autres variations temporelles, telles qu’un décalage périodique attribuable à la présence d’un compagnon stellaire.
Dans ce contexte, les travaux menés sur les RR Lyrae visent à analyser les différentes causes possibles de variation de la période, notamment les effets liés à la binarité. Pour ce faire, les données de la base du GEOS (Groupe Européen d’Observations Stellaires) sont utilisées. Cette base constitue une ressource majeure pour l’étude des RR Lyrae.
Les observations dans GEOS sont réalisées à l’aide de télescopes de petit et moyen diamètre (20 à 50 cm), permettant d’atteindre une précision photométrique suffisante pour l’étude fine des variations temporelles.
La recherche de binarité est menée sur un cas d’étude spécifique, l’étoile V1109 Cas, une RR Lyrae. L’analyse du diagramme O–C, construit à partir de neuf années d’observations, met en évidence une modulation de type Blazhko, caractérisée par une forte dispersion des résidus O–C ainsi que des déviations systématiques. Ces signatures peuvent suggérer la présence d’une modulation supplémentaire, potentiellement compatible avec l’hypothèse d’un compagnon stellaire et donc d’un système binaire.
La méthodologie adoptée pour la recherche de compagnon repose sur l’analyse des diagrammes O–C, construits à partir de l’effet de temps de parcours de la lumière (LTTE, Light Travel Time Effect).
Afin d’affiner l’analyse, de nouveaux diagrammes O–C ont été recalculés à partir de courbes de lumière actualisées, permettant ainsi de mieux distinguer les différentes contributions aux variations de période, notamment celles liées aux phénomènes intrinsèques de pulsation et aux effets orbitaux.
Dans le cas où une signature de binarité est suspectée, l’analyse conduit à une optimisation des paramètres orbitaux du système. Cette modélisation permet d’estimer les caractéristiques physiques du compagnon, notamment sa masse.
L’étude de cas de 9 années d’observation de V1109 Cas, comme candidate binaire et étoile RR Lyrae avec un effet Blazhko, a permis de contraindre les différentes causes possibles de variation des diagrammes O-C.
La nouvelle méthode développée permet de séparer les différentes causes de variation de période pour des étoiles modulées à travers l’exploitation des diagrammes O-C.
Le résultat de l’analyse publié dans la revue internationale Astronomy and Astrophysics (https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2024/11/aa50674-24.pdf) montre qu’une rupture de période est une explication plus probable de la variation de la période, cependant une possible binarité n’est pas exclue.
Les résultats de la binarité démontrent une période orbitale de 17 ans, une orbite excentrique et une masse minimale du compagnon de 0.43 masse solaire, une valeur plausible pour un compagnon invisible (valeur compatible avec une naine rouge).
Un suivi photométrique et spectroscopique est recommandé dans les années à venir pour une validation d’un compagnon binaire de V1109 Cas.
Une soutenance devant une large audience composée de personnalités scientifiques remarquables
La soutenance s’est tenue devant un jury international composé de Professeurs de l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar (UCAD), notamment Ababacar Sadikhe, Gayane Faye, Ndeye Arame Boye Faye et Ahmadou Thierno Gaye. Le jury comprenait également Zouhair Benkhaldoun (Université Cadi Ayyad, Maroc), Ines Godonou Salako (Université Nationale d’Agriculture, Bénin), François Colas (Directeur de Recherche à l’Observatoire de Paris, France), ainsi que Katrien Kolenberg (Université d’Anvers, Université Libre de Bruxelles et KU Leuven, Belgique).
La présentation a réuni un large public scientifique et institutionnel, incluant des acteurs clés de l’initiative spatiale sénégalaise, tels que le Professeur Mary Teuw Niane, ancien Ministre de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Innovation, et Maram Kaïré, Directeur de l’Agence Sénégalaise d’Études Spatiales (ASES), qui porte depuis plusieurs années le projet d’observatoires astronomiques au Sénégal. Plusieurs organisations impliquées dans le déroulement de ce doctorat, et plus généralement la promotion des sciences et des STEM en Afrique étaient également représentées, notamment l’IRD, l’ASPA, l’AFSTech/Sénégal et l’OWSD/Sénégal, ainsi que des directeurs nationaux, des députés de l’Assemblée nationale et de nombreux étudiants en sciences.
Par ailleurs, plusieurs collaborateurs internationaux ont suivi la soutenance en ligne, parmi lesquels David Baratoux (Institut de Recherche pour le Développement, IRD) et Sylvain Bouley (Université Paris-Saclay), tous deux impliqués dans les thématiques des flashs d’impact, ainsi qu’Alain Klotz (Institut d’Astrophysique de Toulouse), collaborateur dans le domaine des étoiles variables.
Enfin, la soutenance a bénéficié d’une large couverture médiatique, relayée par plusieurs presses locales et différentes plateformes en ligne.
Cette première thèse en astrophysique soutenue à l’UCAD marque une avancée majeure pour le développement de la recherche en astronomie et en sciences spatiales au Sénégal. Elle illustre également l’importance des collaborations internationales et des mécanismes de financement dans la formation d’une nouvelle génération de chercheurs africains dans ces disciplines stratégiques.
Figure 11 : Images de la soutenance (crédits, photographe UCAD II )
Remerciements
Les travaux ont bénéficié du soutien de plusieurs organismes de financement. La Fondation Father Louis Bryns a accordé une bourse ayant permis un séjour de formation en Belgique afin d’acquérir les bases fondamentales en astrophysique nécessaires au démarrage du doctorat, le programme VLIRUOS a permis de mener d’autres visites en Belgique tout au long du doctorat. La bourse d’excellence du Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Innovation (MESRI) du Sénégal a contribué au financement des études doctorales. Des visites scientifiques à l’Observatoire de Paris et à l’Observatoire du Pic du Midi ont été rendues possibles grâce à une bourse du Service de Coopération et d’Action Culturelle (SCAC) de l’Ambassade de France. Enfin, les campagnes d’observation menées à l’Observatoire de l’Oukaïmeden ont été soutenues par une subvention de l’Organisation pour les Femmes en Science pour le Monde en Développement (OWSD).
Article écrit par Salma Sylla & David Baratoux
