Du sacré des cieux d’Orient aux satellites Starlink : comment la modernité transforme notre perception du ciel

par Petank SORO | Oct 1, 2026 | Zoom Sur

Les traînées laissées par les satellites Starlink dans le ciel nocturne, photographiées en mai 2020. Crédit photo : Getty / Roberto Michel

Au Proche-Orient, la conflictualité s’intensifie, les crises se multiplient et le ciel nocturne change lui aussi : des astres artificiels forment de nouvelles constellations qui rappellent que les orbites sont désormais une infrastructure stratégique et un enjeu de puissance. Dans une région où la voûte céleste a longtemps été un espace de récits fondateurs, de rites et de poésie, cette érosion d’un bien commun au sens d’expérience partagée n’est pas seulement technologique, elle touche à une mémoire culturelle et au rapport au sens. Revenir sur l’histoire du firmament oriental permet de mesurer l’ampleur de cette mutation.

L’essor des systèmes fondés sur des constellations de satellites artificiels de navigation (GPS), d’observation et de télécommunications ajoute à notre ciel une myriade d’astres visibles à l’œil nu. Cela confère aux antiques notions d’almanach et d’éphémérides une portée nouvelle : le ciel devient un enjeu politique et géostratégique. Des acteurs privés, tel SpaceX d’Elon Musk, dont le projet Starlink de satellites [1] est devenu central en situation de guerre en Ukraine [2] et a suscité des débats lorsque a été évoquée la fourniture de connectivité à Gaza [3], modifient la voûte céleste : le ciel devient une infrastructure dont l’accès se négocie. Or, depuis le site de Göbekli Tepe jusqu’aux grandes cultures du Proche-Orient, le ciel n’était pas seulement un décor nocturne, mais aussi un objet religieux et contemplatif. Ce phénomène, appelé à s’accélérer à mesure que la compétition spatiale s’intensifie dans un contexte de rivalités internationales, est inédit à l’échelle de l’Histoire.

Pour prendre la mesure de cette rupture, il faut revenir à l’Orient qui, dès les débuts de l’histoire écrite, a fait du ciel un texte : listes d’étoiles, calendriers, augures, traités. En Mésopotamie, dans les récits sumériens, akkadiens et hébraïques, puis au sein des écoles syriaques et du monde arabe médiéval, le Proche-Orient a levé les yeux vers un ciel dont les étoiles formaient une treille sacrée où se mêlaient mythes et savoirs. Les sociétés d’Orient ont interprété les étoiles pour orienter le temps, lire les mythes, interroger le divin et fonder les premiers savoirs astronomiques. Ce ciel ancien s’efface : les traînées lumineuses des satellites redessinent la nuit en éphémères constellations artificielles et effacent la part d’inconnu qui guidait jadis la pensée. Un autre ciel s’impose : celui traversé de satellites, reflet des rivalités géopolitiques contemporaines et d’un espace devenu domaine stratégique. Comprendre ce que nous perdons suppose alors de retrouver ce que fut la nuit orientale : un lieu de présages, de dieux, de récits, aujourd’hui fonctionnel et parfois militarisé.

La Mésopotamie : écrire un ciel symbolique
Parmi les premières civilisations mésopotamiennes, Sumer, au sud de la région, est l’un des premiers foyers où l’on commence à écrire le ciel sur des tablettes en argile. Les vocables relatifs aux étoiles se diffusent dans tout le Proche-Orient ancien, jusqu’aux cités-États d’Assur et de Babylone. Les Sumériens n’observent plus le ciel comme un simple repère ; ils le scrutent pour établir des calendriers, prévoir le temps et les phénomènes naturels récurrents comme les crues, et guider les déplacements. Mais l’observation est aussi religieuse et divinatoire : les astres servent à interroger l’ordre du monde. La lecture du ciel est politique. À Sumer, puis en Assyrie et à Babylone, l’astrologie prend souvent la forme d’interprétations prédictives, d’abord réservées aux destins des cités et des élites royales dont le destin se reflète alors dans la course et l’éclat des astres.

Cette tradition traverse le temps et l’espace du Proche-Orient ancien, des Hittites aux Perses, jusqu’à des circulations plus lointaines, et des bibliothèques de tablettes astrologiques prennent forme. Une série emblématique, Enūma Anu Enlil, est notamment attestée à Ninive, près de l’actuelle Mossoul, en Irak [4]. Ce contexte confère à la tradition mésopotamienne son caractère religieux : les étoiles deviennent un langage et leur contemplation une forme d’exégèse. D’autres sociétés au contact de la Mésopotamie héritent de ces pratiques et développent leur propre rapport au ciel. En Égypte, la nature est sacralisée et les astres ont un statut divin. Lorsque le Proche-Orient connaît une première inflexion vers un monothéisme précurseur, elle passe par l’exaltation du disque solaire, promue par Akhenaton. À ce ciel chargé de présages correspond une rupture : le divin s’affirme dans l’unicité et le ciel cesse d’ordonner le destin.

Le monothéisme et la mutation du ciel
Toute culture s’invente souvent un récit d’origine et des frontières culturelles distinctes. Pour le royaume d’Israël, réduire le panthéon à un seul dieu revient entre autres à se placer hors des relations politico-divines qui structuraient les cités-États de Mésopotamie. Les dieux quittent les sommets des ziggourats, temples en terrasses des cités du Proche-Orient ancien. Ils sont réduits au nombre d’un seul, affirmant la supériorité d’un concept abstrait sur les statues dressées dans les temples étrangers. Le divin ne se concentre plus dans un objet : il s’énonce dans une parole. Le premier verset de la Genèse, mythe fondateur qui légitime le Dieu unique, énonce une création qui embrasse simultanément « le ciel et la terre ». Cette rupture radicale inaugure l’histoire religieuse du judaïsme. La diaspora, ensuite, prolonge cette distance vis-à-vis de la lecture astrologique du ciel. Cette requalification se lit dans les textes.

Les débats portent sur la frontière entre la connaissance divine et le libre arbitre humain, comme en témoigne la Lettre sur l’astrologie de Maïmonide [5], qui rejette toute prétention des « sots qui scrutent les étoiles » à déduire le destin à partir du mouvement des astres. Dans la tradition hébraïque, le ciel devient un lieu de méditation et de récit moral. Dans la Bible [6], Job 9,9 invoque l’Ourse, Orion et les Pléiades comme signes de l’ordre instauré par Dieu. En Genèse 15,5, le nombre d’étoiles devient métaphore d’une descendance innombrable ; en Psaume 147,4, le Dieu unique compte et donne un nom à chaque étoile. Dieu est le père des étoiles, qui vivent dans le ciel créé par lui. L’observation du ciel s’entrelace ainsi avec l’enseignement éthique et religieux. Il reste à transmettre : c’est le rôle décisif des Syriaques, passeurs entre Bible, sciences grecques et traditions arabes.

Le ciel des Syriaques : un héritage grec et biblique
À Édesse, dans l’est de l’actuelle Turquie, se constitue le foyer syriaque, nourri de savoir grec, de tradition biblique et de son émanation chrétienne. Portée par une entreprise d’évangélisation, la culture syriaque se diffuse dans toute l’Asie, de la Perse jusqu’aux lointaines régions de la Chine. Durant l’Antiquité tardive, les savants syriaques produisent un travail intellectuel monumental. Ils traduisent, commentent et transmettent les œuvres grecques et hébraïques en araméen syriaque, puis participent à leur circulation en arabe [7]. Dans ce carrefour, les commentaires exégétiques polyglottes côtoient la science d’Alexandrie et la philosophie d’Aristote.Si les controverses sur la nature du Christ sont au cœur de leurs débats, les Syriaques questionnent leur ciel, lui aussi sujet à disputes jusque dans son essence : que sait-on et que peut-on en attendre ?

Le ciel syriaque se métamorphose : il conserve la contemplation inquestionnable héritée de la nuit de Sumer et d’Akkad, mais il s’ouvre aussi au ciel intelligible et calculable de la science grecque, de Ptolémée aux savants d’Alexandrie. Chez Éphrem le Syrien, dans ses Hymnes sur le Paradis, la poésie oppose les traditions astrologiques mésopotamiennes des « Chaldéens qui exaltaient les étoiles [8] » au souffle divin du Dieu unique, suzerain de toutes choses, y compris des astres. Les étoiles se désacralisent : elles quittent leur statut de puissances autonomes, et les lumières célestes du ciel syriaque deviennent des créatures soumises au souffle (pneuma) de ce « Père qui est aux cieux ». À la veille de l’hégire, le ciel oriental qui a hérité des Grecs et voyagé en Asie n’est plus seulement celui des Sémites du Croissant fertile. Il est multiple, à la fois questionnable, plus prédictible, et pourtant encore chargé de signes de grandeur et d’images poétiques au service du monothéisme. Dans le monde islamique, le ciel devient un laboratoire : on l’enseigne davantage, sans cesser de le chanter.

L’Islam, un ciel savant, une langue poétique
Au Moyen Âge, l’astronomie en langue arabe combine rigueur savante et sensibilité esthétique. La première demeure largement descriptive et astrométrique, à l’instar des traditions chinoises et indiennes ; la seconde s’enracine dans l’héritage de la poésie préislamique, qui conduit les poètes à célébrer les phénomènes célestes de manière métaphorique. Dans une perspective monothéiste, Avicenne s’inscrit dans une méfiance envers l’influence des étoiles sur la destinée des hommes : l’ordre du ciel peut être étudié, mais il ne dicte pas l’Histoire. En 1006, il laisse une description de l’apparition d’une « nouvelle étoile », issue d’une explosion stellaire [9]. En 1181, l’Égyptien Ibn Sana al-Mulk décrit dans un poème à la gloire de son maître Saladin une autre « nouvelle étoile » apparue près de la constellation de Cassiopée et également observée des Chinois. Ce ciel n’est pas seulement pensé : il est observé, noté, comparé.

En Perse islamisée, à Shiraz, des savants tels qu’al-Sûfî composent au x^e siècle des traités sur la brillance des corps célestes en dialogue avec l’héritage grec de Ptolémée [10]. Le « poème des étoiles d’al-Sûfî », commentaire poétique du catalogue, y inclut l’histoire de la transmission des noms des étoiles dans une forme versifiée et mnémotechnique, témoignant de l’apport poétique des Arabes d’avant l’islam dans la transmission des savoirs du ciel. Le ciel oriental devient un lieu où science et poésie, usage pratique et contemplation se rejoignent. Ce long apprentissage d’un ciel lisible bascule aujourd’hui : les orbites de la Terre se peuplent d’objets qui n’enseignent plus, mais qui opèrent.

Le ciel contemporain, menacé et vide
Catalysées par les récentes tensions géopolitiques, les grandes puissances investissent massivement dans l’espace [11]. Sa maîtrise est autant un vecteur de prestige national et un marqueur de puissance qu’un outil stratégique, démystifiant le ciel et l’arrachant à sa dimension contemplative. L’artificiel occupe désormais la demeure des anciens dieux, cultivée de la Mésopotamie jusqu’au Moyen Âge arabe. Préserver le ciel oriental, ce n’est ni refuser le progrès ni céder à la nostalgie : c’est entretenir une mémoire. Celle d’un patrimoine symbolique qui s’efface. Celle d’un Orient qui abrita dans les cieux ses dieux protecteurs, qu’ils prennent la forme d’idoles polythéistes ou l’abstraction du Dieu unique. Cachés mais bienveillants, les dieux de l’Orient ont fait du ciel inatteignable un monde d’en haut, celui des interrogations nécessaires quant au sens de la vie.

Sa transmutation par des astres artificiels donne aux cieux une profonde inutilité : ce qui, hier, appelait l’interprétation devient évident de sens. Bien au-delà de notre nuit, la lumière émise par les étoiles de la Voie lactée nous dit que les autres cieux des autres mondes sont trop loin, trop inaccessibles ; et quand bien même la vie existerait ailleurs, elle demeurerait hors de portée de nos échanges. Ces mondes sont des cieux inaccessibles, comme jadis le ciel d’Orient, mais sans sa charge de sens.

Avec la perte progressive du ciel ancien, nous perdons plus qu’un patrimoine culturel : nous perdons une forme d’altérité.
Nous savons que nous demeurons seuls, sans dieux au-dessus de nous, sans semblables ailleurs, et sans ce lien fragile qui nous unissait à la nuit.

Article écrit par:
Dominique MEYER | Université autonome de Barcelone

Références

1. Mottez Fabrice, propos recueillis par Gierczak Lucas, « Starlink, un cauchemar pour les astronomes », Pour la Science, no 509, mars 2020, p. 7 ; DOI : 10.3917/pls.509.0007.
2. Vezyroglou Zoé, « Guerre en Ukraine : la désactivation des terminaux Starlink d’Elon Musk affaiblit la stratégie militaire de Moscou», Libération, 05/02/2026 [https://www.liberation.fr/international/guerre-en-ukraine-la-desactivation-des-terminaux-starlink-delon-musk-affaiblit-la-strategie-militaire-de-moscou-20260205_BGWJGEIAZRFCTKOF5UHLXX5QPA/].
3. Cartier Catherine, « Musk activates internet service in Gaza hospital with help of UAE, Israel», Reuters, 24 juillet 2024 [https://www.reuters.com/world/middle-east/musk-activates-internet-service-gaza-hospital-with-help-uae-israel-2024-07-24/].
4. Jiménez Enrique. « Commentary on Enūma Anu Enlil 1 (CCP 3.1.1.C)», Cuneiform Commentaries Project (E. Frahm, E. Jiménez, M. Frazer, K. Wagensonner), Yale University, 2013-2026, 2014 ; consulté le 15 février 2026 [https://ccp.yale.edu/P461268], DOI : 10.079/5mkkww1.
5. Maïmonide, Lettre sur l’astrologie, trad. René Lévy, Éditions Allia, Paris, 2001.
6. Bible de Jérusalem, Éditions du Cerf / École biblique et archéologique française de Jérusalem, Paris, 2014. Références citées : Genèse 1,1 ; 15,5 ; Job 9,9 ; Psaumes 147,4.
7. Villey Émilie (dir.), Les Sciences en syriaque (Études syriaques, 11), Éditions Geuthner, Paris, 2014.
8. Éphrem le Syrien, Hymns on Paradise, trad. Sebastian Brock, Hymn IX, strophe 15, v. 1, St Vladimir’s Seminary Press, New York, 1990 [https://archive.org/details/hymnsonparadise0000ephr].
9. Neuhäuser Ralph, Ehrig-Eggert Carl, Kunitzsch Paul, « An Arabic report about supernova SN 1006 by Ibn Sīnā (Avicenna)», Astronomische Nachrichten, 2017 ; DOI : 10.1002/asna.201613200.
10. Carey Moya, « Al-Sūfī and Son: Ibn al-Sūfī’s Poem on the Stars and Its Prose Parent», Muqarnas, XXVI, Brill, 2009 ; DOI : 10.1163/22118993-90000149.
11. Henquinet L., « Face aux États-Unis, la menace antisatellite chinoise», Conflits, 02/08/2022 [https://www.revueconflits.com/face-aux-etats-unis-la-menace-antisatellite-chinoise/].

Iconographie

Traînées produites par des satellites Starlink. (Crédit : Victoria Girgis / Lowell Observatory (NSF’s NOIRLab), CC BY 4.0)

Tablette cunéiforme (série MUL.APIN) : listes d’étoiles, divisions du ciel et calendriers, le firmament comme texte. (Crédit : British Museum, image diffusée via Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Al-Sûfî, Kitāb suwar al-kawākib al-thābita (Livre des images des étoiles fixes) : le ciel comme catalogue savant et imaginaire transmis. (Crédits : Al-Sufi’s Book of the Constellations of the Fixed Stars, followed by Maxims, and al-Qazwini’s The Wonders of Creation, World Digital Library, open access

Kitāb ‘Ajā’ib al-makhlūqāt wa-gharā’ib al-mawjūdāt, littéralement, Les Merveilles de la création et les aspects miraculeux de l’existence, écrit par Qazwīnī, Zakarīyā ibn Muḥammad, vers 1203-1283. (Crédit : Library of Congress)

Transits, éclipses et occultations : une mine pour l’astrophysique

par Petank SORO | Oct 1, 2026 | Zoom Sur

fig. 1 : Éclipse solaire totale observée depuis le Glenn Research Center de la Nasa, le lundi 8 avril 2024, à Cleveland (Ohio, É.-U.). (Crédit : NASA/GRC/Jordan Salkin)

Les éclipses solaires font toujours l’objet de campagnes d’observation, parfois en terre lointaine, par des astronomes en quête d’une meilleure compréhension des phénomènes de physique solaire associés à la couronne de notre étoile. Mais dans le passé, elles ont aussi permis bien d’autres découvertes. Aujourd’hui, l’observation des éclipses, des occultations stellaires et des transits exoplanétaires continue d’améliorer nos connaissances du Système solaire et au-delà.

Dans le langage courant, on appelle éclipse de Soleil (fig. 1) le passage, vu de la Terre, de la Lune devant le Soleil, et on appelle éclipse de Lune (fig. 2) le passage de la Lune dans l’ombre de la Terre. Plus précisément, dans le Système solaire, un astre est éclipsé si la lumière solaire qu’il reçoit est masquée (totalement ou partiellement) par un autre astre passant entre lui et le Soleil. L’appellation d’éclipse de Lune est donc correcte, mais pas celle d’éclipse de Soleil : il s’agit en fait d’une occultation, vue de la Terre, du Soleil par la Lune ; on devrait donc parler d’éclipse de Terre. Dans le cas du passage d’une planète (Vénus ou Mercure) devant le Soleil, très petite par rapport à celui-ci, on parle de transit.

fig 2 : Éclipse lunaire du 15 juin 2011. (Crédit : Bertrand Grondin, Wikimedia Creative Commons)

Les éclipses et l’Histoire
Connues depuis l’Antiquité et prédites depuis les travaux d’Hipparque et de Ptolémée, au i^er siècle de notre ère, les éclipses de Soleil (au sens habituel du terme) ont été à plusieurs reprises utilisées à des fins astrophysiques. L’éclipse solaire du 18 août 1868 permit aux astronomes Jules Janssen et Norman Lockyer d’identifier un nouvel élément, l’hélium, dans le spectre des protubérances solaires. L’éclipse du 29 mai 1919 eut une importance historique, grâce à l’observation réalisée en Afrique par l’astrophysicien Arthur Eddington : en mesurant précisément la position des étoiles voisines lors de l’éclipse (fig. 3), il put mettre en évidence la déviation de la lumière due à la masse du Soleil et confirmer ainsi la théorie de la relativité énoncée précédemment par Einstein et de Sitter [1].

fig 3 : Expérience d’Eddington : carte des étoiles voisines du Soleil pendant la totalité, indiquant les déplacements observés et les déplacements calculés d’après la théorie d’Einstein. (Crédit : L’Astronomie, 1919)

Les transits planétaires devant le Soleil ont eu, eux aussi, d’importantes implications pour notre connaissance du Système solaire. Au xvii^e siècle, les distances héliocentriques des différentes planètes étaient connues par rapport à la distance Soleil-Terre (l’unité astronomique), mais cette grandeur n’était pas connue. Or, en mesurant avec précision l’heure du début et de la fin du transit depuis deux points très éloignés de la Terre, il est possible de déterminer la distance Vénus-Terre et donc l’unité astronomique (fig. 4). Les transits de Vénus sont très rares : ils se produisent par paires séparées de huit ans, elles-mêmes séparées par une période de plus de cent ans… Les transits de 1761 et 1769 furent l’occasion de multiples campagnes aux quatre coins du globe par des scientifiques intrépides, plus ou moins chanceux ou malchanceux. En 1771, l’astronome Jérôme Lalande, regroupant l’ensemble des résultats, établit pour l’unité astronomique la valeur de 153 millions de kilomètres, ce qui correspond à un écart de 2 % par rapport à la valeur actuelle.

fig. 4 : Mesure de l’unité astronomique à partir de l’observation d’un transit de Vénus. Les observateurs mesurent les temps de début et de fin du transit depuis deux sites différents, très éloignés sur le globe terrestre. (Crédit : Duckymokton, Wikimedia Creative Commons)

L’observation du transit de Vénus par l’astronome russe Mikhaïl Lomonossov à Saint-Pétersbourg en 1761 fut l’occasion d’une autre découverte : à partir de l’observation d’un halo de lumière autour de Vénus juste avant le contact, dû à la réfraction des rayons solaires, il conclut que la planète devait être entourée d’une atmosphère dense, au moins aussi dense que celle de la Terre.

Connues depuis la découverte par Galilée des quatre principaux satellites de Jupiter en 1610, les fréquentes éclipses de ces satellites passant dans le cône d’ombre de Jupiter, vues au même instant depuis tous les points du globe, permettent de déterminer les longitudes. C’est bien la raison pour laquelle, en 1667, Louis XIV et Colbert ont fondé l’Observatoire de Paris, en demandant à Jean-Dominique Cassini, son premier directeur, d’améliorer les éphémérides des satellites galiléens. C’est ainsi qu’ont été mesurées les longitudes de nombreuses villes de France et d’Europe (fig. 5). Après plusieurs décennies d’efforts, la carte de France est présentée au roi Louis XV en 1756 par Cassini III, petit-fils de Jean-Dominique Cassini. L’observation des satellites galiléens a une autre importance capitale : elle permet de montrer que la vitesse de la lumière est finie. Les observateurs notent des retards ou avances des éclipses, s’ils les comparent aux éphémérides : les retards interviennent quand Jupiter s’éloigne de la Terre, car la lumière solaire réfléchie par Jupiter met plus de temps à atteindre la Terre. Jean-Dominique Cassini est le premier à mettre en évidence cet écart dans le cas du satellite Io, mais pas pour les autres, et renonce de ce fait à annoncer cette découverte. En fait, c’est l’attraction mutuelle des satellites de Jupiter qui perturbe le mouvement des autres galiléens, ce que Cassini ignore à l’époque… C’est Olaus Rømer qui, en 1676, annonce que la lumière met 22 minutes à parcourir une distance égale au diamètre de l’orbite terrestre ; il en déduit une vitesse de 220 000 km/s (mais le système métrique n’existe pas à l’époque !). La valeur estimée actuellement est de 300 000 km/s.

fig. 5 : Carte de France corrigée par ordre du roi Louis XIV à la suite des déterminations de longitude de Picard et de La Hire (traits gras). Elle est superposée à une carte plus ancienne (traits fins). (Crédit : Observatoire de Paris)

De nos jours, les phénomènes d’occultations et d’éclipses mutuelles entre les satellites galiléens continuent de faire l’objet de campagnes d’observation régulières. Tous les six ans, à l’occasion du passage de la Terre dans le plan équatorial de Jupiter, il est possible d’observer les éclipses et les occultations entre les satellites galiléens (fig. 6) : c’est ce que l’on appelle les PHEMU (phénomènes mutuels). L’objectif est cette fois astrométrique : il s’agit d’améliorer le plus possible la précision sur les orbites des satellites, dans le but de mieux comprendre les scénarios de formation et d’évolution de ce système solaire en miniature. L’observation des phénomènes mutuels produit une précision comparable à celle des sondes spatiales, mais celles-ci ont une durée de vie éphémère ; c’est pourquoi les campagnes PHEMU ont une portée internationale qui mobilise à la fois les astronomes amateurs et professionnels [2].

fig. 6 : Le principe des phénomènes mutuels (éclipses et occultations) entre Jupiter et les satellites galiléens, et entre les satellites eux-mêmes. Ces phénomènes sont observés à l’occasion des campagnes PHEMU, quand la Terre passe dans le plan équatorial de Jupiter. (Crédit : J.-E. Arlot [2])

L’étude de la courbe de lumière donne des informations sur la période orbitale du système binaire et sur les dimensions relatives des deux composantes ; si l’on peut mesurer le spectre du système binaire, on peut déduire de l’effet Doppler observé la vitesse radiale des deux composantes, et en extraire des informations supplémentaires sur leur masse et leurs paramètres orbitaux. C’est la raison pour laquelle les binaires à éclipses restent aujourd’hui encore des objets privilégiés d’étude pour les astronomes amateurs et professionnels.

Le Système solaire vu par le biais des occultations stellaires
Lorsqu’un objet du Système solaire (planète, satellite, astéroïde) passe devant une étoile, il occulte pendant son passage la lumière de celle-ci [3]. Si l’on mesure très précisément le début (immersion) et la fin (émersion) du phénomène, on obtient une information sur la dimension de l’objet (sa distance à l’observateur étant connue). Si plusieurs observations sont réalisées en des lieux de latitudes différentes, on peut préciser la forme de l’objet (sphérique s’il est gros ou irrégulier s’il s’agit d’un petit astéroïde). Entre 1985 et 1990, la Terre est passée dans le plan de l’orbite de Charon, le plus gros satellite de Pluton ; le couple Pluton-Charon a pu être étudié en détail grâce à l’observation de ses occultations mutuelles qui a conduit à une détermination précise de la masse totale du système et une estimation du diamètre de chaque objet.

Si l’astre observé est entouré d’un anneau, celui-ci peut être mis en évidence par une extinction brève de la lumière de l’étoile, avant et après le moment de l’occultation. C’est ainsi que les anneaux d’Uranus et de Neptune ont été découverts, en 1977 et 1984 respectivement, avant leur survol par la sonde Voyager 2. Plus récemment, des anneaux ont été découverts autour d’astéroïdes lointains, centaures et transneptuniens. L’existence inattendue de ces anneaux pose de nouveaux problèmes aux théoriciens, qui doivent revisiter les modèles de dynamique pour rendre compte de leur existence.

Lorsque l’objet occulteur est entouré d’une atmosphère, la courbe de lumière est différente. À mesure que le bord de l’objet passe devant l’étoile (immersion), la lumière stellaire est réfractée par l’atmosphère, ce qui se traduit par une diminution progressive de son éclat. Le phénomène inverse se produit à l’émersion. L’étude de la courbe de lumière donne alors une information sur la masse moléculaire du gaz atmosphérique : s’il s’agit d’un gaz léger (comme l’hydrogène des planètes géantes, dont la masse moléculaire est 2), l’atmosphère est très étendue et la pente de la courbe est faible. S’il s’agit d’un gaz lourd (comme le dioxyde de carbone, de masse moléculaire 44), la chute du signal à l’immersion est plus rapide. Dans le cas où le centre de l’objet occulteur passe exactement devant l’étoile, on peut observer à cet instant un flash central, l’objet se comportant comme une lentille (fig. 7). La première occultation stellaire par Jupiter a été observée en 1952 ; les observations de ce type se sont multipliées depuis cette date et ont largement contribué à l’étude de l’atmosphère des planètes et de Titan, Triton et Pluton. Comme les observations PHEMU, les campagnes d’observation s’organisent au sein de larges réseaux d’astronomes amateurs et professionnels qui se déplacent aux quatre coins du globe.

fig. 7 : Schéma de l’occultation d’une étoile par une planète dotée d’une atmosphère et d’un système d’anneau. En haut : courbe de lumière de l’étoile dans le cas où sa trajectoire passe au centre de la planète ; on observe alors un flash central. En bas : trajectoire de l’étoile vue dans le plan du ciel. (Crédit : T. Encrenaz [3], d’après J. Elliott, ARAA, 17, 445, 1979)

C’est en 1995 que Michel Mayor et Didier Queloz, de l’Observatoire de Genève, ont détecté la première exoplanète en orbite autour d’une étoile de type solaire, 51 Peg b. La méthode utilisée, dite des « vitesses radiales », consiste à mesurer la perturbation périodique du mouvement de l’étoile générée par la présence de la planète. Quatre ans plus tard, une nouvelle méthode voit le jour. L’astronome canadien David Charbonneau annonce la détection d’une exoplanète géante en transit devant son étoile : elle porte le nom barbare de HD 209458 b. Comme 51 Peg b, il s’agit d’un « Jupiter chaud ». C’est la baisse périodique du signal stellaire (de l’ordre de 1 %, comparable à ce que serait la baisse du signal du Soleil dans le cas d’un transit par Jupiter) lors du passage de la planète qui a permis sa détection. Comme la planète est proche de son étoile, le transit se produit tous les 3 à 4 jours, ce qui permet une confirmation rapide. Très vite, les découvertes se multiplient. Les mesures réalisées depuis les télescopes terrestres permettent en effet d’atteindre une précision photométrique meilleure que 1 %, ce qui permet l’exploration depuis le sol des « Jupiters chauds », ces exoplanètes géantes très proches de leur étoile mises en évidence par la méthode des vitesses radiales.

Très vite, les astronomes rêvent de détecter des exoplanètes plus petites, qui pourraient présenter des analogies avec la Terre. La question sous-jacente est, bien sûr, celle d’une éventuelle vie extraterrestre… Mais dans le cas d’un transit équivalent à celui de la Terre devant le Soleil, la baisse de signal n’est que de 0,01 %… ce qui est trop faible pour être détectable depuis la Terre. Pour obtenir cette précision photométrique, il faut aller dans l’espace. La première mission spatiale dédiée à la recherche des exoplanètes est le satellite français CoRoT, lancé en 2006 et opérationnel en orbite terrestre jusqu’en 2012. Tout en étudiant la structure interne des étoiles par la mesure de leurs oscillations, CoRoT a détecté plusieurs dizaines d’exoplanètes, mettant ainsi déjà en lumière leur extrême diversité. En 2009, la Nasa lance le télescope spatial Kepler, en orbite héliocentrique et opérationnel jusqu’en 2013, puis, sous une forme dégradée (K2), jusqu’en 2019. Plus performantes que CoRoT, les missions Kepler et K2 ont engrangé une moisson impressionnante, avec plus de 3 000 exoplanètes découvertes à leur actif [4].

Exoplanètes : de la découverte à l’analyse des atmosphères
Si une exoplanète est dotée d’une atmosphère dense, lors d’un transit, cette atmosphère est vue en transmission devant la lumière de l’étoile. Le spectre de l’étoile pendant le transit contient donc une information sur la composition de l’atmosphère planétaire. Cette information peut être extraite par différence entre le spectre de l’étoile mesuré en dehors du transit (juste avant ou après celui-ci) et le spectre mesuré en transit.

Dès le début des années 2000, les premières mesures spectroscopiques ont été réalisées dans le domaine visible par le télescope spatial Hubble (HST). On a ainsi découvert les atomes H, O, C et S dans l’exoplanète HD 209458 b. Un peu plus tard, à partir de 2005, les molécules H₂O, CH₄, NH₃ et CO ont été détectées dans l’infrarouge proche par le HST et par le satellite infrarouge américain Spitzer (fig. 8). Vingt ans plus tard, avec la mise en service du télescope spatial James-Webb (JWST) lancé en décembre 2021, la liste des molécules détectées s’est allongée avec H₂, HCN, CO₂, SO₂, H₂S, PH₃… Pour les exoplanètes de moins d’une vingtaine de masses terrestres, il est important de déterminer leur composition atmosphérique pour en déduire leur nature (super-Terres dotées d’une atmosphère riche en N₂, H₂O ou CO₂, ou mini-Neptunes entourées d’une atmosphère d’hydrogène).

fig. 8 : Le spectre de l’exoplanète HD 189733 b observé en transit primaire par le HST (triangles noirs), comparé à différents modèles, incluant 1) H2O (bleu) et 2) H2O et CH4 (orange). La figure montre en abscisse la profondeur de l’absorption du flux stellaire au moment du transit, et en ordonnée la longueur d’onde. (Crédit : d’après M. Swain et al., Nature, 452, 329, 2008)

Transits et occultations des exoplanètes : des informations différentes
Lorsqu’une exoplanète passe en transit devant son étoile hôte, son atmosphère est vue sous la forme d’un anneau éclairé à l’arrière par la lumière de l’étoile (fig. 9). Les molécules présentes dans l’atmosphère montrent des raies spectrales en absorption devant la lumière stellaire. L’atmosphère est observée au terminateur, c’est-à-dire au passage jour-nuit, à 6 heures et 18 heures en heure locale.

Une autre observation est possible lorsque l’exoplanète passe derrière l’étoile. Dans ce cas, on observe également une baisse de signal, mais celle-ci est de nature différente de celle du transit (et généralement plus faible) : elle correspond à la lumière émise par l’exoplanète elle-même. Celle-ci peut être détectée dans l’infrarouge et donne une mesure de la température de l’exoplanète (celle-ci peut dépasser 1 000 K dans le cas des Jupiters chauds). Il s’agit donc cette fois d’une détection directe. Les signatures spectrales des molécules de l’atmosphère planétaire peuvent alors apparaître en émission ou en absorption, selon la température de la région atmosphérique d’où elles proviennent (fig. 10). Le domaine infrarouge moyen est favorable à ce type d’observations, car le rapport entre le flux de la planète (supposée entre 1 000 et 2 000 K dans le cas d’un Jupiter chaud) et celui de l’étoile hôte (supposée à 4 000 ou 5 000 K) augmente avec la longueur d’onde. L’instrument MIRI du JWST qui fonctionne jusqu’à 28 μm a apporté une très grande contribution à cette étude.

fig. 9 : Schéma d’un transit planétaire. En haut : géométrie de l’observation. La planète est en noir, son atmosphère est représentée par un cercle rouge. Le transit primaire (passage devant l’étoile) intervient entre 10 h et 14 h, et le transit secondaire (passage derrière l’étoile) intervient entre 36 h et 40 h. En bas : courbe de lumière de l’étoile en fonction du temps. Le flux est maximum juste avant et après le transit secondaire, car la planète est vue sous son côté jour et sa température est plus élevée. Les points représentent des mesures individuelles. L’échelle des ordonnées est donnée à titre indicatif pour un Jupiter chaud à une longueur d’onde de l’ordre de 1 μm ; en comparaison, la profondeur du transit primaire est de l’ordre de quelques pour cent. (Crédit : d’après J. Lequeux et T. Encrenaz, Les Exoplanètes : trente années de surprises, EDP Sciences, 2024)

fig. 10 : Le spectre de l’exoplanète HD 189733 b observé en transit secondaire par le HST (en dessous de 3 μm) et Spitzer (au-dessus de 3 μm). Les mesures sont représentées par des carrés. Les courbes représentent des spectres synthétiques prenant en compte différentes compositions atmosphériques incluant H2O, CH4 et CO2 avec différents profils verticaux de température dans l’atmosphère. Les courbes en pointillé indiquent l’émission d’un corps noir à la température indiquée. (Crédit : d’après M. Swain et al., Astrophys. J., 704, 1616, 2009)

Une autre façon de détecter les exoplanètes : les microlentilles gravitationnelles
Toujours dans le domaine des exoplanètes, mentionnons enfin que la technique d’occultation a permis une autre méthode de détection : les microlentilles gravitationnelles. De quoi s’agit-il ? Lorsqu’une étoile proche, vue par un observateur terrestre, passe devant la ligne de visée d’une étoile très éloignée, son champ de gravité courbe les rayons lumineux émis par l’objet lointain, ce qui se traduit par une amplification de la lumière reçue. Si l’étoile proche est dotée d’une planète et si celle-ci passe aussi devant l’étoile lointaine, il se produit également une brève augmentation de la lumière (fig. 11). Plusieurs centaines de planètes ont été détectées par cette méthode, dont la limitation tient au caractère fortuit et non reproductible de l’événement.

fig. 11 : Exemple de courbe de lumière enregistrée lors d’un phénomène de microlentille gravitationnelle (MOA-2007-BLG-192). L’abscisse représente le temps, avant et après l’occultation, et l’ordonnée la lumière de l’étoile éloignée. En haut, courbe reconstituée à partir des mesures prises par le télescope MOA (en rouge) et le consortium OGLE (en bleu). En bas, agrandissement de la partie centrale ; la partie inférieure montre les écarts entre les différents modèles (représentés par les courbes en couleur) et la courbe correspondant au meilleur accord. La courbe en pointillé noire indique ce que serait la courbe de lumière en l’absence de planète. (Crédit : d’après D. P. Bennett et al., Astrophys. J., 684 : 663, 2008)

Les expériences d’occultation à bord de sondes spatiales
Dans tout ce qui précède, nous avons considéré les observations depuis la Terre ou depuis l’environnement terrestre. Le phénomène d’occultation a aussi été exploité depuis les sondes spatiales dès les premières missions d’exploration planétaire, dans des contextes très divers : occultations solaires ou stellaires dans l’ultraviolet ou l’infrarouge, ou radio-occultations à partir d’un émetteur placé sur la sonde.

La spectroscopie dans l’ultraviolet par occultation stellaire a été utilisée dès les années 1970 dans les sondes martiennes et les sondes Voyager 1 et 2. Comme la source de lumière (le Soleil) est très brillante et étendue, il est possible d’observer l’évolution du spectre solaire à mesure que le Soleil passe derrière la planète, traversant des couches de plus en plus denses de l’atmosphère. Dans le cas de Jupiter et de Saturne, on a pu ainsi remonter aux distributions verticales de H₂, CH₄ et C₂H₂ dans la stratosphère de ces planètes. Dans le cas des missions Venus Express et Trace Gas Orbiter, les expériences SOIR (Solar Occultation in the InfraRed Instrument) et NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery) ont permis de mesurer par occultation solaire les spectres infrarouges de Vénus et de Mars respectivement.

La technique d’occultation dans le domaine radio est différente. Un émetteur radio placé sur la sonde émet vers la Terre des signaux dans des bandes spectrales bien définies (bande S et bande X, à des longueurs d’onde respectives de 13,5 cm et 3,5 cm). Quand la sonde, vue de la Terre, se déplace derrière la planète, les signaux traversent l’atmosphère de celle-ci, ce qui permet de déterminer la pression et la température en fonction de l’altitude. Les expériences de radio-occultation ont été réalisées avec succès sur toutes les planètes depuis le début de l’ère spatiale. Un exemple récent nous a été fourni par la sonde américaine New Horizons lors de son exploration du système de Pluton en 2015 : en l’espace de deux heures, l’expérience de radio-occultation a observé les occultations du Soleil puis de la Terre par Pluton puis par Charon. Ces mesures ont permis de déterminer la masse et la température des deux corps, ainsi que la composition atmosphérique de Pluton (fig. 12).

fig. 12 : Schéma représentant la trajectoire de la sonde New Horizons (en rouge) par rapport au système de Pluton et de ses satellites. Le Soleil et la Terre sont au loin à droite. La sonde se dirige vers le haut et la gauche de la figure. Après le survol de Pluton puis de Charon, l’expérience de radio-science de New Horizons observe successivement l’occultation du Soleil puis de la Terre par Pluton, suivie de l’occultation du Soleil puis de la Terre par Charon. (Crédit : NASA)

Vers toujours plus de précision
En conclusion, les observations des éclipses, transits et occultations nous ont beaucoup appris et ont encore beaucoup à nous apprendre. L’étude des objets lointains du Système solaire (centaures et transneptuniens) – qui mobilise des communautés internationales d’astronomes amateurs et professionnels – a connu une nouvelle impulsion grâce au catalogue stellaire DR3 de la mission astrométrique Gaia. Ce nouveau catalogue, publié en 2022, a considérablement amélioré la précision de la position des étoiles, une donnée indispensable pour prévoir et planifier les observations d’occultations stellaires. Dans le domaine des exoplanètes qui transitent devant (ou derrière) leur étoile, les observations réalisées dans l’infrarouge par les instruments du JWST permettent d’explorer l’atmosphère d’un nombre toujours croissant de cibles, l’espoir ultime étant de découvrir un jour des « biomarqueurs », ces molécules – telles que l’ozone – qui pourraient suggérer la présence possible de vie.

Article écrit par :
Thérèse ENCRENAZ | Observatoire de Paris-PSL

Notes

1. Berçu J.-C., l’Astronomie, août 2019, et Vilain C., l’Astronomie, septembre 2019.
2. Arlot J.-E., « Observer les phénomènes mutuels des satellites de Jupiter de mars à novembre 2021 », Cahiers Clairaut, 173, printemps 2021.
3. Encrenaz T., « L’exploration du Système solaire lointain par les occultations stellaires », l’Astronomie, 186, octobre 2024.
4. Encyclopedia of Exoplanetary Systems (exoplanet.eu). Cette base de données hébergée à l’Observatoire de Paris et mise à jour quotidiennement recense l’ensemble des systèmes exoplanétaires découverts par les astronomes professionnels, ainsi que toute la bibliographie associée.

Un océan magmatique à l’origine du champ magnétique terrestre ancien ?

par Petank SORO | Juil 1, 2026 | Zoom Sur

Une visualisation du champ magnétique terrestre. (Crédit : NASA/Goddard Space Flight Center)

La source exacte du champ magnétique terrestre ancien, il y a 4 milliards d’années, reste énigmatique. L’océan magmatique qui occupait la base du manteau à cette époque est un candidat possible, mais des simulations numériques remettent cette hypothèse en question.

Le champ magnétique terrestre, qui trouve sa source dans le noyau externe de notre planète et nous protège du vent solaire et des rayonnements cosmiques, n’a pas d’équivalent parmi les autres planètes rocheuses. Mercure possède bien un champ magnétique dont l’origine se situe également dans son noyau externe, mais l’intensité de ce champ est beaucoup plus faible que celle du champ terrestre. Quant à Mars et Vénus, elles ne possèdent pas de champ magnétique d’origine interne. Pour être tout à fait exact, l’analyse de roches martiennes [1] montre qu’un champ magnétique comparable au champ terrestre était toutefois présent sur Mars, il y a 4 milliards d’années (Ga), donc peu de temps après la formation de cette planète. Ce champ a ensuite rapidement décliné et semble avoir totalement disparu vers 3,7 Ga. De même, un champ magnétique semble avoir été présent sur la Lune peu après sa formation, avant de disparaître il y a 3 Ga [2]. Le cas de Vénus reste indécis : à supposer que nous puissions collecter et analyser des roches vénusiennes, la question d’un champ primitif ne serait sans doute pas résolue pour autant, car la surface de cette planète est relativement jeune, environ 700 millions d’années. Les roches de sa surface n’auraient donc pas pu enregistrer la présence d’un champ très ancien, contemporain de la jeunesse de Vénus. On peut toutefois penser qu’à l’instar de Mars et de la Lune, Vénus possédait sans doute un champ magnétique au début de son histoire.

Mais revenons sur Terre. L’analyse de roches très anciennes montre que le champ magnétique terrestre était déjà actif il y a 4 Ga. La présence de champs magnétiques primitifs protégeant les planètes telluriques peu après leur formation apparaît donc la règle plutôt que l’exception. Toutefois, comme nous allons le voir, les conditions régnant à l’intérieur de la Terre à cette époque semblent avoir été peu propices à l’entretien d’un champ magnétique dans le noyau terrestre. D’où l’idée, émise il y a quelques années, que le champ magnétique primitif de notre planète pourrait trouver sa source dans l’océan magmatique qui occupait une partie du manteau terrestre à cette époque. Une étude basée sur des simulations numériques réalisées par des chercheurs des universités de Grenoble et de Lyon apporte de nouveaux éléments à ce débat [3]. Selon ces travaux, un océan magmatique peut effectivement, sous certaines conditions, être la source d’un champ magnétique. Dans l’état actuel de nos connaissances, ces conditions ne semblent cependant pas avoir été réunies dans l’océan magmatique terrestre.

Le champ magnétique terrestre ancien

Les archives géologiques de notre planète montrent que le champ magnétique terrestre a entamé un long déclin vers 3 Ga. Toutefois, à l’inverse du champ martien, il ne s’est pas éteint et a, au contraire, opéré un redémarrage il y a environ 1 Ga. Ce redémarrage est attribué à la cristallisation de la graine (le noyau interne), c’est-à-dire à la solidification du fer et du nickel au centre de notre planète. La chaleur latente libérée par ce changement de phase fournit l’énergie nécessaire à l’entretien de grands mouvements de matière (ou écoulement), lesquels génèrent un champ magnétique via un phénomène de géodynamo. Une géodynamo peut aussi s’enclencher dans un noyau entièrement liquide (comme c’était le cas du noyau terrestre il y a 4 Ga) à condition qu’une quantité de chaleur suffisamment importante soit extraite du noyau vers le manteau, ce qui permet d’entretenir l’écoulement du noyau. La durée de vie de ce champ est cependant limitée à cause de la dissipation magnétique, qui convertit en chaleur l’énergie liée au champ magnétique. La convection thermique dans un noyau liquide, puis la cristallisation de la graine permettent ainsi de comprendre l’histoire du champ magnétique terrestre dans ses grandes lignes. Toutefois, cette histoire se complique si l’on admet qu’il y a 4 Ga, un océan magmatique souterrain occupait la base du manteau.

En effet, les modèles d’évolution planétaire suggèrent que les planètes rocheuses ont connu, au début de leur histoire, une phase au cours de laquelle une partie de leur manteau était fondue ou partiellement fondue, formant un océan magmatique global. L’évolution de l’océan magmatique d’une planète (ou, si l’on préfère, sa cristallisation) est liée au refroidissement de cette planète et dépend du diagramme de phase des matériaux composant son manteau, c’est-à-dire de la phase (liquide ou différentes phases solides, selon la structure cristalline) prise par un matériau donné en fonction de la pression et de la température. L’histoire de la cristallisation de l’océan magmatique d’une planète dépend donc de la nature des roches composant son manteau et implicitement (via la pression) de la taille de la planète. Le diagramme de phase des roches composant le manteau terrestre prévoit que l’océan magmatique a cristallisé depuis son sommet vers sa base. Par ailleurs, la chaleur latente rejetée par la cristallisation de l’océan a été utilisée pour chauffer l’océan résiduel. Selon ce scénario, le refroidissement du manteau aurait ainsi conduit à la formation d’un océan magmatique très chaud coincé entre le manteau solide et le noyau, configuration qui ne permet pas au noyau de se refroidir efficacement. Autrement dit, la quantité de chaleur extraite du noyau (si tant est que l’on puisse en extraire) n’est pas suffisante pour entretenir un phénomène de géodynamo dans ce noyau. C’est ce constat qui a conduit les géophysiciens à imaginer que le champ magnétique terrestre primitif pourrait trouver son origine dans l’océan magmatique souterrain lui-même. En 2020, des calculs basés sur des lois d’échelle semblaient étayer cette idée.

Le champ magnétique de l’océan magmatique

Pour tester cette hypothèse plus en détail, Nathanaël Schaeffer et ses collègues ont réalisé une série de simulations numériques de géodynamo reproduisant le mouvement d’un fluide (l’écoulement) dans une coquille sphérique en rotation et le champ magnétique associé à cet écoulement (fig. 1). Plusieurs paramètres, comme l’épaisseur de l’océan magmatique, le flux de chaleur à son sommet, ainsi que sa viscosité et sa conductivité électrique, influencent l’écoulement et le champ magnétique. En particulier, la vigueur des mouvements augmente avec la conductivité électrique de l’océan et avec la vitesse caractéristique de l’écoulement. Les simulations numériques permettent ainsi de préciser les conditions requises pour l’établissement d’un champ magnétique comparable au champ terrestre ancien, conditions que l’on peut ensuite comparer à des modèles d’évolution (de cristallisation) de l’océan magmatique terrestre via des lois d’échelle entre l’épaisseur de l’océan et la vitesse caractéristique de son écoulement.

Plusieurs conclusions peuvent être tirées de ces nouvelles simulations. Tout d’abord, elles confirment qu’il est possible de générer un champ magnétique à l’intérieur d’un océan magmatique situé à la base du manteau terrestre, y compris dans le cas d’un océan relativement peu épais (390 km). Ensuite, sous l’influence de la rotation terrestre, l’écoulement se rapproche d’un écoulement géostrophique, c’est-à-dire qu’il s’organise presque (mais pas parfaitement) selon une série de colonnes parallèles à l’axe de rotation. Cette propriété est importante car, en étirant les lignes de champ le long de l’axe nord-sud, elle confère au champ magnétique son caractère dipolaire (plus précisément, la composante dipolaire domine les composantes plus complexes et de plus petite échelle, ce qui est le cas du champ terrestre). Enfin, point crucial, les simulations montrent que, pour obtenir un champ d’intensité comparable au champ terrestre (actuel ou ancien), les mouvements de matière animant l’océan doivent être assez vigoureux.

Une conductivité électrique trop faible

Concrètement, les modèles d’évolution de l’océan magmatique suggèrent que cette condition n’est jamais atteinte (fig. 2A). La vigueur estimée par ces modèles d’évolution est toujours inférieure à la vigueur nécessaire pour entretenir une géodynamo, situation en partie liée à la conductivité thermique de l’océan magmatique. Ce dernier, rappelons-le, est composé de roches fondues, et sa conductivité électrique, bien que mal connue, est estimée autour de 20 000 S/m. En comparaison, la conductivité du noyau liquide, qui est, lui, majoritairement composé de fer, est de l’ordre de 10⁵ à 10⁶ S/m. Trop faible, la conductivité de l’océan magmatique a pour effet de limiter la vigueur de l’écoulement. Les calculs montrent que, pour obtenir un champ magnétique fort, la conductivité de l’océan devrait être supérieure à son estimation actuelle d’au moins un facteur dix (fig. 2B).

En fin de compte, et dans l’état actuel de nos connaissances, les résultats obtenus par Nathanaël Schaeffer et ses collègues suggèrent qu’il est plus difficile que prévu d’entretenir un champ magnétique intense dans un océan magmatique souterrain. L’origine du champ magnétique terrestre ancien reste donc mal comprise. L’identification de sources d’énergie jusqu’à présent non identifiées, soit dans le noyau, soit dans l’océan magmatique, permettrait de résoudre cette question. Une autre piste de réflexion concerne les propriétés physico-chimiques de l’océan magmatique et du manteau, et en particulier une prise en compte plus fine du diagramme de phase de ce dernier.

Article écrit par Frédéric Deschamps │ IESAS, Taipei, Taïwan

[Notes]

1. Lors de leur refroidissement, les roches volcaniques contenant des minéraux comme l’hématite ou la magnétite peuvent enregistrer le champ magnétique ambiant, s’il en existe un. Au cours du temps, ces roches conservent leurs propriétés magnétiques (sauf si elles sont chauffées à nouveau), et elles émettent un champ magnétique dit rémanent et de petite intensité. La détection d’un champ magnétique rémanent, par exemple dans les roches martiennes, témoigne ainsi de la présence d’un champ magnétique interne dans le passé, plus précisément à l’époque où ces roches se sont formées.
2. Selon les études les plus récentes, le champ lunaire, bien que faible, aurait perduré jusqu’à 2 Ga.
3. Schaeffer N. et al., « Energetically expensive dynamo action in Earth’s basal magma ocean », Proceedings of the National Academy of Sciences, 122, e2507575122, 2025, doi : 10.1073/pnas.2507575122.

1. Simulations numériques de géodynamo dans un océan magmatique d’épaisseur égale à 870 km (à gauche) et 390 km (à droite). Chaque image est composée de deux parties : la vitesse azimutale de l’écoulement (moitié de gauche, représentée par l’échelle de couleur rouge/bleu) et la composante radiale du champ magnétique à la surface de l’océan magmatique (moitié de droite, représentée par l’échelle de couleur vert/violet). (Crédit : N. Schaeffer et al., 2025)

2. (A) Vigueur de l’écoulement dans l’océan magmatique déduite de modèles d’évolution thermique et, pour deux lois d’échelle, entre l’épaisseur de l’océan et la vitesse caractéristique de son écoulement (courbes rouge et bleue). Ici, cette vigueur est mesurée à l’aide du nombre de Reynolds magnétique, Rm, qui est proportionnel à la vitesse caractéristique et à la conductivité électrique du fluide. Les simulations de géodynamo montrent que Rm doit être de l’ordre de 70 (trait pointillé) pour enclencher une géodynamo, et de 130 (trait plein) pour obtenir un champ magnétique comparable en intensité au champ terrestre. (B) Conductivité électrique (notée σ) requise pour entretenir un champ magnétique d’intensité comparable au champ terrestre. Le trait mauve représente la conductivité estimée pour l’océan magmatique terrestre. Les résultats sont représentés en fonction du temps. (Crédit : N. Schaeffer et al., 2025)