Astronomie Amateur

Une équipe internationale de chercheurs vient de développer un nouveau modèle informatique qui simule le fantastique climat de Jupiter. Ce climat est extrêmement différent de celui de la Terre, car des vents violents ceinturent sans interruption la planète, changeant très peu avec le temps. Ces vents puissants dans la région équatoriale de Jupiter qui s'écoulent d'Est en Ouest peuvent atteindre des vitesses de 550 km/h. La simulation prédit que c'est l'intérieur surchauffé de la planète qui actionne ces vents, et explique pourquoi ils peuvent rester si stables pendant des siècles.
Personne n'avait encore pu expliquer pourquoi ces vents sont si constants ni ce qui les génère. "Notre modèle suggère que la convection induite par des sources de chaleur internes provoque ces vents à la surface de Jupiter et fournit une réponse possible à leur stabilité séculaire", indique Jonathan Aurnou, professeur de physique planétaire à l'UCLA. "La surface est agitée, mais le moteur est à l'intérieur".
"Sur terre, poursuit Aurnou, les configurations venteuses varient énormément au fil des saisons. Sur Jupiter, il n'y a presque aucune variation. La structure des nuages change, mais les vents à grande échelle restent essentiellement constants". Les chercheurs ont identifié les ingrédients principaux qui expliquent ces "super-vents" et les ont intégré dans leur modèle. Ils ont créé une première simulation tridimensionnelle qui génère un grand flux d'Est à l'équateur et un plus petit pour les latitudes plus élevées. Ils ont modélisé la convection thermique (qui est à l'origine des mouvements) par une enveloppe fluide en rotation rapide.
"Les trois ingrédients critiques sont une géométrie correcte, une convection turbulente et une rotation rapide. Notre modèle contient chacun de ces trois éléments, explique Aurnou, et il nous fournit la bonne recette". Le rayon de Jupiter est plus de 11 fois plus grand que le rayon de la Terre. Une quantité énorme de chaleur provient de l'intérieur. Selon Aurnou, la chaleur interne de Jupiter est comparable à la chaleur que la planète reçoit du Soleil. Le modèle suggère que c'est la convection en trois dimensions de l'atmosphère profonde de Jupiter qui est la cause des intenses flux de surface.
L'intérieur de Jupiter est composé principalement d'hydrogène comprimé, d'hélium, et d'un plasma géant. Aurnou continuera à étudier les vents violents de Jupiter, mais aussi ceux de Saturne, Uranus et Neptune.

Source: UCLA News Release
Illustration: UCLA

A la suite d'une surveillance de plus de 30 ans, des astronomes de l'Observatoire McDonald au Texas ont découvert une étoile naine blanche dont les variations de l'intensité lumineuse sont les plus régulières jamais détectées. Cette découverte a également des implications dans les théories évolutives des étoiles et sur la détection d'exoplanètes.
G117-B15A est une étoile naine blanche âgée de 400 millions d'années. Située dans la constellation du Petit Lion, ses impulsions lumineuses sont si régulières qu'elles ne varient que d'une seconde en 8.9 millions d'années. Ces impulsions sont plus précises et beaucoup plus stables que les tops d'une horloge atomique.
Certains scientifiques pensent que les "pulsars-milliseconde" sont de meilleurs "gardiens du temps" que G117. Pour l'astronome S.O. Kepler qui l'a découverte, ce n'est pas vraiment exact. Les pulsars-milliseconde sont les noyaux en rotation de débris d'étoiles massives qui ont explosé en supernovae. Ils balayent la Terre de leurs ondes radio et rayons X comme des balises régulières et agissent comme des horloges extrêmement précises. Mais s'il est vrai que certains pulsars sont en quelque sorte plus précis que G117, leurs horloges ne sont pas aussi stables car leur exactitude se dégrade plus rapidement dans le temps, selon Kepler.

Vie et mort des étoiles

En tant qu'étoile naine blanche, G117 est le cadavre d'une étoile semblable à notre Soleil qui a épuisé son carburant nucléaire et a expulsé ses couches gazeuses externes de sorte que seul le noyau subsiste. Ce noyau mort se refroidit lentement sur des milliards d'années.
La mesure du rythme de ce refroidissement permet de mieux comprendre comment les étoiles évoluent et meurent. "L'utilisation des naines blanches comme chronomètres est un 'sport' que nous avons inventé ici à l'Observatoire McDonald en 1987", affirme Don Winget de l'Université d'Austin au Texas, "les naines blanches sont désormais un chronomètre standard pour l'analyse de l'évolution stellaire".
Le secret est que certaines naines blanches pulsent - c'est-à-dire, émettent des éclats de lumière - avec un rythme régulier. Comme l'étoile naine se refroidit avec le temps, les impulsions nous parviennent plus lentement. En mesurant ce ralentissement, les astronomes peuvent mesurer la rapidité avec laquelle l'étoile se refroidit. C'est ce type de mesure qui a été effectué sur G117. Au cours des années les pulsations de cette étoile se sont avérées être remarquablement stables. Une infime modification de la période de pulsation a été détectée.

Préciser l'âge de la Voie Lactée

"C'est une mesure directe de l'évolution d'une étoile", explique Winget. Cet exploit n'avait été réalisé qu'une seule fois auparavant sur une étoile naine "pré-blanche" appelée PG1159-035 dont le calendrier évolutionnaire était de quatre ordres de grandeur plus court. "Avec la nouvelle mesure, nous avons gagné un facteur 10.000 sur l'unique résultat précédent", indique-il.
Comme les naines blanches comptent parmi les étoiles les plus anciennes de la galaxie, la mesure de leur temps de refroidissement est un moyen unique de mesurer l'âge de la Voie Lactée elle-même.

Extrapoler la présence de planètes

"Ces données nous permettent également de fixer des limites sur l'existence de planètes extrasolaires autour de cette étoile", ajoute Winget. L'étoile et toutes ses planètes éventuelles orbitent autour du centre de masse du système entier. Cela affecte les instants d'arrivée des impulsions, permettant ainsi la détection de planète(s).
Les décennies de données sur G117 ne montrent aucune planète d'une masse équivalente à celle de Jupiter à une distance Soleil-Jupiter de G117 ni aucune plus proche. La distance orbitale est un facteur important et, selon Winget, cette zone n'a jamais été sondée par aucune autre méthode auparavant.

Source: Space Daily

En 1996, alors que les sondes Pioneer 10 et 11 étaient respectivement 3 et 4 fois plus éloignées de la Terre que Pluton, les chercheurs du JPL (Jet Propulsion Laboratory) qui analysaient leurs signaux découvrirent que les deux sondes s'enfonçaient dans l'espace à une vitesse inférieure aux estimations. Ce phénomène sera baptisé "l'anomalie de Pioneer".
Dans le cas de Pioneer 10, chaque année, la sonde accuse un retard sur sa position théorique de 5000 km.
Le 27 septembre 2004, le magazine Nature rapportait que Pioneer 10 fonçait à 12.5 km/s et se trouvait 400000 km plus proche que prévu !
Cette anomalie suggère qu'une force cent millions de fois plus faible que la gravité à la surface de Terre "repousse" les deux vaisseaux vers le Soleil. Ceci n'est qu'une interprétation car il y a une difficulté majeure pour résoudre ce problème. En effet, les chercheurs ne disposent d'aucune donnée de position de la sonde, de vitesse ou d'accélération et ne peuvent se baser que sur les données Doppler associées à la réception des signaux reçus par le réseau DSN de la NASA.
Mais le décalage de la fréquence des ondes radios émises par les deux sondes suite à leur déplacement est affecté d'un effet gravitationnel supplémentaire induit par la présence des corps célestes.
Les physiciens ont tout d'abord pensé que ce ralentissement pouvait être provoqué par un changement physique inconnu survenu dans les vaisseaux eux-mêmes (panne, anomalie) qui aurait pour effetd'augmenter leur traînée ou des erreurs dans les protocoles utilisés pour les suivre à la trace.
D'autres, tel Mordehai Milgrom de l'Institut des Sciences Weizmann de Rehovot en Israël (1983), sans plus d'information, a carrément suggéré que la théorie de la gravitation devait être modifiée pour tenir compte de cet effet.
Cette solution trouva un certain écho en 2002, lorsque John Anderson du JPL ne put trouver aucune explication rationnelle alternative...
Actuellement l'équipe d'Anderson rejète de nombreux effets telle qu'une fuite de chaleur ou de gaz des générateurs thermoélectriques au plutonium. Plus récemment, des physiciens ont suggéré que l'anomalie de Pioneer serait liée à l'effet Creil, un phénomène proche de l'effet Raman (diffusion inélastique de la lumière) qui est susceptible à grande échelle d'induire des décalage Doppler. Mais cette théorie est peu supportée car elle impose un milieu assez dense et beaucoup d'interactions.
La raison de l'anomalie reste donc en suspens.
A ce jour les ingénieurs du JPL réfutent les théories proposées et aucune explication conventionnelle ne peut expliquer l'anomalie de Pioneer.
En 2004, John Anderson a donc choisi une autre voie : réanalyser toutes les données de vol acquises durant la première décennie des missions Pionner (1972-82 et 1973-83) puis celles des années suivantes. Selon Slava Turyshev, un collègue d'Anderson au JPL, cette étude n'est pas gratuite et fut estimée à... 250000$. Le projet fut soumis aux administrateurs de la NASA fin 2004 mais ils n'ont pas été accepté faute de ressources (personnel).
La Planetary Society a donc essayé de parrainer ce projet grâce à ses milliers de membres. Elle y est parvenue. Seule difficulté, il fallait convertir les données les plus anciennes enregistrées sur de vieux systèmes dans un format compatible avec les nouveaux ordinateurs. Après cela, le JPL et les chercheurs étrangers associés au projet ont analysé les 10 premières années de vol mais il reste encore au moins 23 ans à traiter. Les chercheurs ont repris le problème au début, réévaluant notamment les performances de la sonde, son bilan thermique, etc.
N'ayant à leur disposition que les données Doppler, certaines équipes ont proposé de traiter ce problème par modélisation.
En parallèle, l'idée de Turyshev et ses collègues est plus ambitieuse encore : ils voudraient envoyer une nouvelle sonde spatiale suivant exactement la même trajectoire que les deux missions Pioneer avec l'espoir de reproduire l'anomalie. Leur proposition a été soumise le 16 septembre 2004 à des experts de l'ESA dans le but d'envoyer une sonde qui serait suivie à quelques kilomètres de distance par une sphère réflectrice. Des lasers montés sur la sonde mesureront la distance entre le vaisseau et la sphère afin que les scientifiques puissent détecter et compenser toute accélération provoquée par un événement sur le vaisseau comme une fuite éventuelle du générateur.
Toutefois, pour les experts de l'ESA la construction d'une telle sonde spatiale coûterait au moins 500 millions de dollars et ils ont déjà répondu à leurs collègues de la NASA que ce projet ne compte pas parmi les deux premières priorités de l'agence au cours des prochains mois. A suivre....

Source : http://www.futura-sciences.com/news-mysteres-ralentissement-sondes-pioneer_7696.php

Pour tenter de percer leur mystère, 16 pays unissent leurs efforts dans un observatoire d'une ampleur inégalée
C'est l'un des grands mystères de l'astronomie. Une énigme si difficile à résoudre qu'elle a nécessité la construction, durant cinq ans, d'un instrument dont la taille (3 000 km²) est à elle seule un défi à l'imagination. Equipé de 1 600 détecteurs et de 24 télescopes, l'Observatoire Pierre-Auger, installé en Argentine, est en effet dédié à la traque d'une des plus étranges manifestations de la nature: les rayons cosmiques.

Découvert en 1912 par le Prix Nobel autrichien Victor Hess, puis mesuré dans les années 1930 par le physicien français Pierre Auger, ce flux venu de l'espace est dirigé en permanence vers notre planète. Le plus souvent, il est essentiellement constitué de protons (des composants du noyau de l'atome). En entrant en collision avec les molécules de l'air, ceux-ci produisent en cascade de la lumière et d'autres particules que les scientifiques ont appris à détecter au sol. Mais il arrive parfois que ce bombardement céleste soit à l'origine de phénomènes d'une tout autre ampleur. Observés pour la première fois en 1962, les rayons cosmiques d'énergie extrême, dont une vingtaine à peine ont été repérés depuis cette date, intriguent particulièrement les chercheurs. Leur intérêt? Ils seraient composés de particules inconnues dotées d'une énergie inouïe: plus de 1020 électronvolts pour chacune d'elles. De quoi projeter une balle de tennis, autrement massive, à 85 kilomètres à l'heure!

D'où viennent ces rayons cosmiques? Sont-ils faits de particules connues ou d'une matière plus exotique formée juste après le big bang? Ont-ils été produits par des phénomènes astronomiques violents, comme des explosions d'étoiles en supernovae? Ou doit-on incriminer d'étranges processus faisant intervenir des «cordes cosmiques»?

C'est pour trancher entre la quarantaine de théories concurrentes que vient d'être inauguré l'Observatoire Pierre-Auger. Une vaste collaboration internationale, regroupant 370 chercheurs et 60 laboratoires - dont quatre du CNRS - de 16 pays. Premiers résultats attendus dans les tout prochains mois.

Ci contre, l'un des 1 600 détecteurs de l'observatoire installé en Argentine.

Source :http://www.lexpress.fr/info/sciences/dossier/univers/dossier.asp?ida=436067

Les aventuriers et pionniers du voyage orbital privé vont pouvoir se transformer en véritables entrepreneurs. La NASA, qui jusqu'à présent se réservait une sorte de monopole du voyage spatial, ouvre désormais la porte à l'initiative privée et encourage la création d'un marché des services de transport orbital, notamment pour assurer les allers et retours vers l'ISS. L'agence américaine vient de lancer un appel d'offres aux compagnies intéressées par le développement de moyens de transport en orbite basse.

La mise en place de ce marché devrait se faire en deux temps. Une première phase sera consacrée à l'expérimentation et à la démonstration des capacités des entreprises privées ; la seconde verra la mise en concurrence des services proposés. Il s'agit en l'occurrence de transports cargo et de voyages habités vers la station spatiale internationale (ISS).

Les compagnies ont jusqu'au 10 février 2006 pour soumettre leurs propositions. Les premiers accords pourraient être passés dès le printemps prochain.