La vision moderne de la Voie Lactée

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Après avoir vu l’évolution de la vision historique de la Voie Lactée, passons à la conception moderne de l’Univers-île qui nous entoure.

La Galaxie

La Galaxie (le nom moderne de la Voie Lactée, avec un G majuscule pour la distinguer des autres galaxies) est donc en gros un disque d’un diamètre de 100.000 années-lumière et d’une épaisseur d’environ 1000 années-lumière. Autour du centre, on trouve une sorte de noyau sphérique de 10.000 années-lumière de diamètre appelé le bulbe galactique. Le tout est entouré d’un grand halo sphérique plus grand que le disque qui contient les amas globulaires.

Le système solaire se trouve dans le disque à une distance de 27.000 années-lumière du centre. Il fait une révolution complète autour de la Galaxie en à peu près 225 millions d’années. Il a donc fait une vingtaine de tours depuis sa naissance, il y a 4.6 milliards d’années et à peine un quart de tour depuis la disparition des dinosaures.

Les étoiles ne sont pas réparties uniformément, mais se concentrent dans de gigantesques bras de matière qui partent des extrémités d’une barre centrale et se courbent en s’éloignant, ce qui fait de la Voie Lactée une galaxie spirale barrée. On compte quatre bras majeurs, mais le système solaire se trouve sur le bras d’Orion, un petit morceau de bras coincé entre les bras majeurs de Sagittaire et de Persée (les noms de ces bras leur viennent des constellations où ils se cachent).

La Voie Lactée

Une représentation artistique de la Voie Lactée centrée sur le Soleil et le bras d’Orion (Orion Spur). On aperçoit bien les grands bras spiraux et la barre centrale de la Galaxie. Crédit : NASA

La Galaxie contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles, plusieurs centaines de millions d’étoiles à neutrons et probablement une centaine de millions de trous noirs d’origine stellaire. Elle contient également du gaz, principalement de l’hydrogène, ainsi que des poussières, qui représentent ensemble environ 15 pour cent de la masse totale visible. On notera en particulier les nuages moléculaires, des régions suffisamment denses pour que l’hydrogène existe sous forme de molécule. Sous l’effet de la gravité, ces nuages moléculaires finissent par se fragmenter et s’effondrer pour donner naissance aux nouvelles générations d’étoiles.

Le trou noir supermassif central

Avant même que la radioastronomie ne soit née, au début des années 1930, l’ingénieur américain Karl Jansky étudiait le bruit de fond des appels téléphoniques entre les Etats-Unis et l’Europe et découvrit une faible émission radio qui n’était pas d’origine terrestre, mais provenait de la constellation du Sagittaire. Dans les années 1950, des observations radio plus avancées montrèrent que sa source devait être d’une puissance extraordinaire, car sa taille était inférieure à cinquante années-lumière, ce qui est minuscule à l’échelle de la Galaxie. Ceci fut confirmé en 1968 par des observations à haute résolution dans l’infrarouge et en 1974 par des observations en radio-interférométrie qui identifièrent plus précisément la source, baptisée Sagittaire A*.

Pour expliquer une telle puissance provenant d’une région si compacte, les astrophysiciens Martin Rees et Donald Lynden-Bell proposèrent en 1971 l’idée d’un trou noir supermassif au centre de la Galaxie. Rappelons qu’un trou noir est un objet dont la gravité est telle que même les rayons lumineux ne peuvent en échapper. Contrairement aux trous noirs d’origine stellaire, qui ont au plus quelques dizaines de fois la masse du Soleil, les trous noirs supermassifs que l’on trouve au centre des galaxies ont une masse comprise entre un million et un milliard de fois la masse du Soleil. Le trou noir au centre de la Galaxie a été estimé à 4,3 millions de fois la masse du Soleil par des observations récentes.

La Voie Lactée

Une image de la région du centre galactique obtenue dans le domaine radio par le réseau VLA au Nouveau Mexique. Le centre galactique est à la position indiquée par Sgr A (Sagittaire A, qui contient la région plus petite appelée Sagittaire A*). Tout autour on aperçoit de magnifiques structures, bulles créées par des explosions de supernovae, nuages moléculaires géants illuminés par des étoiles massives, arcs et filaments d’origine encore incertaine. Crédit : N. E. Kassim/D. S. Briggs/T. J. W. Lazio/T. N. LaRosa/J. Imamura (NRL/RSD)

L’origine des trous noirs supermassifs n’est toujours pas bien comprise. Peut-être qu’un trou noir d’origine stellaire grandit peu à peu en absorbant du gaz attiré vers le centre de la Galaxie ou peut-être qu’un trou noir supermassif est créé directement lorsque un groupe d’étoiles ou un nuage de gaz atteint la masse critique dans une région suffisamment compacte.

En tout cas, une fois le trou noir supermassif formé, les processus en jeu sont relativement bien compris. Le gaz de la région centrale de la galaxie est attiré vers le trou noir, forme ce que l’on appelle un disque d’accrétion et tombe peu à peu dans le trou noir. L’énergie gravitationnelle du gaz est transformée en énergie thermique et le disque peut atteindre un million de degrés. Avec cette température extrême, le disque va émettre de l’énergie sous forme de rayons X (qui ont été détectés au centre galactique dans les années 1980). En même temps, des électrons vont se déplacer à grande vitesse autour des lignes du puissant champ magnétique et émettre un rayonnement sous forme d’ondes radio, celui que Karl Jansky a découvert.

La matière noire

Ce survol rapide de nos connaissances sur la Galaxie pourrait suggérer que nous la comprenons relativement bien, mais il reste de nombreuses énigmes, la plus grande étant la nature de la matière noire, une matière invisible à nos télescopes, mais qui domine la Galaxie de sa masse.

En 1932, l’astronome hollandais Jan Oort étudiait le mouvement des étoiles dans le voisinage du Soleil. Comme la gravité est une force bien comprise, on peut facilement calculer la masse requise pour que la Galaxie puisse maintenir ces étoiles en orbite. Étrangement, la masse calculée de la Galaxie était trois fois plus grande que sa masse visible, étoiles et gaz inclus. En 1933, l’astronome suisse Fritz Zwicky fit une découverte similaire, mais en étudiant le mouvement relatif des galaxies à l’intérieur d’un amas contenant plus de mille galaxies. Les nombres de Zwicky ont été revus à la baisse depuis, mais on estime que la matière visible de l’amas ne représente que 10 pour cent de sa masse totale. Même à l’échelle cosmologique, les observations du rayonnement fossile, un vestige du Big Bang, montrent que l’Univers dans son ensemble contient cinq fois plus de matière invisible que de matière visible.

La nature de la matière noire reste un mystère. Les recherches ont montré une contribution de matière ordinaire qui est simplement difficile à observer, car contenue dans des corps peu visibles comme les naines brunes (des étoiles ratées, car insuffisamment massives) ou les résidus d’étoiles, mais cette contribution de la matière ordinaire est minime. La matière noire doit donc principalement être composée de matière exotique, c’est-à-dire de particules qui n’ont pas été observées à ce jour, car elles interagissent trop peu avec la matière ordinaire.

La station spatiale internationale

Plusieurs expériences de recherche de la matière noire exotique sont actuellement en cours. L’une d’entre elles, le spectromètre magnétique Alpha 2, est un détecteur de particules placé dans un module externe de la station spatiale internationale (en partant du milieu vers la droite, il pointe vers le haut juste après les trois premiers panneaux solaires sur l’image). Ce détecteur ne tente pas de mesurer la matière exotique directement, mais les particules ordinaires résultant de collisions ou d’annihilation de particules exotiques. Crédit : NASA

Des programmes de recherche ont été mis en route dans les années 2000 pour essayer de détecter ces particules exotiques, soit en essayant de capturer des particules provenant de l’espace dans des laboratoires souterrains (pour minimiser le bruit des rayons cosmiques), par exemple le Laboratoire Souterrain de Modane sous le tunnel routier de Fréjus, soit en essayant de les créer dans des accélérateurs de particules comme le Large Hadron Collider. Malheureusement, aucune détection catégorique n’a encore eu lieu : la nature de la masse cachée, donc du gros de la Voie Lactée, reste un mystère.

La vision historique de la Voie Lactée

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La Voie Lactée est probablement la plus grande merveille du ciel nocturne et il est bien triste que l’éclairage de nos villes nous empêche maintenant de l’apprécier. Ce ruban blanchâtre qui traverse la voûte céleste a toujours fasciné les hommes, aussi bien les scientifiques que les poètes. Nous allons parcourir les siècles pour voir comment la vision scientifique de la Voie Lactée s’est développée, puis faire un tour d’horizon de nos connaissances actuelles, en nous intéressant en particulier au monstre qui habite son centre et à la plus grande énigme qui reste à élucider.

La nature de la Voie Lactée

Les anciennes civilisations ont toujours créé une mythologie autour de la Voie Lactée. En Egypte ancienne, la Voie Lactée était une rivière, une sorte de contrepartie céleste du Nil. De nombreuses autres civilisations faisaient la même interprétation, les Chinois l’appelaient la rivière d’argent, les Japonais la rivière du paradis. Les Mayas y voyaient un chemin mystique que suivaient les âmes pour aller vers l’au-delà et, plus prosaïquement, une légende Cherokee raconte que la Voie Lactée est formée de farine de maïs éparpillée par un chien géant.

La Voie Lactée

La partie centrale de la Voie Lactée photographiée depuis l’observatoire de l’ESO à La Silla au Chili. Les bandes sombres sont des régions de poussières qui bloquent la lumière des étoiles plus lointaines et apparaissent donc moins lumineuses. Crédit : ESO/José Francisco Salgado

Mais la Voie Lactée prend son nom de la mythologique grecque, dans un épisode de l’enfance d’Héraclès (l’Hercule des romains). Fils de Zeus et d’une de ses maîtresses humaines, Alcmène, Héraclès était donc mortel. Le seul moyen de lui conférer l’immortalité était de le nourrir du lait de la femme de Zeus, Héra. Un jour, Hermès, un autre fils de Zeus, plaça donc le bébé dans le lit où Héra s’était endormie. Héraclès lui téta le sein, mais avec un peu trop de vigueur, comme on pouvait s’y attendre. Héra se réveilla, regarda cet enfant qui n’était pas le sien et le repoussa. Le lait de la déesse jaillit dans le ciel et y laissa une longue trainée blanchâtre : la Voie Lactée.

Avec le miracle grec, on passa à la recherche d’explications un peu plus rationnelles. Deux philosophes de l’époque, Anaxagore et Démocrite, émirent l’idée que la Voie Lactée était peut-être formée d’étoiles. Malheureusement, la pensée grecque fut dominée par la figure imposante d’Aristote qui l’interprétait comme une nébuleuse aux confins de l’atmosphère. Cette idée allait dominer la pensée européenne pendant deux mille ans et seuls quelques savants de la sphère musulmane proposèrent à nouveau une Voie Lactée formée d’étoiles.

C’est finalement en 1609, avec Galilée, le fondateur de la science moderne, que la nature de la Voie Lactée fut établie une fois pour toutes. Après avoir découvert les satellites de Jupiter, les phases de Vénus, les cratères de la Lune, les tâches du Soleil et une formation étrange autour de Saturne, Galilée tourna sa lunette astronomique vers la Voie Lactée et y découvrit une myriade d’étoiles dans toutes les directions. Il ne s’agissait donc pas d’une nébuleuse, mais bien d’un ensemble d’étoiles en nombres considérables que l’œil nu ne pouvait pas discerner.

En 1750, l’astronome anglais Thomas Wright publia l’idée que la Voie Lactée pourrait être un ensemble aplati d’étoiles. Depuis la Terre, placée à l’intérieur, un observateur la verrait alors comme une bande lumineuse étroite traversant le ciel. Il émit aussi l’hypothèse que certaines petites nébuleuses que l’on observe au télescope pouvaient être d’autres ensembles, similaires mais indépendants du nôtre. En 1755, Emmanuel Kant proposa finalement l’idée que la Voie Lactée est un disque plat formé d’étoiles liées entre elles par la gravité. Les autres nébuleuses diffuses devaient être des ensembles de même nature qu’il baptisa des « univers-îles ».

La Voie Lactée par Herschel

La première carte de la Voie Lactée obtenue en comptant le nombre d’étoiles à partir d’observations de William Herschel en 1785. Cette méthode était vouée à l’échec car le phénomène d’extinction stellaire ne nous permet de voir que les étoiles les plus proches, d’où la position encore centrale du Soleil sur la carte (la grande entaille à droite est due aux bandes de poussières dans la direction du Sagittaire). Crédit : Wikimedia Commons

La taille de la Voie Lactée

L’étape suivante consistait à essayer de déterminer la taille de la Voie Lactée et la position relative du Soleil. Les premières tentatives consistèrent à compter le nombre d’étoiles dans différentes directions du ciel puisqu’une concentration plus élevée aurait indiqué le centre galactique. Ces tentatives ne pouvaient qu’échouer, car les étoiles observables à l’époque étaient toutes proches de nous et semblaient réparties uniformément.

Ce fut avec l’astronome américain Harlow Shapley en 1914 que les dimensions véritablement astronomiques de la Voie Lactée furent révélées. Shapley utilisa le télescope du Mont Wilson pour observer des amas globulaires plutôt que des étoiles individuelles. Les amas globulaires sont des ensembles d’étoiles qui peuvent atteindre un million de membres et sont donc visibles de beaucoup plus loin.

Shapley observa une centaine d’amas globulaires et calcula leur distance grâce à une méthode nouvellement découverte basée sur l’observation d’un type d’étoile variable. Il détermina que le diamètre de la Voie Lactée devait être de 300.000 années-lumière, que le Soleil n’était pas en son centre et que ce dernier se trouvait dans la direction de la constellation du Sagittaire (une année-lumière est la distance parcourue par la lumière en une année, soit environ dix mille milliards de kilomètres).

Oméga du Centaure

L’amas Oméga du Centaure, l’un des 200 amas globulaires en orbite autour de la Voie Lactée, photographié ici en 2002 par le télescope spatial Hubble. Cet amas se trouve à 17.000 années-lumière de nous, contient dix millions d’étoiles et peut-être un trou noir supermassif en son centre. Crédit : NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Dans les années 1930, ce diamètre fut revu à la baisse lorsque l’astronome Robert Trumpler découvrit que le milieu interstellaire absorbe une partie de la lumière des étoiles, ce qui faussait les calculs de Shapley. Après correction de ce phénomène, appelé l’extinction interstellaire, le diamètre de la Voie Lactée fut divisé par un facteur trois : environ 100.000 années-lumière.

Depuis cette époque, les progrès technologiques nous ont permis de mieux comprendre la Voie Lactée, en particulier depuis les années 1950 avec le développement de la radioastronomie puis de l’observation dans l’infrarouge. L’extinction interstellaire est en effet faible dans ces deux domaines, ce qui nous permet de voir beaucoup plus loin qu’en lumière visible.

Passons maintenant à la vision moderne de la Voie Lactée.

Planck établit une nouvelle carte du rayonnement fossile

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L’Agence Spatiale Européenne vient de publier les premiers résultats de la mission Planck. Lancé en 2009, le satellite Planck observe le ciel dans le domaine des micro-ondes. Son objectif est d’analyser le rayonnement fossile, une relique de l’Univers primordial. Ce rayonnement est né 380.000 ans après le Big Bang, lors de la formation des premiers atomes, lorsque la température de l’Univers était d’environ 3000 degrés. Après plus de 13 milliards d’années d’expansion, sa température est tombée à 2,73 degrés au-dessus du zéro absolu (soit environ -270 degrés Celsius) et son émission est par conséquent maximale dans le domaine micro-onde.

Le rayonnement fossile est d’une extrême uniformité : sa température est la même dans toutes les directions du ciel. Cependant, si on l’observe avec une précision de l’ordre du cent-millième, on commence à apercevoir d’infimes variations de la température selon la direction du ciel par rapport à la valeur moyenne. Ce sont ces fluctuations, appelées l’anisotropie du rayonnement fossile, que Planck a pour mission d’analyser. Deux observatoires spatiaux de la NASA, COBE en 1989 et WMAP en 2001, ont déjà étudié ces variations, mais Planck apporte une meilleure résolution angulaire, une meilleure sensibilité et une plus grande gamme de fréquence.

Le rayonnement fossile par Planck

Les infimes fluctuations de la température du rayonnement fossile observées par le satellite Planck de l’Agence Spatiale Européenne. Les zones bleues sont légèrement plus froides que la moyenne et indiquent des régions plus denses qui formeront plus tard les structures que nous observons aujourd’hui dans l’Univers : amas de galaxies, galaxies et étoiles. Crédit : ESA/Planck Collaboration

Les résultats qui viennent d’être publiés apportent donc des mesures plus précises de certains paramètres cosmologiques. L’âge de l’Univers est revu à la hausse de 80 millions d’années, il est maintenant estimé à 13.82 milliards d’années. Le taux d’expansion de l’Univers, mesuré par la constante de Hubble, est revu à la baisse, la valeur de la constante tombe à 67.15 kilomètres par seconde et par mégaparsec (le mégaparsec est égal à 3.26 millions d’années-lumière) au lieu de la valeur de 71 mesurée par WMAP. Le rapport entre les différentes formes de matière et d’énergie de l’Univers est également calculé plus précisément, avec dorénavant 4,9 pour cent de matière ordinaire, 26,8 pour cent de matière noire et 68,3 pour cent d’énergie noire (les anciennes estimations étaient respectivement de 4,5, 22,7 et 72,8).

Planck confirme également deux anomalies qui n’ont pas encore d’explication. D’abord, le rayonnement n’est pas parfaitement uniforme à grande échelle, c’est-à-dire qu’on observe une légère asymétrie de la température moyenne dans des directions opposées du ciel, une sorte de direction privilégiée de l’expansion que les modèles cosmologiques standards ne peuvent pas expliquer. Ensuite, Planck confirme l’existence d’un point froid, une zone assez grande de température légèrement plus faible que la moyenne qui ne peut pas être expliquée comme une simple fluctuation statistique. Ces deux anomalies avaient déjà été suggérées par la mission WMAP, mais on les attribuait à des variations statistiques plutôt qu’à un phénomène réel. Leur existence et leur nature cosmologique sont maintenant bien établies et restent donc à expliquer.

Un chien géant à l’origine de la Voie Lactée

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Les origines de la Voie Lactée remontent à une époque lointaine où le ciel était presque vide et noir avec quelques étoiles éparpillées par-ci par-là.

A cette époque, en pays Cherokee, le maïs constituait l’alimentation de base. On pouvait le moudre en farine à l’aide d’outils en bois puis le conserver dans de grands paniers.

Dans un village Cherokee, justement, un vieux couple passait ses journées à moudre du maïs en farine. Un beau matin, en allant inspecter leur panier, le vieil homme et sa femme s’aperçurent que quelqu’un avait volé du maïs pendant la nuit. Ils furent très surpris, car personne dans le village n’aurait commis un tel acte. De la farine de maïs était répandue tout autour du panier et le couple y remarqua des traces de pas : des traces énormes, qui semblaient provenir d’un animal de taille colossale. Stupéfaits, ils ne parlèrent pas de leur découverte aux autres villageois.

ALMA et la Voie Lactée

Quatre antennes de l’observatoire ALMA de l’ESO au Chili, avec la Voie Lactée à gauche et la Lune à droite. La technologie a fait des bonds spectaculaires, mais personne n’a encore réussi à retrouver le fameux toutou. Crédit : ESO/José Francisco Salgado

Le matin suivant, une quantité appréciable de maïs avait de nouveau disparu. Le vieux couple décida alors de rassembler le conseil du village pour discuter de la marche à suivre. Comme il devait s’agir d’un animal d’un autre monde, la prudence était de mise. Après maintes délibérations, le conseil décida que la nuit suivante tous les villageois se cacheraient autour de la maison du vieux couple pour essayer de se débarrasser du chien sans lui faire de mal.

Au milieu de la nuit, alors que la Lune atteignait son zénith, un son étrange se fit entendre et un chien géant apparut dans le ciel. Il était gigantesque et son poil apparaissait argenté dans la lumière de la Lune. Le chien atterrit près de la maison du vieux couple, y entra, s’approcha du panier de maïs et commença à manger. Malgré leur terreur, tous les villageois se précipitèrent hors de leur cachette et commencèrent à crier et à faire le plus de bruit possible, avec tambours et crécelles.

Effrayé par les villageois, épouvanté par leur vacarme, le chien géant paniqua, se mit à tourner en rond, puis s’enfuit vers une colline et s’élança vers le firmament, d’un bond gigantesque. La farine de maïs s’échappa de sa gueule et laissa une longue trainée blanche dans le ciel, « le lieu où courut le chien » en langue Cherokee. La Voie Lactée était née !

Une traduction un peu libre des deux versions du mythe trouvées sur ce site : First People.

Les arcs de choc de Bételgeuse révélés par Herschel

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Le télescope spatial infrarouge Herschel de l’Agence Spatiale Européenne vient de révéler une belle image des éjections de gaz de l’étoile Bételgeuse et de leur interaction avec le milieu interstellaire.

Rappelons que Bételgeuse est une supergéante rouge, environ mille fois plus grande en diamètre que le Soleil et 100.000 fois plus lumineuse. C’est la huitième étoile la plus brillante de la voûte céleste et on peut facilement la reconnaitre comme l’épaule gauche du chasseur Orion dans la constellation du même nom.

Comme toute supergéante qui se respecte, Bételgeuse va finir sa vie dans une explosion de supernova qui ensemencera le milieu interstellaire en éléments lourds. On ne peut pas prédire avec certitude la date de cet évènement, mais il devrait se produire dans le prochain million d’années, un temps minuscule en termes astronomiques.

Bételgeuse

La supergéante rouge Bételgeuse observée par le télescope spatial infrarouge Herschel de l’ESA. Au centre, on aperçoit les coquilles de matière éjectée récemment par l’étoile. Plus à gauche, on distingue les arcs de choc provoqués par les éjections les plus anciennes, puis une structure rectiligne que ces arcs vont heurter dans 5000 ans. Crédit : ESA/Markus Bauer/Leen Decin/Göran Pilbratt

L’image prise par Herschel montre que Bételgeuse a déjà éjecté beaucoup de matière sous forme de vent stellaire. Le centre de l’image montre des coquilles concentriques encore proches de l’étoile. Elles sont clairement asymétriques, avec des concentrations plus fortes selon la direction et la distance à l’étoile, ce qui est dû à la convection dans les couches externes de l’étoile.

Plus loin, sur la gauche de l’image, les couches éjectées il y a plus longtemps entrent en collision avec le milieu interstellaire et créent des arcs de chocs qui sont très visibles dans la direction du mouvement de l’étoile (vers la gauche à 30 kilomètres par seconde).

Tout à gauche apparait une structure rectiligne qui ressemble à un mur de poussière interstellaire. L’analyse des observations montre que cette structure ne provient pas de Bételgeuse. Son origine n’est cependant pas encore claire, peut-être s’agit-il d‘un nuage interstellaire illuminé par la supergéante ou bien d’une structure créée sous l’effet du champ magnétique de notre Galaxie. Comme Bételgeuse se déplace vers ce mur, ses arcs de gaz les plus éloignés vont s’y heurter dans 5000 ans et l’étoile elle-même traversera la structure 12.500 ans plus tard.

Douze images astronomiques de 2012

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Le réseau ALMA dans le désert de l’Atacama

ALMA

Une vue magnifique du réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) sur le plateau de Chajnantor à 5000 mètres d’altitude dans le désert de l’Atacama au Chili. Dans sa configuration finale, en 2013, le réseau sera formé de 54 antennes de 12 mètres et de 12 antennes de 7 mètres. L’astronomie dans les domaines millimétrique et submillimétrique s’intéresse en particulier aux régions les plus froides, comme les nuages de gaz moléculaire et de poussières où naissent les étoiles et les planètes. Elle permet aussi d’étudier les étoiles et galaxies nées pendant les premiers milliards d’années, car leur émission en lumière visible, avant de nous atteindre, a été déplacée vers ces longueurs d’onde par l’expansion de l’Univers. Crédit : ESO/Babak Tafreshi

Le transit de Vénus observé par le satellite SDO

Transit de Vénus

Le dernier transit de Vénus de ce siècle s’est produit entre le 5 et le 6 juin 2012. Cette image montre le passage de Vénus devant le Soleil tel que l’a enregistré le satellite SDO (Solar Dynamics Observatory). L’observatoire spatial SDO a été lancé en 2010 par la NASA pour étudier le Soleil, mais il a aussi été mis à contribution pour cette occasion très spéciale. Les images ont été prises dans l’ultraviolet lointain, généralement utilisé pour étudier la couronne solaire. Pour les gens patients et optimistes, le prochain transit de Vénus se produira en 2117. Crédit : NASA/SDO/AIA

Un autoportrait du rover Curiosity sur Mars

Curiosity sur Mars

Un autoportrait du rover Curiosity sur Mars fin 2012. Il s’agit d’une mosaïque d’images prises par la caméra MAHLI placée à l’extrémité du bras robotique du rover. En ajustant précisément la position du bras pendant chaque prise, les ingénieurs l’ont intentionnellement laissé hors des images pour ne pas cacher le rover. A l’arrière plan, on aperçoit la base du Mont Sharp à droite et le bord nord du cratère Gale à gauche. Ce genre d’image permet aux ingénieurs de la NASA de surveiller l’état général du rover et en particulier l’accumulation de poussières martiennes sur ses différents éléments. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Une éclipse de Soleil observée par la sonde Cassini

Eclipse sur Saturne

Le 17 octobre 2012, la sonde Cassini passe derrière Saturne et nous envoie cette mosaïque exceptionnelle d’images d’une éclipse de Soleil à plus d’un milliard de kilomètres de la Terre. Cette position très rare de la sonde permet d’apercevoir des détails de l’atmosphère et des anneaux qui ne sont généralement pas observables. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SSI

Un portrait de Saturne et de Titan par Cassini

Saturne et Titan

Au printemps 2012, la sonde Cassini prend cette image de Titan devant Saturne et ses anneaux. Saturne orbite autour du Soleil en 29 ans. Elle tourne aussi sur elle-même, avec un axe de rotation incliné par rapport à la perpendiculaire de son orbite autour du Soleil. De là suit la présence de saisons, comme sur Terre, mais qui durent chacune plus de sept ans. Le dernier équinoxe (le moment où le Soleil traverse le plan de l’équateur et le printemps ou l’automne commence) date de 2009. Depuis, l’hémisphère sud se refroidit et commence à apparaitre plus bleue, alors que l’hémisphère nord se réchauffe et apparait de moins en moins bleue. Crédit : NASA/JPL-Caltech/SSI

Un « mini-Nil » détecté par Cassini sur Titan

Mini-Nil sur Titan

Cette image fantastique prise par le détecteur radar de la sonde Cassini montre une rivière de plus de 400 kilomètres de long sur Titan (le Nil fait plus de 6000 kilomètres). C’est la première fois qu’un système aussi étendu et complexe est observé sur un corps au-delà de la Terre. La température moyenne sur Titan est d’environ -180 degrés et ce sont donc des hydrocarbures, le méthane et l’éthane, qui donnent naissance à cette rivière. Celle-ci finit par se jeter dans une mer que l’on aperçoit à la droite de l’image. Crédit : NASA/JPL-Caltech/ASI

La nébuleuse sombre Barnard 59

Barnard 59

Une image de Barnard 59, un élément de la nébuleuse de la Pipe, prise par le télescope de 2,2 mètres de l’ESO/Société Max Planck à La Silla au Chili. Il s’agit d’une nébuleuse sombre, c’est-à-dire d’un nuage de poussière qui bloque la lumière des étoiles plus lointaines et apparait donc comme une empreinte noire sur un fond étoilé. Elle se trouve à environ 600 années-lumière de nous dans la partie de la constellation Ophiuchus qui enjambe la Voie Lactée. Crédit : ESO

La nébuleuse de la Carène observée par le VLT

La nébuleuse de la Carène

Une image sublime de la nébuleuse de la Carène prise par le VLT (Very Large Telescope) de l’ESO dans l’infrarouge. La nébuleuse se trouve à 7500 années-lumière de nous, dans la direction de la constellation de la Carène dans l’hémisphère sud. C’est une nébuleuse de gaz et de poussières où se forment de nouvelles étoiles, en particulier des étoiles massives bleues de type O et A. Elle contient la fameuse étoile hypergéante Eta Carinae qui est au moins cent fois plus massive que le Soleil. Les observations dans l’infrarouge permettent de pénétrer les nuages de poussières qui bloquent notre vision de certaines régions en lumière visible. Crédit : ESO/T. Preibisch

La nébuleuse Oméga photographiée par le VLT

La nébuleuse Oméga

La nébuleuse Oméga (M17) est un nuage de gaz et de poussières situé à 6500 années-lumière dans la constellation du Sagittaire. On la voit ici en glorieux détails grâce au VLT de l’ESO. Comme la nébuleuse de la Carène, elle produit de nouvelles étoiles, en particulier des étoiles massives brillantes et bleues qui ionisent et illuminent son gaz. Crédit : ESO

La galaxie d’Andromède dans l’ultraviolet

La galaxie d'Andromède

La galaxie d’Andromède (M31) observée dans l’ultraviolet par le satellite GALEX (Galaxy Evolution Explorer) de la NASA. La galaxie se trouve à 2,5 millions d’années-lumière de nous et possède un diamètre de 260.000 années-lumière. Les observations dans l’ultraviolet mettent en relief les corps les plus chauds, dans ce cas les étoiles les plus brillantes de la galaxie, donc les étoiles jeunes et massives et les régions qui les entourent. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Un bel arc gravitationnel observé par le télescope spatial Hubble

Un amas et un arc gravitationnel

Une belle image de l’amas de galaxies RCS2 032727-132623 entouré d’un arc gravitationnel prise par le télescope spatial Hubble. L’amas de galaxie se trouve à cinq milliards d’années-lumière de nous. L’arc gravitationnel provient de la lumière d’une galaxie qui se trouve derrière l’amas à dix milliards d’années-lumière de nous. Lorsque la lumière de cette galaxie passe près de l’amas, la gravité de ce dernier courbe les rayons lumineux dans notre direction et les concentre vers nous comme une lentille. Ce phénomène, rare car il nécessite un alignement parfait, nous permet d’étudier la galaxie lointaine d’une façon qui serait impossible par l’observation directe. Crédit : NASA/ESA/J. Rigby/K. Sharon/M. Gladders/E. Wuyts

Dix ans d’observation par Hubble pour obtenir le champ XDF

Le champ XDF

Cette image exceptionnelle, publiée en septembre 2012 et appelée XDF (eXtreme Deep Field), est le résultat de dix ans d’observation d’une même partie du ciel par le télescope spatial Hubble. Cette région se trouve dans la constellation du Fourneau, dans l’hémisphère sud, et a été choisie parce qu’elle ne contient pas d’étoile brillante qui aurait gêné l’observation du ciel profond. Le temps de pose combiné de toutes les observations est de deux millions de secondes, soit environ 23 jours. On observe environ 5500 galaxies sur l’image et les galaxies les plus lointaines apparaissent telles qu’elles étaient à peine 450 millions d’années après le Big Bang, une époque qui est encore mal connue, mais que l’on étudie de mieux en mieux. Crédit : NASA/ESA/G. Illingworth/D. Magee/ P. Oesch/ R. Bouwens/HUDF09 Team

L’expansion de l’Univers il y a onze milliards d’années

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Les scientifiques de l’expérience BOSS viennent d’annoncer la première mesure de la vitesse d’expansion de l’Univers à une époque où l’énergie noire n’avait pas encore d’influence majeure et l’expansion ralentissait sous l’effet de la gravité.

Le relevé BOSS

Le relevé cartographique BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey) est l’un des quatre projets du programme SDSS-III (Sloan Digital Sky Survey), dont les observations sont effectuées au télescope de 2.5 mètres de l’observatoire d’Apache Point au Nouveau Mexique. Son objectif est de mesurer la trace des oscillations acoustiques baryoniques de l’Univers primordial, par l’observation de galaxies lointaines et de quasars.

Les oscillations acoustiques baryoniques sont des sortes d’ondes sonores qui se propageaient lors des premières centaines de milliers d’années de l’Univers, lorsque celui-ci était encore un mélange de protons, de neutrons et de photons en interaction (voir le relevé BOSS pour plus de détails). Ces oscillations ont laissé une trace caractéristique dans la structure à grande échelle de l’Univers, que l’on peut étudier en faisant un relevé de la distribution des amas de galaxies.

L’analyse des quasars

En avril 2012, l’équipe du relevé BOSS avait présenté des résultats obtenus sur des galaxies lointaines, qui nous permettaient d’observer la trace des oscillations jusqu’à une époque il y a environ 5,5 milliards d’années (plus les galaxies étudiées sont lointaines, plus l’époque que nous observons est reculée). Mais la technique utilisée alors ne pouvait guère aller plus loin, car, à cette distance, la luminosité apparente des galaxies devient trop faible pour des mesures précises.

Le résultat annoncé cette semaine s’est donc appuyé sur une technique nouvelle pour observer la structure de l’Univers à des distances supérieures. Le télescope de l’observatoire d’Apache Point a observé le spectre de 48.000 quasars, un type de galaxies très lumineuses qui peut être observé à des distances beaucoup plus grandes et dont le spectre fournit une mine d’informations.

Avant d’atteindre la Terre, la lumière d’un quasar doit traverser tous les nuages d’hydrogène intergalactique qui se trouvent sur son chemin. Ces nuages absorbent une partie de la lumière du quasar et créent des raies d’absorption dans son spectre. Ces nuages se répartissent sur une gamme de distance entre la Terre et le quasar et sont donc affectés par des décalages vers le rouge différents. La longueur d’onde apparente de leurs raies d’absorption est par conséquent variable et le spectre des quasars contient ainsi un enchevêtrement de raies appelé une forêt Lyman-alpha.

L’Univers il y a 11 milliards d’années

L’analyse des raies d’absorption d’un quasar nous permet donc de déterminer la distribution de matière sur sa ligne de visée. En étudiant un grand nombre de quasars, on peut par conséquent construire une carte de la structure de l’Univers sur des distances très vastes.

L'expansion de l'Univers

La variation de la vitesse d’expansion de l’Univers en fonction du temps avec d’abord une phase de décélération puis une phase d’accélération qui se met en place il y a environ sept milliards d’années. Le point rouge indique le résultat qui vient d’être publié. Crédit : Zosia Rostomian, LBNL, Nic Ross, BOSS Lyman-alpha team, LBNL

En utilisant cette technique, les scientifiques de la collaboration BOSS ont pu mesurer l’échelle des oscillations acoustiques baryoniques il y a 11 milliards d’années et en déduire la vitesse d’expansion de l’Univers à cette époque : 224 kilomètres par seconde par mégaparsec, à comparer à la valeur actuelle de 72 kilomètres par seconde par mégaparsec (ce qui signifie qu’un bout d’espace d’un mégaparsec de long s’étend actuellement de 72 kilomètres à chaque seconde).

Le résultat n’est pas inattendu. Les modèles actuels montrent qu’à cette époque reculée la vitesse d’expansion ralentissait sous l’effet de l’attraction gravitationnelle entre les galaxies. Ce n’est qu’il y a environ sept milliards d’années que la mystérieuse énergie noire a pris le dessus sur cette attraction et cause depuis lors une accélération de l’expansion de l’Univers. Ce type d’étude va nous permettre de raffiner nos modèles et de mieux comprendre la transition entre les phases de décélération et d’accélération de l’Univers sous l’effet de l’énergie noire.

Le Grand Filtre : l’humanité est-elle seule ou condamnée ?

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Le Grand Filtre est un concept introduit par l’économiste américain Robin Hanson en 1996, qui s’inscrit dans une longue tradition de discussions sur la recherche d’intelligence extraterrestre et l’avenir de l’humanité.

Le constat de départ est simple : nous n’avons jamais observé le moindre indice de l’existence d’une civilisation extraterrestre. Aucune soucoupe volante ne survole en ce moment la Maison-Blanche, aucun ambassadeur au look reptilien ne siège à l’ONU et aucune rencontre du troisième type n’a jamais été prouvée scientifiquement.

De plus, les sondes spatiales que nous avons envoyées visiter le système solaire n’ont rien révélé d’artificiel. Nos télescopes n’ont jamais observé de phénomène astronomique qui ne pouvait pas être expliqué par des processus naturels. Les programmes de recherche de signaux extraterrestres, qui sont assez intensifs depuis vingt ans, n’ont toujours rien détecté.

Le paradoxe de Fermi

Cette absence pose une question fondamentale, appelée le paradoxe de Fermi, du nom du physicien italien Enrico Fermi qui la formula pour la première fois en 1950.

L’histoire biologique et sociologique de notre planète montre que l’expansion et la colonisation sont des processus implacables. La vie sur Terre s’est répandue partout, même dans les milieux les plus hostiles. Les civilisations se sont répandues dans tous les environnements et sur tous les continents dès que la technologie leur a ouvert la voie. Ce processus d’expansion devrait en toute probabilité s’appliquer également à la conquête de l’espace : une civilisation intelligente suffisamment avancée devrait finir par quitter sa planète pour explorer et coloniser les étoiles proches puis la Galaxie.

Évidemment, la technologie pour aller vers les étoiles n’est pas encore à notre portée, mais nous devons considérer ici le long terme, la technologie qui sera disponible dans cent ans, dix mille ans ou un million d’années. Après tout, en à peine une cinquantaine d’années, nous avons envoyé des hommes sur la Lune, des rovers sur Mars, un robot sur la surface de Titan et les sondes Voyager sont sur le point de quitter le système solaire. Après de telles prouesses, en à peine un demi-siècle, imaginez ce que nous pourrons faire dans un million d’années !

Mais ce qui nous concerne ici, ce sont les autres civilisations intelligentes. D’un point de vue astronomique, l’époque actuelle n’est pas spéciale, la vie aurait pu apparaître sur d’autres planètes des centaines de millions ou même quelques milliards d’années avant d’apparaître sur Terre (pas trop quand même, pour donner à l’Univers le temps d’établir un environnement physique et chimique favorable). Ces civilisations auraient donc eu le temps d’atteindre une technologie avancée dans un passé très lointain.

Or, il se trouve que le temps nécessaire pour conquérir la Galaxie n’est pas si considérable à l’échelle astronomique. Une sonde voyageant à un dixième de la vitesse de la lumière pourrait traverser la Galaxie en un million d’années. Une conquête progressive, avec exploration, installation et colonisation, serait plus lente, mais les modèles mathématiques montrent qu’elle serait possible en à peine quelques millions d’années.

On peut jouer avec les chiffres, mais l’essentiel est de voir qu’une civilisation née il y a quelques centaines de millions d’années devrait depuis longtemps être arrivée jusqu’à nous. L’absence de détection nous pose donc un problème non trivial.

Remarquons que différentes explications du paradoxe ont été proposées : la Galaxie pourrait par exemple avoir été conquise par des civilisations qui se cachent car elles ont décidé de ne pas interférer avec notre développement ou peut-être que le voyage interstellaire est tout simplement impossible pour des raisons que nous découvriront un jour. Toutes ces possibilités sont valides, mais admettons pour cette discussion l’hypothèse la plus simple donc la plus plausible : la Galaxie nous apparaît silencieuse car aucune civilisation n’a réussi à s’établir au-delà de son étoile originale.

Le Grand Filtre

Le passage de la matière inerte à une civilisation avancée capable de s’étendre dans la galaxie requiert une succession d’étapes dont les suivantes sont les principales :

  • la formation d’une planète à la distance adéquate d’une étoile moyenne
  • l’apparition d’une molécule capable de se reproduire, par exemple l’ARN
  • la formation des premières cellules (les procaryotes)
  • le développement des cellules complexes à structure interne (les eucaryotes)
  • l’apparition de la reproduction sexuée
  • la mise en place de systèmes multicellulaires
  • l’évolution de l’intelligence et de la pensée
  • le développement technologique (le stade actuel)
  • l’expansion vers les étoiles et la colonisation de la Galaxie.

L’absence de détection d’une civilisation extraterrestre indique qu’une ou plusieurs de ces étapes sont très improbables, c’est ce que Robin Hanson appelle le Grand Filtre : un obstacle insurmontable, ou pratiquement insurmontable, qui empêche le passage de la matière inerte à une civilisation galactique.

La question fondamentale qui se pose alors est la suivante : pour l’humanité, le Grand Filtre se trouve-t-il dans le passé ou le futur ? Est-ce que le Grand Filtre est une étape que la Terre a réussi à franchir ou est-il un obstacle qui nous empêchera de nous répandre dans la Galaxie ?

Le Grand Filtre dans le passé ?

Si le Grand Filtre est dans notre passé, l’une des étapes qui ont conduit à la situation actuelle est si improbable que la Terre est peut-être la seule planète de la Galaxie à avoir vu apparaître une civilisation intelligente.

La littérature astronomique donne en général un avis différent : si les conditions physiques et chimiques d’un environnement sont adéquates, on pourrait avoir l’impression que la vie va inévitablement apparaître, devenir graduellement plus complexe et conduire à l’intelligence.

Cet optimisme provient probablement de l’exemple de la Terre. Après sa formation, notre planète était hostile à la vie à cause d’un bombardement météoritique continu qui cessa il y a 3,8 milliards d’années. Une fois cette phase terminée, la vie s’est rapidement (en termes astronomiques) mis en place. L’analyse des roches les plus anciennes montre que la vie était déjà bien implantée il y a 3,5 milliards d’années. On a donc bien l’impression que la vie s’est établie sur Terre dès que l’opportunité s’est présentée.

Le problème dans cette analyse est qu’il est difficile de s’appuyer sur un échantillon unique dont nous sommes le fruit. En fait, si la vie ne s’était pas établie rapidement, nous ne serions pas là pour en parler. Toutes les étapes indiquées ci-dessus ont abouti à notre civilisation en un temps assez court de 3,8 milliards d’années. Chaque étape a donc dû se produire sur Terre assez rapidement et cette évolution pourrait bien être complètement atypique.

D’autres étapes du développement de la vie pourraient également être très improbables. Par exemple, le passage des procaryotes, les cellules les plus simples, aux eucaryotes, les cellules plus complexes contenant un noyau, a pris plus d’un milliard d’années. Cette étape apparaît donc plus improbable que l’apparition de la vie elle-même.

D’un autre côté, cette étape était peut-être nécessairement longue car l’environnement terrestre initial n’était pas prêt pour l’apparition des eucaryotes. L’atmosphère primordiale de la Terre ne contenait pas d’oxygène et il a fallu d’innombrables générations de cellules simples pour produire de l’oxygène par photosynthèse et transformer l’atmosphère.

Ces deux exemples montrent que nous sommes loin de comprendre les étapes qui ont conduit de la matière inerte à une civilisation intelligente. Aller plus loin et calculer leur probabilité pour identifier le Grand Filtre est donc hors de notre portée pour l’instant. Mais peut-être qu’aucune des étapes passées n’est très improbable ?

Le Grand Filtre dans le futur ?

Si le Grand Filtre ne se trouve pas dans les étapes qui conduisent à une civilisation technologique, peut-être qu’il faut le chercher dans la dernière étape : un obstacle majeur a empêché les autres civilisations intelligentes d’atteindre les étoiles et il est à craindre que ce même obstacle nous affecte également.

Cet obstacle n’est probablement pas politique. L’histoire biologique et sociologique de notre planète indique une propension de la vie et des civilisations à se répandre. Même si la plupart des civilisations avancées sont peu intéressées ou opposées à l’exploration et la colonisation, il en suffirait d’une pour remplir la Galaxie. L’obstacle n’est probablement ni financier, ni technologique non plus, car une civilisation se développant pendant des millions d’années devrait pouvoir surmonter ces difficultés.

Le Grand Filtre est donc probablement plutôt une catastrophe à l’échelle planétaire, un événement qui va non seulement empêcher l’expansion d’une civilisation, mais va en fait la détruire.

Il est assez facile d’imaginer des scénarios et la liste est longue : bouleversement écologique (réchauffement global, nouvel âge glaciaire), cataclysme astronomique (impact d’astéroïde, de comète, explosion de supernova proche, instabilité dans le Soleil) ou désastre technologique (guerre nucléaire globale, épidémie créée par l’ingénierie génétique, emballement d’une intelligence artificielle, conséquence imprévue des nanotechnologies).

De tous ces candidats, le Grand Filtre sera probablement une catastrophe de nature technologique. Les problèmes d’origine astronomique sont aléatoires et, même s’ils détruisent quelques civilisations, il y aura toujours des planètes qui auront statistiquement la chance d’y échapper. Le Grand Filtre devrait donc être un obstacle plus menaçant, inévitable, une technologie que toute civilisation avancée finira par inventer et qui se retournera contre elle.

Le passé ou le futur ?

Cette discussion nous laisse donc avec deux possibilités : soit l’une des étapes qui ont conduit de la matière inerte à l’intelligence est si peu probable que nous sommes la seule civilisation capable de nous répandre dans la Galaxie, soit l’obstacle est devant nous, un désastre technologique qui va nous empêcher d’atteindre les étoiles et qui détruira probablement l’humanité.

Il est évidemment impossible de départager les deux scénarios à l’heure actuelle. Nous ne sommes pas prêts de comprendre précisément tous les processus qui ont conduit à notre civilisation et il est impossible de prédire le futur.

Il y a néanmoins un développement scientifique, possible dans un temps relativement court, qui pourrait nous éclairer, malheureusement de manière plutôt sinistre. Si, demain, l’une de nos sondes découvrait une forme de vie dans le système solaire (et pas une simple contamination entre planètes), ceci indiquerait que l’apparition de la vie n’est pas très improbable et ne constitue donc pas le Grand Filtre.

Si cette forme de vie était constituée de cellules complexes, l’apparition des eucaryotes ne serait pas non plus le Grand Filtre. En fait, plus complexe cette forme de vie, plus grandes les chances de voir le Grand Filtre comme un obstacle insurmontable dans le futur de l’humanité. On en arriverait presque à espérer que Mars, Europe et Encelade sont stériles et l’ont toujours été !

En attendant, une discussion philosophique sur l’existence d’un Grand Filtre, bien que passionnante, ne remplace pas les observations scientifiques dans le monde réel. En fait, cette idée serait plutôt une raison pou accélérer nos programmes de recherche, qu’il s’agisse des sondes dans le système solaire, des programmes d’études des exoplanètes ou des tentatives de détection de signaux extraterrestres.

Pour en savoir plus, voir l’article de Robin Hanson, mis à jour en 1998, qui est très détaillé et contient de nombreuses références ainsi qu’un beau modèle mathématique (une traduction en français est disponible sur le blog de Dr Goulu). Un autre article plus abordable sur le même sujet a été écrit par Nick Bostrom de l’université d’Oxford en 2008.

Curiosity observe les traces d’un cours d’eau sur Mars

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La NASA a annoncé le jeudi 27 septembre que son rover Curiosity a trouvé ses premières preuves d’un écoulement passé d’eau liquide dans le cratère Gale sur Mars. D’autres sondes et robots ont déjà montré que l’eau avait existé sous forme liquide dans un passé lointain (voir l’eau sur Mars), mais c’est la première fois que nous observons des roches formées clairement à partir de graviers transportés par un cours d’eau.

Ce résultat provient de l’analyse de deux affleurements rocheux observés par Curiosity, Hottah et Link. Un affleurement est un endroit où les roches du sous-sol sont visibles car non recouvertes par le sol. Les affleurements que Curiosity a observés sont des conglomérats, c’est-à-dire des roches composées de graviers qui se sont liés ensemble grâce à un ciment naturel.

Hottah sur Mars

Une image de l’affleurement Hootah prise par Curiosity le 14 septembre. Hottah est le nom d’un lac dans les Territoires du Nord-Ouest au Canada. L’affleurement se présente brisé et à un angle assez élevé, probablement le résultat de l’impact d’une météorite dans les environs. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

L’élément essentiel dans l’annonce de la NASA est l’analyse de la forme et de la taille de ces graviers. Des formes angulaires sont visibles, mais aussi beaucoup de cailloux ronds, ce qui indique que les graviers ont été transportés avant de former des roches. La gamme de taille est très étendue, certains de ces graviers font plusieurs centimètres de diamètre, ils sont donc trop gros pour avoir pu être déplacés par le vent, ils ont donc été transportés par de l’eau sous forme liquide.

Link sur Mars

Une image de l’affleurement Link prise le 2 septembre. Link est également le nom d’un lac et d’une formation rocheuse dans les Territoires du Nord-Ouest. Les graviers visibles à gauche devaient à l’origine faire partie de l‘affleurement, mais l’érosion les a fait retomber sur le sol. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

D’après l’analyse de la NASA, le cours d’eau pouvait avoir une profondeur de quelques dizaines de centimètres et une vitesse d’écoulement d’environ un mètre par seconde. Ce cours d’eau trouvait son origine dans les bords du cratère Gale, pas dans le Mont Sharp qui se trouve au centre de ce dernier. Le rover Curiosity va donc poursuivre sa route vers le centre où les chances de trouver des traces d’un ancien environnement capable de produire la vie sont plus grandes.

Curiosity enfin prêt pour sa mission scientifique

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Après plus de cinq semaines de tests de ses instruments et de sa conduite, le rover Curiosity est finalement prêt à commencer son exploration scientifique de Mars. Sa première destination est un point appelé Glenelg où trois zones géologiques différentes se rencontrent, situé à 400 mètres du lieu d’atterrissage. Ceci est l’occasion de revenir sur quelques-unes des images de cette période de test. Pour plus d’information sur la mission, voir la page sur le lancement de la mission Mars Science Laboratory. Pour des images de l’atterrissage, voir cette page sur la première semaine de Curiosity sur Mars.

Traces de Curiosity

Les traces du premier de test de conduite du rover le 22 août 2012. Lors de ce test, le rover a avancé de 4 mètres et demi, a tourné de 120 degrés, puis a reculé de 2 mètres et demi. L’image a été prise par l’une des caméras de détection d’obstacles au sol à l’avant du rover (Hazcam, Hazard Avoidance Cameras). Crédit : NASA/JPL-Caltech

Vers le Mont Sharp

Le sol près de Curiosity et les premières couches géologiques du Mont Sharp, par la caméra de 100 millimètres de l’instrument MastCam le 23 août. Les distances à différents points de l’image sont indiquées et ont été calculées à partir de données de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter. Après 230 mètres, on observe une dépression, puis, à quelques kilomètres, le bord d’un cratère d’impact et ses grosses roches (au milieu de l’image). Plus loin apparaissent des dunes sombres, puis les premières couches rocheuses du Mont Sharp. La petite butte à 9,3 kilomètres du rover a une hauteur d’environ 100 mètres et une base d’environ 300 mètres. Les couleurs ont été modifiées pour montrer le paysage tel qu’il apparaîtrait sous des conditions de lumière terrestres. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Test laser de Curiosity

Deux images du sol martien prises avant et après un test du laser de l’instrument ChemCam (Chemistry Camera). Le champ a un diamètre d’environ 8 centimètres. L’instrument est composé d’un laser monté sur le mât qui pulvérise quelques millimètres carrés de sol ou de roche et d’un télescope qui capture la lumière émise et la renvoie à trois spectromètres placés dans le corps principal du rover. Cette méthode permet d’identifier à distance des cibles intéressantes et d’analyser des roches que le rover ne peut pas atteindre. Crédit : NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP/LPGN/CNRS

Les premiers déplacements de Curiosity

Les traces des premiers déplacements de Curiosity photographiées par la caméra HiRISE de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter. Les couleurs ont été manipulées pour mieux faire apparaître les détails de la surface. Les traces du rover sont bien visibles, car ses roues remuent la poussière du sol en se déplaçant et révèlent une couche plus sombre. Les traces qui apparaissent bleues autour du point de départ de Curiosity sont dues à la poussière déplacée par les rétro-fusées de la grue aéroportée lors de l’atterrissage. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona

Autoportrait de Curiosity

Un autoportrait pris le 7 septembre : on voit le sommet du mât de Curiosity avec en particulier l’instrument d’analyse à distance ChemCam et son ouverture ronde, ainsi que les deux caméras MastCam à ouverture rectangulaire placées dessous. L’image a été prise par la caméra MAHLI (Mars Hand Lens Imager) qui est située au bout du bras du rover et dont la mission sera de prendre des images rapprochées des roches et du sol martien. Pour cette photo, MAHLI était recouverte de sa protection anti-poussière, d’où la couleur de l’image. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

La caméra MAHLI de Curiosity

Une image du bras robotique de Curiosity prise par l’instrument MastCam le 12 septembre. On voit au centre la caméra d’analyse microscopique MAHLI , à droite la brosse DRT (Dust Removal Tool) qui permettra d’éliminer la poussière des roches à analyser, à gauche l’arrière de la foreuse PADS (Powder Acquisition Drill System). Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Le sol martien par la caméra MAHLI

La première image de la caméra MAHLI prise sans sa protection anti-poussière le 8 septembre. L’image représente une portion de sol martien de 86 centimètres de longueur, la pierre au bas de l’image fait environ 8 centimètres. On aperçoit plus de petits graviers donc moins de poussières autour de cette pierre que sur le reste de l’image, ce qui suggère que la pierre a une influence sur le vent autour d’elle. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Les roues de Curiosity

Deux images des roues gauches de Curiosity prises le 9 septembre, avec au fond les premières pentes du Mont Sharp. Les images ont été prises par la caméra MAHLI qui est capable de prendre aussi bien des images d’objets très proches (jusqu’à une distance minimale de 2 centimètres) que très lointains. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS