jeudi, 24 juin 2021

Les toutes, toutes premières fois

Comment tout (ou presque) a commencé !

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La toute première exoplanète

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Posté par fabrice
 

6 octobre 1995

Terra Incognita !

 

Les planètes Kepler 20 évoluent plus proche de leur étoile que Mercure du Soleil

« Pour la première fois de l’histoire de l’humanité, on peut se dire : « ça y est, on est capable de détecter une Terre autour d’une étoile. C’est même la première fois que l’on passe la barrière du plus petit que la Terre ».  Ce constat enthousiaste est exprimé par François Fressin (1),  astronome français de 33 ans, expatrié aux Etats-Unis et co-auteur d’un article publié dans la revue scientifique  Nature le 20 décembre 2011.  Il annonce la découverte de 2 planètes extrasolaires, qui pour la première fois, sont de taille similaire à la Terre (87 % et 103 %)  : Kepler-20e et Kepler-20f.

Ces planètes évoluent à environ 1000 années-lumières de nous autour d’un soleil un peu moins massif et lumineux que le notre. Si ces « Terres » ressemblent par leur dimension à notre Terre, en revanche, elles sont loin d’être aussi hospitalières car beaucoup trop près de leur étoile comme le montre l’illustration ci-contre. La température à la surface serait de plusieurs centaines de degrés celsius !

La quête du Graal astronomique,  visant à découvrir une planète jumelle de la Terre ou abritant la vie, a connu un événement fondateur.

Première découverte d’une planète hors de notre système solaire

Tout a commencé il y a plus de 15 ans. En ce début d’automne 95, pour les adeptes d’une vie possible ailleurs dans l’univers et pour bons nombres de scientifiques, cela sent plutôt le printemps. Un printemps radieux qui apporte un rayon de soleil au firmament de nos esprits trop souvent « terre à terre ».

Pour la première fois de mémoire d’homme, nous disposons d’une preuve irréfutable de l’existence d’une planète en dehors de notre système solaire. Ce que les scientifiques nomment : une exoplanète. Cette toute première localisation d’une planète orbitant autour de l’étoile 51-Pégase[2] ouvre d’énormes perspectives. La vie ailleurs dans l’univers devient possible et peut-être même probable !

Raison gardée

Restons prudent. Sur cette première planète extrasolaire, on y implanterait pas un Club-med, ne fut-ce qu’arborant un seul trident. Avec sa constitution gazeuse et sa taille, elle ressemble davantage à Jupiter qu’à la Terre. Caresser l’idée d’y trouver une forme quelconque de vie est totalement illusoire.

12 ans plus tard une autre découverte relance le débat. Nous sommes en Avril 2007 et, cette fois le printemps n’est pas que dans les esprits. La toute première exoplanète offrant un véritable air de ressemblance avec la Terre est observée. Autrement dit potentiellement habitable d’où le qualificatif de « planète de type terrestre habitable ».

Cette planète se situe à 20,5 années-lumière. Elle évolue autour d’une étoile dite naine rouge Gliese 581 dans la constellation de la Balance. Les conditions pourraient être favorables à la vie : température comparable à celle de la Terre, entre 0°C et 40°C, une masse faible comparativement aux autres exoplanètes découvertes, 5 fois celle de la Terre et une gravité un peu plus de 2 fois celle que l’on subit.

Pour l’équipe de l’observatoire de La Silla au Chili à l’origine de cette observation d’une portée majeure, cela constitue « un grand pas dans la quête de la vie dans l’univers »[A]. Pas d’emballement toutefois, car les conditions sont assez différentes du système solaire, avec une étoile sensiblement moins lumineuse que notre Soleil. Conséquence, la « zone habitable » où se situe l’exoplanète oblige à une plus grande proximité avec l’étoile ce qui entraîne une période de révolution bien moindre que chez nous. Qu’à cela ne tienne, la quête va se poursuivre.

La Terre a une sœur presque jumelle !

A l’automne 2011, les choses deviennent sérieuses : la Nasa, grâce aux observations de la sonde américaine Kepler, confirme l’existence d’une planète habitable similaire à la Terre répondant aux critères d’apparition de la vie. Ce qui n’est pas le cas des autres palnètes Kepler 20e et 20f, évoquées en début d’article, qui bien que de taille comparable à celle de la Terre ne sont pas habitables.

Système de Kepler 22

 

Cette planète, située dans une zone habitable, est baptisée Kepler 22 B. Elle est située à 600 années-lumière de la Terre et fait une révolution autour de son étoile en 290 jours. D’une taille de 2,4 fois celle de la Terre, elle a pu garder son atmosphère contrairement à une planète comme Mars. Selon la Nasa, la température au sol pourrait avoisiner les 22° C, un vrai petit paradis ! Seul hic, c’est que nous ignorons si elle est constituée de roches, de gaz ou de liquide.

Avec cette découverte, le nombre de planète potentiellement habitable est porté à 3(3), mais les candidates sont bien plus nombreuses parmi un vivier de plus de 500 exoplanètes recensées officiellement en novembre 2011.

Métrodore, disciple d’Epicure avait finalement vu juste en affirmant : « Il est aussi absurde de concevoir un champ de blé avec une seule tige qu’un monde unique dans le vaste univers ».

 

Publié le 21 décembre 2011


1 – Cité dans le Blog « Passeur de Sciences » de Pierre Barthélémy, journaliste scientifique; article «Première découverte d’une autre Terre», du 20 décembre 2011 
2 -Cette découverte, que l’on doit aux Suisses Michel Mayor et Didier Queloz, a été menée par l’observatoire de Haute Provence. Bien avant, Le 10 novembre 1981, des astronomes repèrent dans le système Bêta Pictoris (à 66 années-lumière) des anomalies qu’ils vont attribuer, en termes d’hypothèses car sans véritable image, à un système planétaire en formation.   
3 –  les deux autres planètes sont HD 85512B et Gliese 581 d.

Sources :
[A] Annonce faite le 25 avril 2007 dans la revue Astronomy and Astrophysics, rapporté par Wikininews. 
Sommes nous seuls dans l’univers – Jean. Heidmann, Alfred Vidal-Madjar, Nicolas Prantzos, Hubert Reeves – Ed. Fayard


A visionner pour mieux comprendre :

 


A lire pour aller plus loin :

  • Les Nouveaux Mondes du cosmos : à la découverte des exoplanètes, de Michel Mayor, directeur de l’observatoire de Genève, découvreur de la première planète extrasolaire en 1995 (51 Pegasi b) et de bien d’autres depuis.

    La science des planètes extrasolaires est en plein essor. L’existence d’une possible vie extraterrestre explique sans doute cet engouement. La découverte des planètes extrasolaires est une occasion unique de s’interroger sur les diverses théories qui tentent d’expliquer la formation des systèmes solaires. De la longue et lente quête des planètes de notre système solaire, à la mise au point des subtiles techniques modernes d’observation des planètes d’autres systèmes stellaires et aux vertigineuses perspectives de formes de vie ailleurs dans l’univers, l’histoire est ici contée par l’un des acteurs majeurs de cette aventure scientifique exceptionnelle.

  • Les planètes : Les nôtres et les autres ; De la Terre aux Exoplanètes, de Thérèse Encrenaz, directrice de recherche au CNRS.

    Qu’est-ce qu’une planète? La réponse semble aller de soi ; pourtant, la définition des planètes n’a cessé d’évoluer au cours des siècles et leur nombre a fluctué au fil des découvertes successives. En 2006, la décision prise par l’Union Astronomique Internationale de retirer à Pluton le titre de « planète » a bien souligné les difficultés de leur définition. La découverte récente de plusieurs centaines d’ « exoplanètes » autour d’étoiles de notre galaxie proches du Soleil ouvre une dimension supplémentaire et spectaculaire à la recherche en astrophysique. Nous savons actuellement très peu de choses sur la nature physique des exoplanètes. En revanche, nos connaissances sur les planètes du système solaire se sont accumulées au cours des dernières décennies, notamment grâce à leur exploration spatiale. Cet ouvrage se propose d’abord de caractériser ces dernières, à la fois dans leur globalité et dans leur spécificité. Il utilise ensuite ces connaissances pour tenter d’imaginer la nature des exoplanètes à partir des quelques paramètres dont nous disposons. Avec en tête la question d’une éventuelle vie extraterrestre : celle-ci pourrait-elle exister ou avoir existé dans le système solaire ou au-delà ?
    Thérèse Encrenaz travaille au Laboratoire d’Etudes Spatiales et Instrumentales en Astrophysique (LESIA) à l’Observatoire de Paris. Elle est spécialiste de l’étude des atmosphères planétaires et a participé à de nombreuses missions spatiales.

Les tout premiers pas de la Voie lactée

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Posté par fabrice
 

 

- 12 milliards d’années

Qu’on est bien dans ce bras là…

 

 

Enfin, la voilà, la Voie Lactée, notre galaxie, notre mobile-home, notre « premier chez-soi »  en quelque sorte. Sans elle, pas de système solaire, pas de Terre, pas d’Humains…pas de blogueurs !

Un des objets les plus vieux de l’univers

La Voie lactée est née de parents inconnus, il y a environ 12 milliards d’années [certains situent sa naissance à 13 milliards 200 millions d'années, soit 500 millions d'années après le Big Bang]. Cela en fait l’un des objets célestes les plus vieux de l’Univers. Au moment de sa formation, notre Galaxie est très différente de celle d’aujourd’hui. Elle est beaucoup moins colorée car les étoiles qui, à l’époque, la composent manquent d’éléments lourds.  Il faudra attendre des milliards d’années pour que ces éléments lourds soient fabriqués par les étoiles. Outre le fait de donner « bonne mine » à notre Voie lactée, ces éléments lours seront déterminants pour que la Vie apparaisse.   

Mais revenons aux « géniteurs » de notre Voie lactée. On ne sait rien d’eux. Tout au plus, qu’on a probablement à faire à plusieurs protogalaxies qui ont fusionné. Ce mariage est l’occasion de faire la fête. Une fête comme l’univers sait les organiser : gerbes de feu, cotillons et explosion de joie. Autrement dit, étoiles qui s’embrasent, explosions de supernovae et expulsion de gaz et de plasmas, nutriments dont va se nourrir notre galaxie pour assurer sa croissance.

Une ambiance agitée

La Voie Lactée est enfantée dans cette ambiance festive et agitée. Aux alentours, d’autres agapes sont organisées par des ogres cosmiques. Les hôtes se nomment quasars. Ils viennent tout juste de rejoindre le bestiaire des corps célestes. Objets terrifiants qui cachent des trous noirs supermassifs à l’appétit féroce capable d’engloutir l’équivalent de 1000 soleils en une seule année.

Autant les trous noirs savent se rendre discret, autant les quasars n’hésitent pas à faire état de leur présence en illuminant tel un phare des dizaines d’années-lumière à la ronde. Leur éclat déroute les scientifiques car certains d’entre eux sont 1000 fois plus lumineux qu’une galaxie entière. A cette époque reculée, on pense que des millions de quasars primordiaux inondaient le ciel cosmique un peu à la manière des projecteurs DCA signalant les clubs lors des saturday nigths.

C’est donc dans cet univers très rock and roll que va se former notre galaxie, notre futur lieu d’habitation. Aujourd’hui, elle mesure près de 100 000 années-lumière de diamètre, soit mille millions de milliards de kilomètres.  Ce disque, renflé en son centre, contient entre 200 et 400 milliards d’étoiles, dont 8000 visibles à l’oeil nu [1].  Son cœur est chaud comme la braise, habité de monstres cosmiques et notamment d’innombrables trous noirs dont le plus massif, situé au centre de la Galaxie, correspond à plusieurs millions de fois notre Soleil.

Les bras de Shiva

 

Vue d'artiste de la Voie lactée et du positionnement du Soleil

 

Nous, terriens, sommes des banlieusards qui vivront, en temps voulu – la Terre apparaît il y a 4,5 milliards d’années-, en périphérie sur l’un des bras spiralés de la Voie Lacté, le plus excentré et le moins peuplé. Le bras d’Orion, situé entre les bras Sagittaire-Carène et de Persée. C’est en effet là,  que le système solaire choisira de poser ses valises,  à environ 26 000 années-lumière du centre de la Voie Lactée.

Mais tout cela appartient à un futur lointain. 7 milliards d’années séparent, en effet, les premiers pas de la Voie Lactée de ceux de notre système solaire. On imagine le chemin parcouru. Depuis, le Soleil et son cortège de planètes aura eu le loisir d’effectuer une vingtaine de tours complet autour de la Galaxie, c’est à dire une orbite en 225 millions d’années.

Quelle époque merveilleuse où l’histoire de nos origines se racontait autour d’une bonne flambée d’étoiles …

 


 D’où vient le nom de Voie lactée ?

La création de la Voie lactée par Rubens

L’origine de ce terme remonte à la mythologie Grecque (il existe d’autres mythologies sur ce sujet [2]). Zeus, qui est marié à Héra, a un enfant avec l’une de ses 12 maîtresses, Alcmène. Cet enfant s’appelle Héraclès, plus connu sous le nom d’Hercule qui provient de la mythologie romaine.

Comme chacun sait, Hercule est doté d’une force formidable, surhumaine. Mais, étant un fils illégitime né d’une mortelle, il n’est pas immortel. Zeus souhaite le rendre immortel. Pour cela, il conçoit un stratagème.

Un soir, il fait chercher Hercule et le met aux côtés de son épouse Héra endormie. Le nourrisson va instinctivement chercher les seins d’Héra pour les têter. Hercule boit ainsi le « lait de l’immortalité ». Héra ressentant une douleur à la poitrine se réveille. Elle réalise qu’elle donne, à son insue, son précieux lait à cet enfant illégitime. Elle souhaite mettre un terme à cette mascardade.  Hercule s’agrippe au sein rendant veines les 2 premières tentatives.

A la troisième tentative, Héra parvient à arracher Hercule de son sein. C’est alors qu’une giclée de lait se répand dans le firmament formant une trainée blanchâtre. La Voie Lactée est née !           


La Voie lactée ne manque pas d’appetit !

Une équipe américaine du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a découvert en 2007 que le halo de la galaxie, son enveloppe externe, est beaucoup plus grand que ce que les scientifiques supposaient jusqu’ici. Il s’étend sur 600 000 années-lumière. En outre ce halo présente en fait deux halos, un peu à la manière de courants marins ou de flux, mais en l’espèce constitués d’étoiles, chacun tournant en sens inverse par rapport au noyau galactique.  

Ceci est la marque, selon les scientifiques, d’une collision entre la Voie lactée et une autre galaxie, collision qui se serait produite il y a plusieurs milliards d’années et qui aurait permis à la Voie lactée d’absorber cette autre galaxie.  

Ce genre de collision ne semble pas rare et signerait les galaxies spirales dont la formation serait souvent issue de collisions successives. Ainsi, des simulations numériques réalisées par des chercheurs du CNRS associés à l’Académie des Sciences de Chine (*), semblent démontrer qu’une fusion de deux galaxies auraient eu lieu il y a 6 milliards d’années donnant naissance à la spirale d’Andromède, une des rares galaxies visibles à l’oeil nu et aux deux nuages de Magellan.

Andromède, située selon les estimations entre 2,4 et 2,9 millions d’années-lumière de la Voie lactée, se rapproche de nous à la vitesse de 300 km/s. Il est probable qu’une nouvelle collision se produise dans quelques milliards d’années.  

*Communiqué de presse du CNRS du 22 novembre 2012    


 La Voie Lactée regorgerait de planètes habitables !

Notre Galaxie compte des milliards de planètes rocheuses dont beaucoup pourraient être habitables. C’est du moins l’avis de l’Observatoire Européen Austral (ESO)  qui s’appuie sur des travaux récemment publiés par une équipe internationale (France, Suisse, Portugal, Belgique)[3].
Beaucoup de ces planètes orbitent autour de Naines rouges.

Gliese 581, une Naine rouge

Les Naines rouges sont des étoiles une centaine de fois moins lumineuse que notre Soleil. Peu lumineuses mais très nombreuses. Elles forment en effet 80 % du bataillon des étoiles de notre Galaxie. Mais surtout, 40 % des Naines Rouges disposeraient, selon ces travaux, d’une super-Terre orbitant au sein de ce que les scientifiques nomment la zone habitable, c’est-à-dire là où l’eau liquide peut être présente à la surface de la planète.

Comme on dénombre environ 160 milliards de Naines Rouges dans la Voie Lactée, le calcul est vite fait : les planètes rocheuses évoluant dans une zone habitable se compteraient par dizaines de milliards ! Attention, se trouver dans une zone habitable ne veux pas dire qu’elles sont toutes habitables et évidemment, encore moins habitées !

Cependant, les zones habitables des Naines Rouges qui, jusqu’alors n’avaient pas bonne presse comme candidates pour chaperonner la vie, et cela pour différentes raisons dont un bombardement cosmique intense, reviennent sérieusement sur le devant de la scène.

Dans notre proche banlieue, à moins de  30 années-lumière, une distance accessible à nos observations, une trentaine de planètes évolueraient ainsi autour de ces étoiles Naines Rouges. Il ne reste plus qu’à y détecter des signes de vie comme de l’oxygène en abondance dans l’atmosphère. Et le tour est joué.

Alors, des milliards de planètes habitables et peut-être même certaines hébergeant la vie dans notre propre Galaxie ?  On peut rêver ! 

  • Pour en savoir plus sur les naines rouges et leur zone habitable :

http://youtu.be/EnLFl6gpWz0


 

1 – L’essentiel de la matière interstellaire qui constitue la galaxie s’étend sur 70 000 années-lumières. C’est ce qu’on appelle le disque stellaire; celui-ci est entouré de gaz, prolongant ce disque, qui s’étend jusqu’à 100 000 années-lumières. 
2- Les modèles de la Voie lactée, de l’antiquité aux années trente, une émission  de « Ciel & Espace » avec Frédéric Chaberlot Docteur en Histoire et Philosophie des sciences
3 – Equipe internationale conduite par Michel Mayor (Université de Genève) le premier découvreur d’une exoplanète en 1995 dont les travaux se fonde sur une approche statistique publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics le 28 mars 2012.


A visionner pour mieux comprendre :

    • Pour tout savoir de la Voie lactée, « Au coeur de la Voie lactée », sujet diffusé sur ARTE (en 7 parties) :

http://youtu.be/wiX6ymMOWl4

    • Hubert Reeves nous parle de la Voie Lactée :

    • La Voie lactée comme vous ne l’avez jamais vue :


Et à lire pour aller plus loin :

  • Guide du ciel : Les secrets de la Voie lactéede Régine Quéva.Saviez-vous que la Lune est née d’une collision entre la Terre et une autre planète ? que la lumière d’une étoile met parfois plus de cinq mille ans pour parvenir jusqu’à nous ? Celle que vous contemplez a peut-être disparu depuis longtemps… Avez-vous entendu parler de ces horloges qui retardent après un voyage dans l’espace ? Entrez dans l’Univers. Découvrez comment naissent, vivent et meurent les astres, comment l’infiniment grand influence nos vies. Au fil des pages, partez à la découverte de plus de trente notions essentielles actualisées. Grâce à des illustrations et des définitions claires, mettez les étoiles à votre portée et décrochez la lune !