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Un gel reconstructeur

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Un espoir pour réparer les tissus

Une équipe de chercheurs de l’Université Johns Hopkins School of Medecine à Baltimore (États-Unis) a développé un gel qui mime la micro-architecture et les propriétés ...

Mars a tremblé

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6 avril 2019. Le détecteur sismique SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure) de la sonde spatiale martienne InSight relève un signal sismique (sol 128, c'est-à-dire après 128 jours passés sur le sol martien) faible mais distinct. D’autres signaux ...

Une nouvelle espèce d’hominidé découverte aux

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Découverts sur l’île de Luzon, dans la grotte de Callao aux Philippines, des fossiles vieux de plus de 50 000 ans ont entraîné une véritable effervescence. Menées par l'University of the Philippines, l'Australian National University et le Muséum National ...

Une nouvelle définition du kilogramme

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La 26éme conférence générale des poids et mesures a conduit à redéfinir certaines unités. Depuis 1899, l’étalon du kilogramme, baptisé le « grand K », était conservé au Bureau international ...

Première image d'un trou noir

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Les moyens d'observation

C’est grâce à la collaboration de plus de 200 scientifiques, que la première image d’un trou noir a pu être publiée. Le « cliché » du trou noir de la galaxie ...

Transport de l’énergie électrique

La quasi-totalité de l’énergie électrique dans le monde est produite puis transportée vers les villes et les centres industriels sous forme de courant

Atmosphère de la Terre primitive

Auteur C Eeckhout.

L’atmosphère primitive et son évolution

Au Précambrien, l'atmosphère primitive de notre planète était dépourvue d’oxygène et riche en dioxyde de carbone (CO2) et en méthane, ainsi ...

En route vers le Soleil

Credits: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben 

Un voyage d'enfer

Baptisée en hommage à l'astrophysicien américain Eugene Parker, qui a posé les bases de la théorie du vent solaire, la mission Parker Solar devrait contribuer à percer les mystères qui entourent le Soleil et son atmosphère. La sonde va survoler Vénus, et se servir de son attraction gravitationnelle pour s'approcher graduellement du Soleil, et ce durant les sept prochaines années. D'ores et déjà, la sonde a battu e nnovembre 2018 le record de l'engin spatial le plus proche du Soleil. En effectuant 24 passes de plus en plus rapprochées de notre étoile, Parker Solar va traverser l'atmosphère solaire et se retrouver dans la couronne solaire. Pour supporter les radiations intenses et une température atteignant les 1400°C lors de sa traversée de l'atmosphère solaire, la sonde est équipée d'un bouclier en carbone composite d'une épaisseur de 11,43 cm.

La mission

La mission doit apporter des réponses à trois questions majeures, la première étant de déterminer les flux d'énergie qui confèrent à la couronne solaire une température trois cents fois supérieure à celle de la surface visible, la photosphère. La deuxième interrogation porte sur la détermination de la structure et de la dynamique des champs magnétiques à l'origine des particules du vent solaire. La dernière, enfin, consiste à expliquer les vitesses supersoniques des particules les plus énergétiques qui s'échappent de la couronne.
Les instruments à bord de la sonde Parker Solar sont conçus pour observer ces phénomènes, de manière inédite.

FIELDS est l'instrument dédié à la mesure des turbulences de l'héliosphère interne, qui devrait permettre de comprendre le réalignement des lignes des champs magnétiques. Il est composé d'antennes qui vont mesurer les flux de particules constamment émis par le soleil, tout en construisant des images tri-dimensionnelles du champ électrique.

WISPR, le seul instrument d'imagerie à bord de la sonde, permettra d'observer la structure étendue de la couronne et des vents solaires avant que la sonde ne passe au travers. Il est équipé de deux caméras pourvues de détecteurs et de lentilles résistants aux rayons et à la poussière cosmiques.

SWEAP réunit deux instruments complémentaires, chargés de compter les particules les plus abondantes dans les vents solaires (électrons, protons, ions hélium) et de mesurer leurs propriétés telles la vitesse, la densité et la température.

ISOIS combine également deux instruments pour mesurer les particules sur un large spectre énergétique. L'objectif est de comprendre le "cycle de vie" de ces particules : d'où sont-elles parties ? Comment ont-elles été accélérées et comment se déplacent-elles depuis le Soleil jusqu'à l'espace interplanétaire ?

  • EPI-Lo mesure le spectre des électrons et des ions et de l'identification du carbone, de l'oxygène, du magnésium, des isotopes d'hélium, etc. Ces mesures aideront à déterminer quels mécanismes sont responsables de l'accélération des particules.

  • Quant à EPI-Hi, il sert à détecter des particules de plus hautes énergies avec 100.000 particules/seconde au plus près du Soleil.

"La sonde Parker Solar nous fournit les mesures essentielles à la compréhension des phénomènes solaires qui nous intriguent depuis des décennies", explique Nour Raouafi, chercheur au Laboratoir de Physique Appliquée de l'Université Johns Hopkins, et scientifique du projet Parker Solar Probe. "Nous ne savons pas à quoi nous attendre si près du Soleil jusqu'à ce que l'on obtienne les données, et nous verrons probablement de nouveaux phénomènes. Parker est une mission d'exploration, la possibilité de faire de nouvelles découvertes est immense".

La France contribue également à cette mission grâce au SCM (Search Coil Magnetometer), un magnétomètre, développé par le LPC2E (Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace), qui est chargé de mesurer les fluctuations du champ magnétique autour du satellite.
Cependant, la participation française ne s'arrête pas là. François Gonzalez, chef de projet de la mission Parker Solar Probe au CNES revient sur la contribution des chercheurs français: "Lorsque l'on prépare une mission comme celle-ci, on se pose beaucoup de questions sur ce qu'on veut aller mesurer et comment on va le faire. Il y a d'autres laboratoires du CNRS comme le LESIA à Paris ou l'IRAP à Toulouse, qui ont contribué à la définition scientifique. Les chercheurs ont participé à des groupes pour définir les objectifs scientifiques de la mission et ils sont aujourd'hui à pied d’œuvre puisque le satellite commence à envoyer les premières mesures."

Il existe plusieurs satellites consacrés à la recherche solaire et héliosphérique. Ces observatoires spatiaux n'ont eu de cesse, pendant des années, voire des décennies, de scruter le Soleil. Ils restent pourtant limités par leur éloignement. La mission Parker Solar Probe permet d'effectuer les observations à la distance la plus réduite jamais atteinte. La sonde vient d'ailleurs de fournir sa première photo de la couronne solaire. Du fait de la brièveté des passages au plus près du Soleil et de la configuration de cette trajectoire en boucles de plus en plus rapprochées, les messages n'arriveront qu'au compte-gouttes !

Publié le 25/01/2019

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Première image d'un trou noir
Le 10 avril 2019, l'Event Horizon Telescope (EHT) dévoile au public la première image d’un trou noir

© Event Horizon Telescope Collaboration

Les moyens d'observation

C’est grâce à la collaboration de plus de 200 scientifiques, que la première image d’un trou noir a pu être publiée. Le « cliché » du trou noir de la galaxie Messier 87 (M87), située à 53 millions d’années lumières de la Terre, a été obtenu en utilisant l’Event Horizon Telescope (EHT), un regroupement de huit télescopes implantés dans le monde entier. L'EHT repose sur la technique d’interférométrie à très longue base, qui exploite la rotation de la Terre, avec des télescopes synchronisés par des horloges atomiques et formant un seul télescope virtuel de très grande dimension.
La résolution de l'EHT est telle que si ce télescope virtuel se trouvait à Paris, en le pointant sur New-York, on pourrait sans problème y lire un journal. Une fois combinées, les informations fournies par les télescopes de l’EHT ont été traitées par des superordinateurs du Max Planck Institute for Radio Astronomy et du MIT Haystack Observatory, situés respectivement en Allemagne et aux États-Unis. La production d'images à partir des données collectées s'appuie sur des algorithmes spécifiques. « L’image ainsi obtenue est en fausse couleur car les observations ont été faites dans le domaine radio du rayonnement électromagnétique », nous éclaire Jean-Pierre Luminet, astrophysicien et directeur de recherche au CNRS.

L'hypothèse du trou noir

L’image montre un anneau rouge orangé, correspondant au disque d’accrétion du trou noir. Ce disque est constitué de gaz et de poussières accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière aux abords du trou noir. Sur ce fond brillant se détache une région centrale, circulaire et obscure : c’est l’ombre du trou noir, qui résulte de la déviation des rayons lumineux. Le champ gravitationnel extrêmement fort créé par le trou noir courbe l’espace-temps et capture la lumière. «La partie la plus brillante est due à l’effet d’amplification produit par le trou noir. Cela engendre une dissymétrie, la partie la plus brillante étant la plus proche de l’observateur» nous explique Jean-Pierre Luminet, qui a été le premier, en 1979, à simuler numériquement un trou noir. Selon lui : « L’hypothèse de l’existence des trous noirs est la plus conforme à toutes les observations. L’image obtenue ressemble beaucoup aux simulations ». Par ailleurs, les données recueillies ont permis aux chercheurs de mesurer l’énorme masse du trou noir : 6,5 milliards de fois celle de notre Soleil. Elles confirment une nouvelle fois la théorie de la relativité d’Einstein. Cependant, « si cette théorie est validée à l’échelle de l’horizon des évènements, on ne sait pas si elle est valide au centre du trou noir », précise Jean-Pierre Luminet .

Des observations toujours plus poussées

Afin d’augmenter sa résolution et d’étendre le spectre d’observation, d’autres télescopes seront ajoutés à l’EHT dans les années à venir. Avec ces capacités augmentées, il sera possible d’observer un plus grand nombre d’objets. Un des objectifs est de mieux comprendre les jets de trou noir, caractérisés par l’accélération et la projection de matière a leurs pôles. Ce phénomène encore méconnu, sera étudié grâce à l’analyse des structures des champs magnétiques.

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Camille Paschal
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