Importantes découvertes en cosmologie

© NASA, ESA, Harald Ebeling (University of Hawaii at Manoa) & Jean-Paul Kneib (LAM)

Les importantes découvertes scientifiques s'accélèrent dans beaucoup de domaines, et les médias spécialisés font ce qu'ils peuvent pour en informer une majorité de gens, mais il faut bien réaliser que les sciences "n'accrochent" l'intérêt que d'une minorité d'humains sur cette planète, et que les médias généralistes ne leur accordent bien souvent qu'une place très limité dans leurs colonnes multimédias... les découvertes mentionnées ci-dessous en font parties et il est utile d'insister dessus car les conséquences futures de ces confirmations de l'existence d'univers parallèles vont obligatoirement modifier considérablement la structure même de la société humaine, sa psychologie et façon de se situer lui-même dans ces univers...

Les filaments cosmiques représentent la moitié de la masse de l'Univers

Une équipe internationale d'astronomes dirigée par Mathilde Jauzac, du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université), a réalisé la première étude en trois dimensions d'un filament cosmique de matière sombre. En utilisant des données du télescope spatial Hubble (1), elle a pu découvrir que ce filament, inclus dans la toile cosmique, nourrit l'un des amas de galaxies les plus massifs de l'Univers et s'étend sur plus de 60 millions d'années-lumière. En extrapolant la très grande masse mesurée de ce filament à l'ensemble de la "toile cosmique", cette étude permet d'estimer que ces structures devraient contenir plus de la moitié de la masse totale de notre Univers. Ce résultat est publié en ligne sur MNRAS.

La théorie du Big Bang prédit que les fluctuations de matière aux premiers instants de notre Univers sont responsables de la condensation de la majorité de la matière et que celle-ci se concentre en un enchevêtrement de filaments. Cette hypothèse a été validée par les simulations numériques: elles suggèrent que notre Univers est structuré en une "toile cosmique" de filaments à l'intersection desquels se situent des amas de galaxies très massifs. Ces filaments, très étendus et très diffus, sont principalement constitués de matière sombre (2).

Alors qu'un filament a été identifié pour la première fois en juillet 2012 (3), une équipe internationale, comprenant des chercheurs français du LAM et du Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/ENS Lyon/Université Lyon 1), vient à son tour d'analyser un autre filament cosmique, mais cette fois en trois dimensions: une prouesse d'autant plus remarquable que ces filaments sont extrêmement étendus et très diffus, ce qui les rend très difficiles à détecter. Cette innovation a permis de déterminer la densité volumique du filament et de le comparer aux simulations.

Pour cela, l'équipe a combiné des images haute-résolution de l'amas de galaxies MACSJ0717 et du champ voisin provenant du télescope spatial Hubble, avec des images provenant des télescopes au sol Subaru (NAO) et Canada-France-Hawaii (CFHT), puis avec des données spectroscopiques des galaxies de l'amas provenant des observatoires Keck et Gemini.

Cette technique a notamment permis à l'équipe de localiser des milliers de galaxies au sein du filament, et de mesurer le déplacement de la plupart d'entre elles. C'est en combinant les positions et les vitesses de toutes ces galaxies que les astronomes ont pu révéler la forme du filament en trois dimensions, ainsi que son orientation: il s'étend sur près de 60 millions d'années lumière de long derrière MACSJ0717, quasiment aligné avec notre ligne de visée. Il s'agit donc d'une structure exceptionnelle, même aux échelles astronomiques : si la masse mesurée peut-être considérée comme représentative des filaments proches d'amas géants, alors les filaments cosmiques devraient contenir plus de la moitié de la masse de notre Univers, bien plus que ne le prévoyaient les théoriciens.

Le futur télescope spatial, le NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (4), sera un outil puissant et essentiel pour détecter ces filaments cosmiques, grâce à sa très haute résolution.

Notes:

(1) Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre l'ESA et la NASA.

(2) La matière sombre, qui représente à peu près les trois quarts du contenu en matière de notre Univers, ne peut être observée directement car elle n'émet pas ni ne réfléchit la lumière. De plus elle peut passer au travers d'autres types de matière, sans friction (on dit qu'elle n'est pas collisionnelle). Cette matière interagit uniquement par gravité et sa présence peut être détectée par ses effets gravitationnels, par exemple ses effets sur la vitesse de rotation des galaxies, ou encore son effet sur la trajectoire des rayons lumineux, en accord avec la théorie de la Relativité Générale.

(3) Nature, J. Dietrich et al. "A filament of dark matter between two clusters of galaxies" le 4 Juillet 2012.

(4) Le télescope spatial James Webb (JWST) sera le successeur du télescope spatial Hubble, dont il est prévu qu'il prenne la relève en 2018. C'est une mission dirigée par la NASA à laquelle participe l'Europe, sous la responsabilité de l'Agence Spatiale Européenne(ESA), et le Canada, à travers l'Agence Spatiale Canadienne (CSA). Le télescope aura une surface collectrice 7 fois plus grande que le HST et sera consacré à l'observation de l'Univers dans le rayonnement infrarouge (de 1 à 27 microns de longueurs d'onde).

Références:

Mathilde Jauzac, Eric Jullo, Jean-Paul Kneib, Harald Ebeling, Alexie Leauthaud, Marceau Limousin, Richard Massey, Johan Richard. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, octobre 2012

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=10938

Antimatière et Mondes Parallèles – Les scientifiques ont prouvé l’existence de mondes parallèles

Une équipe de scientifiques de l’Université d’Oxford aurait prouvé que les mondes parallèles existent.

La théorie de ces mondes est apparue en 1950. Hugh Everett a proposé que chaque nouvel événement dans l’univers, peut-être, provoque sa séparation. Ainsi, le nombre d’univers alternatifs tend vers l’infini. La théorie a été reconnue comme un fantastique et oubliée. Cependant, l’Oxford University a conclu que Everett était sur la bonne voie.

Les calculs montrent que les structures arborescentes en formes des buissons, qui se forment au cours de la désagrégation de l’univers en versions parallèles de lui-même, expliquent les résultats de la nature probabiliste de la mécanique quantique. Les scientifiques affirment qu’il est inévitable que nous vivons dans l’un des nombreux mondes parallèles, mais non pas dans l’unique. Source

Yves Herbo : Cette annonce ci-dessus demande confirmation : pas de noms de scientifiques cités et pas de publications trouvées à Oxford University à priori... une fuite ? En attente d'une publication officielle donc...

Découverte d'une planète dans le système stellaire le plus proche de la Terre

Cette vue d'artiste montre la planète en orbite autour de l'étoile Alpha du Centaure B,
un membre du système d'étoiles triple le plus proche de la Terre.
Alpha du Centaure B est l'objet le plus brillant dans le ciel et l'autre objet éblouissant est Alpha du Centaure A.
Notre propre Soleil est visible en haut à droite.
Le faible signal de la planète a été détecté par le spectrographe HARPS
sur le télescope de 3.6 mètres de l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili.
Crédit: ESO/L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)

Des astronomes européens ont découvert une planète dont la masse est proche de celle de la Terre, en orbite autour d'une étoile dans le système Alpha du Centaure - le système le plus proche de la Terre. Il s'agit également de l'exoplanète la plus légère jamais découverte autour d'une étoile comparable au Soleil. La planète a été détectée avec l'instrument HARPS sur le télescope de 3,6 mètres à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili. Le résultat est publié dans la revue Nature du 17 octobre 2012.

Alpha Centauri est l'une des étoiles les plus brillantes dans le ciel austral, et est le système stellaire le plus proche de notre système solaire - à seulement 4,3 années-lumière. Il s'agit en fait d'une étoile triple - un système composé de deux étoiles très similaires au Soleil en orbite l'une autour de l'autre, désignées Alpha Cen A et B, et d'une composante rouge plus lointaine et plus faible connue sous le nom de Proxima Centauri. Depuis le 19e siècle, les astronomes supposent que des exoplanètes sont en orbite autour de ces corps, l'endroit le plus proche pouvant héberger la vie au-delà du système solaire, mais les recherches de précision croissante n'avaient rien révélé... jusqu'à présent.

"Nos observations se sont étendues sur plus de quatre ans avec l'instrument HARPS et ont révélé un signal faible, mais réel provenant d'une planète en orbite autour d'Alpha du Centaure B. Cette planète tourne autour de son étoile en 3,2 jours," explique Xavier Dumusque (Observatoire de Genève, Suisse et Centro de Astrofisica da Universidade do Porto, Portugal), premier auteur de l'article. "C'est une découverte extraordinaire et elle a poussé notre technique jusqu'à ses limites !"

Cette équipe européenne a détecté la planète en mesurant la faible variation du mouvement de l'étoile Alpha du Centaure B, créé par l'attraction gravitationnelle de la planète en orbite(2). L'effet est minuscule - il provoque un mouvement de l'étoile d'avant en arrière d'à peine 51 centimètres par seconde ((1,8km/heure), ce qui correspond environ à la vitesse d'un bébé marchant à quatre pattes. C'est la plus haute précision jamais atteinte en utilisant cette méthode.

Alpha du Centaure B est très comparable au Soleil, mais légèrement plus petite et moins brillante. La planète nouvellement découverte, avec une masse un peu plus importante que celle de la Terre (3), est en orbite à une distance d'environ six millions de kilomètres de l'étoile, plus proche donc que Mercure ne l'est du Soleil dans le système solaire. L'orbite de l'autre composante brillante de l'étoile double, Alpha du Centaure A, est des centaines de fois plus éloignées, mais devrait être un objet très brillant dans le ciel de la planète.

La première exoplanète autour d'une étoile comparable au Soleil a été découverte par la même équipe en 1995 et depuis il y a eu plus de 800 découvertes d'exoplanètes confirmées, mais la plupart sont beaucoup plus grosses que la Terre et beaucoup sont aussi grosses que Jupiter (4). Le défi auquel sont aujourd'hui confrontés les astronomes est de détecter et de caractériser une planète de masse comparable à celle de la Terre en orbite dans la zone habitable (5) autour d'une autre étoile. Les premiers pas ont maintenant été faits (6)

Yves Herbo : Il faut bien noter que cette notion de besoin d'eau liquide et de "vie" liée à une zone d'habilité est entièrement anthropomorphe et liée au genre humain, et la vie basée sur le carbone (celle que nous trouvons sur Terre). Une autre forme de vie, non basée sur les mêmes "briques" que notre environnement immédiat pourrait ne pas avoir besoin de cette "zone d'habilité"...

" Il s'agit de la première planète de masse comparable à celle de la Terre jamais détectée autour d'une étoile semblable au Soleil. Son orbite est très proche de son étoile et il doit y faire bien trop chaud pour que la vie telle que nous la connaissons s'y développe," ajoute Stéphane Udry (Observatoire de Genève), un des coauteurs de l'article, membre de l'équipe, " mais il se pourrait bien que ce soit simplement une planète dans un système en contenant plusieurs. Nos autres résultats avec HARPS, et les nouvelles découvertes avec Kepler montrent clairement que la majorité des planètes de faibles masses sont découvertes dans ce type de systèmes."

" Ce résultat représente une étape majeure vers la détection d'une jumelle de la Terre dans les alentours immédiats du Soleil. Nous vivons des moments très excitants ! " Conclut Xavier Dumusque. 

Notes:

(1) Les composants d'une étoile multiple sont nommés en ajoutant des lettres majuscules au nom de l'étoile. Alpha du Centaure A est le composant le plus lumineux, Alpha du Centaure B est la seconde étoile légèrement moins lumineuse et Alpha du Centaure C est l'étoile Proxima du Centaure beaucoup moins lumineuse. Proxima du Centaure est un peu plus proche de la Terre qu' A ou B et est par conséquent l'étoile officiellement la plus proche.

(2) HARPS mesure la vitesse radiale d'une étoile - sa vitesse de rapprochement ou d'éloignement de la Terre - avec une précision extraordinaire. Une planète en orbite autour d'une étoile entraîne des mouvements réguliers et périodiques de celle-ci qui s'approche et s'éloigne d'un observateur situé sur Terre. A cause de l'effet Doppler, ce changement de vitesse radiale induit un décalage du spectre de l'étoile vers des longueurs d'onde plus grandes (appelé redshift en anglais) lors de l'éloignement et un décalage vers le bleu (vers les courtes longueurs d'onde, appelé blueshift en anglais) lors du rapprochement. Ce changement infime dans la signature spectrale de l'étoile peut être mesuré avec un spectrographe de haute précision tel que HARPS et utilisé afin de déduire la présence d'une planète.

(3) En utilisant la méthode des vitesses radiales, les astronomes ne peuvent calculer qu'une estimation minimale pour la masse d'une planète, car la valeur exacte de la masse dépend aussi de l'inclinaison du plan orbital par rapport à la ligne de visée, qui reste inconnue. D'un point de vue statistique, cette masse minimale est cependant souvent proche de la masse réelle de la planète.

(4) La mission Kepler de la NASA a découvert 2300 candidats planètes en utilisant une méthode alternative - cherchant la légère diminution de la luminosité d'une étoile lorsque la planète passe devant (transit) et bloque une partie de la lumière. La majorité des candidats planètes détectée par la méthode des transits est très éloignée de la Terre. Mais, au contraire, les planètes découvertes par HARPS se situent autour d'étoiles proches du Soleil. - avec la dernière découverte qui est la plus proche à ce jour. Ce qui en fait de meilleures cibles pour de nombreuses autres observations complémentaires comme la caractérisation de l'atmosphère de la planète.

(5) La zone habitable est une région étroite entourant l'étoile dans laquelle l'eau peut être présente sous sa forme liquide si les conditions sont bonnes.

(6) ESPRESSO (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations), le spectrographe échelle pour des exoplanètes rocheuses et des observations spectroscopiques stables, doit être installé sur le VLT de l'ESO. Actuellement en phase d'étude de conception préliminaire, il est prévu qu'il commence à fonctionner en 2016. ESPRESSO atteindra une précision de vitesse radiale meilleure que 0,35 km/h. En comparaison, la Terre génère une vitesse radiale de 0,32 km/h sur le Soleil. Cette résolution devrait ainsi permettre à ESPRESSO de découvrir des planètes de masse proche de celle de la Terre dans la zone habitable des étoiles de faible masse. Le consortium ESPRESSO est piloté par des membres de l'équipe responsable de l'actuelle découverte.

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=10935

La matière : tout savoir 

Ce dossier a été réalisé par le Centre de Vulgarisation de la Connaissance, unité de service de l’Université Paris-Sud 11 bénéficiant du soutien du CNRS.

Auteurs : Sébastien Descotes-Genon, Nicolas Graner, Dominique Joly, Séverine Martrenchard, Roger Moret, Frédéric Restagno.

Relayé par Yves Herbo SFH 10-2012