La phosphine sur Vénus finalement liée à une activité volcanique ?

La présence de phosphine dans l’atmosphère de Vénus, si elle est confirmée, pourrait s’expliquer par un volcanisme encore actif.

Le 14 septembre 2020, une équipe de l’Université de Cardiff, au Pays de Galles, annonçait avoir détecté de la phosphine dans l’atmosphère de Vénus. La phosphine ou phosphure d’hydrogène (PH3) est un gaz incolore et inodore, fortement toxique, qui est produit par des micro-organismes sur Terre. Sa présence autour de Vénus était inattendue car elle n’est pas censée résister à l’atmosphère acide de la jumelle de la Terre. Aussi, les auteurs de l’étude ont évoqué la possibilité qu’elle puisse être produite par une forme de vie présente dans les nuages de Vénus. Une annonce très mal accueillie par le reste de la communauté scientifique qui y voyait là une volonté de faire le « buzz » plutôt qu’un travail rigoureux. Aujourd’hui, une nouvelle étude soutient que ce gaz pourrait être produit par des volcans explosifs.

« La phosphine ne nous parle pas de la biologie de Vénus », a déclaré dans un communiqué Jonathan Lunine, du département d’astronomie de l’Université de Cornell à New York. « Cela nous parle de sa géologie. La science pointe vers une planète qui a un volcanisme explosif actif aujourd’hui ou dans un passé très récent ». D’après ses travaux, publiés dans les PNAS, le volcanisme pourrait permettre de projeter dans la haute atmosphère vénusienne du phosphure, une forme de phosphore présente dans le manteau de la planète. Une fois dans l’atmosphère, ce phosphure réagirait avec l’acide sulfurique de l’atmosphère pour former de la phosphine.

Maat Mons Vénus
Image simulée de Maat Mons, un des plus grands volcans sur Vénus, réalisée à partir des données de la sonde Magellan (Source : NASA/JPL).
Lire la suite

Le mystère des aurores constantes sur Jupiter a enfin été résolu, après 40 ans de recherche

Outre son impressionnante taille, son atmosphère extrêmement hostile et son apparence fascinante, Jupiter est également la planète du Système solaire possédant les aurores polaires les plus puissantes et mystérieuses. Cependant, ces dernières sont invisibles à l’oeil nu, car elles sont émises dans des longueurs d’onde telles que les rayons X. De ce fait, elles n’ont été découvertes qu’il y a 40 ans et depuis lors, les scientifiques tentent de comprendre comment ces aurores produisent des salves périodiques de rayonnement X. Récemment, des chercheurs pensent enfin avoir trouvé la réponse.

Grâce aux observations simultanées de la sonde Juno et de l’observatoire spatial XMM-Newton, une équipe dirigée par le planétologue Zhonghua Yao de l’Académie chinoise des sciences en Chine a établi un lien entre les salves de rayons X et les vibrations des lignes de champ magnétique de la géante gazeuse.

Ces vibrations génèrent des ondes dans le plasma qui se propagent le long des lignes de champ magnétique, provoquant périodiquement une pluie d’ions lourds qui entrent en collision avec l’atmosphère de Jupiter, libérant de l’énergie sous forme de rayons X.

« Cela fait quatre décennies que nous voyons Jupiter produire des aurores de rayons X, mais nous ne savions pas comment cela se produisait. Nous savions seulement qu’elles étaient produites lorsque des ions s’écrasaient dans l’atmosphère de la planète », explique l’astrophysicien William Dunn de l’University College London au Royaume-Uni. « Nous savons maintenant que ces ions sont transportés par des ondes de plasma – une explication qui n’avait pas été proposée auparavant, même si un processus similaire produit les aurores terrestres. Il pourrait donc s’agir d’un phénomène universel, présent dans de nombreux environnements différents de l’espace ». Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Science Advances.

Aurores Jupiter
Images superposées du pôle de Jupiter. À gauche, une projection de l’aurore radio du nord de Jupiter est superposée à une image visible du pôle Nord. À droite, la contrepartie sud. (Source : NASA Chandra/Juno Wolk/Dunn)
Lire la suite

Le méthane détecté sur Encelade pourrait indiquer la présence d’une forme de vie

Découvert en 1789 par William Herschel, Encelade est un satellite naturel de Saturne recouvert de glace et abritant un océan d’eau liquide sous sa surface glacée. Les données recueillies en 2004 par la mission Cassini-Huygens ont montré qu’Encelade éjectait des panaches composés d’eau, d’ammoniac et de molécules organiques, dont des hydrocarbures. Ce contexte propice à la vie a fortement attiré l’attention des exobiologistes. Récemment, une équipe de chercheurs a montré que la quantité de méthane détectée dans les panaches d’Encelade ne pouvait être totalement expliquée par des processus géologiques connus. En outre, les auteurs ont montré que cette abondance était compatible avec une origine microbienne, bien qu’elle puisse également être expliquée par des processus abiotiques inconnus.

Lorsque la sonde Cassini-Huygens a plongé à travers les panaches jaillissant depuis l’intérieur de la lune de Saturne Encelade, elle a fait une détection inattendue : une collection de composés qui sont également associés aux cheminées hydrothermales dans le fond océanique de la Terre. En particulier, la quantité de méthane dans les panaches a attiré l’attention des astrobiologistes ; elle semblait particulièrement élevée. Même ainsi, il restait possible que des processus géochimiques connus (c’est-à-dire non biologiques) puissent être responsables de ces résultats.

Mais aujourd’hui, ce n’est plus le cas. Les chercheurs ont déterminé dans la revue Nature Astronomy, qu’aucun processus abiotique connu ne peut produire la quantité de méthane observée sur Encelade. Cela signifie qu’il pourrait s’agir d’un processus inconnu — ou d’origine biologique. « Nous voulions savoir : des microbes semblables à ceux de la Terre qui ‘mangent’ le dihydrogène et produisent du méthane pourraient-ils expliquer la quantité étonnamment importante de méthane détectée par Cassini ? », explique le biologiste Regis Ferriere de l’Université de l’Arizona.

« La recherche de ces microbes, connus sous le nom de méthanogènes, sur le fond marin d’Encelade, nécessiterait des missions de plongée profonde extrêmement difficiles qui ne sont pas prévues avant plusieurs décennies ». Cependant, ce n’est pas parce que nous ne pouvons pas aller là-bas et faire des prélèvements que nous n’avons pas d’outils pour étudier ce phénomène. Les chercheurs se sont tournés vers la modélisation mathématique en utilisant des variables connues : des processus qui produisent du méthane ici sur Terre.

Méthane Encelade vie
Le méthane détecté sur Encelade pourrait indiquer la présence d’une forme de vie (Source : NASA/J. Kopper).
Lire la suite

Le Soleil a émis l’éruption la plus intense des 4 dernières années

Ce samedi 3 juillet, à 14h29 UTC, notre soleil a émis une puissante éruption de classe X, la première de son nouveau cycle. Il s’agissait de l’éruption la plus intense depuis septembre 2017 ; elle a d’ailleurs provoqué un black-out radio au-dessus de l’Atlantique. Pour les experts, ce 25e cycle solaire devient définitivement plus actif.

Les éruptions solaires sont classées en différentes catégories (A, B, C, M et X) selon l’intensité maximale de leur flux énergétique. Chaque catégorie correspond à une éruption solaire d’une intensité dix fois plus importante que la précédente ; la classe X correspond aux éruptions ayant une intensité de 10−4 W/m². La force d’une éruption au sein d’une classe est indiquée par un suffixe numérique. L’éruption la plus puissante jamais enregistrée a eu lieu en novembre 2003 : elle était de type X28 — soit 28 fois plus intense qu’une éruption de type X1.

L’éruption qui s’est produite ce week-end, estimée à X1,5, était donc relativement plus faible ; bien moindre également que l’éruption X8,2 de septembre 2017. Mais toutes les éruptions de classe X constituent des événements majeurs à surveiller, car ils peuvent entraîner des pannes radio et des tempêtes de rayonnement de longue durée dans la haute atmosphère.

L’impulsion de rayons X de ce 3 juillet a brièvement ionisé le sommet de l’atmosphère terrestre, provoquant une panne radio à ondes courtes au-dessus de l’océan Atlantique. « Cela a perturbé tous mes instruments. C’est une première depuis de nombreuses années », témoigne Rob Stammes, qui exploite un observatoire météorologique spatial à Lofoten, en Norvège. L’éruption a produit un sursaut radio, une perturbation ionosphérique, une poussée de courants électriques dans le sol et une déviation du champ magnétique local.

Eruption solaire classe X
La zone de l’éruption peut être vue sur la droite (Source : NASA/SDO).
Lire la suite

On sait pourquoi Mercure a un si gros cœur de fer

Mercure, la planète la plus proche du Soleil, a un gros cœur. Un cœur disproportionné par rapport à la taille de son manteau. Et riche en fer. Des chercheurs suggèrent aujourd’hui que le champ magnétique de notre étoile en serait responsable.

Mercure, c’est la planète la plus proche du Soleil. Elle n’a été approchée que par deux missions spatiales. Mariner 10 (NASA), qui l’a survolée à trois reprises en 1974 et 1975, et Messenger (NASA), qui s’est placée en orbite autour de Mercure en 2011. L’arrivée dans cette région du Système solaire de la mission Bepi Colombo (Agence spatiale européenne, ESA ; et Agence spatiale japonaise, Jaxa) est, quant à elle, prévue pour 2025.

Des missions peu nombreuses mais qui ont appris aux astronomes, entre autres, que la masse du noyau de fer de Mercure était disproportionnée par rapport à celle de son manteau. Le noyau de la planète la plus petite de notre Système solaire, en effet, représente trois quarts de sa masse. Et son rayon est mesuré à plus de 2.000 kilomètres. Alors que son manteau ne dépasse pas les 400 kilomètres. Des caractéristiques qui font de Mercure, la planète la plus dense de notre Système solaire.

Mercure coupe intérieure
Une vue en coupe de l’intérieur de Mercure (Source : Goddard Space Flight Center/NASA).
Lire la suite

La comète géante Bernardinelli-Bernstein fonce à travers le Système solaire

Détecté il y a presque sept ans mais identifié seulement récemment, un objet cométaire, peut-être de la taille d’une planète naine, fonce vers le Soleil. Sur une orbite particulièrement excentrique, cette comète géante baptisée aujourd’hui C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) provient du mythique nuage de Oort, aux confins du Système solaire.

C’est le buzz du moment, un objet cométaire qui n’est peut-être pas sans rappeler les Centaures dans le Système solaire fonce actuellement vers le Soleil et il se nomme 2014 UN271. Comme son nom l’indique il a en fait été découvert en 2014, mais la noosphère n’a pris conscience de cette découverte qu’en analysant des années plus tard les données collectées trahissant son existence. Les astronomes Pedro Bernardinelli et Gary Bernstein n’ont en effet débusqué que tout récemment 2014 UN271 dans les observations effectuées dans le cadre du Dark Energy Survey (DES), dont l’objectif principal est d’aider à faire la lumière sur la nature de l’énergie noire.

Le DES a tout de même déjà permis, au passage, de détecter plusieurs objets transneptuniens. Rappelons qu’un objet transneptunien, ou TNO, est un corps glacé qui réside habituellement dans notre Système solaire au-delà de l’orbite de Neptune. 2014 UN271 est un TNO et il s’approche actuellement du Soleil à une distance de 20,2 unités astronomiques (UA), soit 3 milliards de kilomètres. Ses paramètres orbitaux ont été déterminés et nous savons donc qu’il provient du nuage d’Oort, et qu’il est sur une orbite elliptique dont le périhélie se trouve à 10,9 UA du Soleil, juste à l’extérieur de l’orbite de Saturne. Il devrait l’atteindre en janvier 2031. Son aphélie précédent devait, lui, être situé à 40.000 UA, soit environ 0,6 année-lumière, dans le nuage d’Oort, mais après son passage au plus proche du Soleil dans 10 ans 2014 UN271 devrait ensuite partir en direction d’un autre aphélie situé à environ 0,9 année-lumière du Soleil et ne reviendra ensuite aux abords des planètes du Système solaire que dans 4,5 millions d’années, d’après les calculs des mécaniciens célestes.

Comète Bernardinelli-Bernstein
Une vue d’artiste de C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein). Cette illustration montre la lointaine comète Bernardinelli-Bernstein telle qu’elle pourrait apparaître dans le Système solaire externe. On estime que la comète Bernardinelli-Bernstein est environ 1000 fois plus massive qu’une comète typique, ce qui en fait sans doute la plus grande comète découverte à l’époque moderne. (Source : NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva).
Lire la suite

Une sonde spatiale observe une incroyable aurore nocturne sur Mars

La sonde Mars Hope des Émirats arabes unis, en orbite autour de la planète rouge depuis le mois de février, a capturé les images d’un événement très rare et spectaculaire : une aurore nocturne. La sonde est équipée d’un spectromètre ultraviolet, conçu pour étudier le processus d’échappement dans l’espace du dioxygène et du dihydrogène de l’atmosphère de Mars ; la sensibilité de l’instrument a permis de capturer par hasard une magnifique aurore discrète dans la nuit martienne.

Les aurores nocturnes de Mars sont particulièrement difficiles à détecter et cela fait plusieurs décennies que les scientifiques tentent d’étudier le phénomène en détail. Cinq mois à peine après son arrivée, Mars Hope réalise déjà une découverte majeure, qui ne fait même pas partie des objectifs scientifiques initiaux de la mission : des images publiées la semaine dernière montrent de grandes structures lumineuses dans le ciel sombre de la planète.

« [Ces aurores] ne sont pas faciles à saisir, et c’est pourquoi les voir tout de suite avec Emirates Mars Mission était assez excitant et inattendu », a déclaré Justin Deighan, planétologue au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l’Université du Colorado et responsable scientifique de la mission Hope. Cette découverte pourrait contribuer à mieux comprendre l’atmosphère martienne et la façon dont elle interagit avec l’activité solaire.

Sur Terre, les aurores polaires sont liées au champ magnétique de notre planète ; elles se produisent lorsque des particules chargées issues du vent solaire entrent en collision avec la magnétosphère. Ces particules de haute énergie sont captées et canalisées par les lignes du champ magnétique terrestre jusqu’aux pôles ; là, elles excitent et ionisent les atomes de la haute atmosphère qui, en revenant à un état plus stable, émettent un photon. Un « rideau » de diverses couleurs apparaît alors dans le ciel, de par les différents gaz présents dans notre atmosphère.

Aurore nocturne Mars
Vue d’artiste de l’aurore martienne (Source : Emirates Mars Mission).
Lire la suite

Aube cosmique : on pense savoir quand les premières étoiles ont commencé à briller

Dans le cadre du modèle cosmologique standard, on sait que les premières étoiles se sont formées quelques centaines de millions d’années après le Big Bang. Une nouvelle détermination de la date et de la durée de cette Aube cosmique vient d’être obtenue par les astrophysiciens grâce notamment à Hubble.

Il y a environ 2.500 ans, le philosophe grec Anaxagore, représentant de l’école ionienne qui comportait des penseurs et des savants aussi illustres que Thalès et Anaximandre, qui eut Périclès et Euripide pour élèves, déclarait « le but de la vie est l’investigation du Soleil, de la Lune et des cieux ». La majorité des astronomes et astrophysiciens sont encore sans doute d’accord avec lui et on peut se demander quelle aurait été sa réaction devant les succès de la science moderne et par exemple aujourd’hui avec un article publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, et que l’on peut trouver aussi en accès libre sur arXiv.

En combinant des observations obtenues avec le télescope spatial Hubble, le défunt Spitzer et au sol le réseau de radiotélescopes de l’Atacama Large Millimetre Array (Alma) et quelques autres instruments de la noosphère, une équipe internationale d’astronomes menée par le Français Nicolas Laporte du Cambridge’s Institute of Astronomy et le Britannique Richard Ellis (University College London) vient de préciser la période de l’histoire du cosmos observable marquant la fin des âges sombres.

Appelée parfois Renaissance cosmique et le plus souvent maintenant Aube cosmique (Cosmic Dawn, en anglais), il ne s’agit rien de moins que du début de l’allumage des premières étoiles dans les premières galaxies naissantes sous l’influence de l’effondrement gravitationnel de la matière noire dans le cadre du modèle cosmologique standard.

Aube cosmique
Une image extraite d’une simulation de la formation des premières étoiles et galaxies au moment de l’Aube cosmique (Source : Dr Haley Katz/Beecroft Fellow, Department of Physics, University of Oxford).
Lire la suite

Pour la première fois, des astrophysiciens ont cartographié les limites de l’héliosphère

Bien qu’elle soit étudiée depuis des décennies, la structure du système solaire, et notamment son interaction avec le milieu interstellaire, montre encore quelques zones de flou que les astrophysiciens s’efforcent de mieux comprendre. Récemment, et pour la première fois, une équipe de chercheurs a cartographié avec précision les limites de l’héliosphère. Cette carte permettra aux astrophysiciens d’étudier plus en détail les interactions entre le vent solaire et le vent interstellaire.

Pour la première fois, la limite de l’héliosphère a été cartographiée, permettant aux astrophysiciens de mieux comprendre comment les vents solaires et interstellaires interagissent. « Les modèles physiques ont théorisé cette frontière pendant des années. Mais c’est la première fois que nous sommes en mesure de la mesurer et d’en faire une carte en trois dimensions », explique Dan Reisenfeld, chercheur au Laboratoire national de Los Alamos.

L’héliosphère est une bulle créée par le vent solaire, un flux composé principalement de protons, d’électrons et de particules alpha qui s’étend du Soleil dans l’espace interstellaire et protège la Terre des rayonnements interstellaires nocifs. Reisenfeld et une équipe d’autres scientifiques ont utilisé les données du satellite de la NASA Interstellar Boundary Explorer (IBEX) en orbite autour de la Terre, qui détecte les particules provenant de l’héliogaine, la couche limite entre le Système solaire et l’espace interstellaire.

Limites héliosphère
Des astrophysiciens ont cartographié les limites de l’héliosphère (Source : NGSC).
Lire la suite

Les filaments cosmiques d’amas de galaxies seraient en rotation !

Depuis plus de 10 milliards d’années, les galaxies et les amas de galaxies se rassemblent pour former des sortes de filaments cosmiques interconnectés longs de centaines de millions d’années-lumière. Des observations soutiennent maintenant la thèse que ces filaments sont animés de mouvements de rotation qui les rendent torsadés. On ne sait pas encore très bien pourquoi mais certaines pistes sont prometteuses.

Les étoiles tournent, les galaxies spirales tournent, or il existe une loi de la physique qui s’appelle la conservation du moment cinétique. Des astres ne peuvent donc pas se mettre à tourner spontanément et il faut donc expliquer d’où provient leur rotation. Comme on peut associer des moments cinétiques à divers objets dont la somme doit se conserver, il est donc possible de faire intervenir des transferts entre ces différents moments cinétiques. Ainsi, le ralentissement de la rotation de la Terre du fait des forces de marée mutuelles avec la Lune conduit le moment cinétique orbital de notre satellite naturel à augmenter alors que le moment cinétique propre de notre Planète bleue diminue et que la Lune s’en éloigne donc.

Dans un nuage interstellaire moléculaire en cours d’effondrement, la matière devient turbulente et se fragmente en nuages plus petits en rotation dans différents sens alors que le nuage initial pouvait très bien ne pas être en rotation avec donc un moment cinétique total nul. Les cosmogonistes modernes cherchant à expliquer la naissance des galaxies et des grandes structures qui rassemblent ces galaxies en amas font également intervenir un effondrement gravitationnel.

Les grandes campagnes d’observations comme celle du Sloan Digital Sky survey (SDSS) nous ont permis de cartographier jusqu’à un certain point l’Univers observable en montrant que les amas de galaxies se rassemblaient au cours du temps dans des filaments enlaçant des sortes de bulles, des « vides cosmiques » beaucoup moins riches en galaxies et en gaz que ces filaments. L’échelle caractéristique de ces structures est de l’ordre de quelques centaines de millions d’années-lumière.

Premières structures début Univers
Formation des premières structures aux débuts de l’Univers. Cette simulation numérique montre la formation des grandes structures par l’effet de la gravité dans un cube d’univers de 150 millions d’années-lumière de côté. L’intensité lumineuse mesure la densité et la couleur, la température croissante du gaz (du bleu au rouge). Chaque point brillant est une galaxie en formation. Au croisement des filaments de matière, se développent les grands amas de galaxies (Source : CEA).
Lire la suite