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La naissance des étoiles et des planètes : de nouveaux horizons

LLa naissance des étoiles et des planètes : de nouveaux horizons

Chaque année, 3 nouveaux soleils apparaissent dans la Voie Lactée. D’où viennent-ils ? Que deviendront-ils ? Pourquoi les étoiles naissantes sont-elles toujours associées aux grands nuages de gaz qui s’étirent le long des bras spiraux de notre galaxie ? Ces jeunes étoiles sont-elles déjà accompagnées d’un cortège planétaire, comme notre propre système solaire ? Et d’où provient le matériau originel ? Les systèmes exo-planétaires sont-ils susceptibles d’abriter la vie ? Qu’en est-il dans les autres galaxies ?

A toutes ces questions et d’autres, les plus grands télescopes du moment, au sol et dans l’espace, apportent des réponses de plus en plus précises qui seront abordées durant la présentation.

En associant les prises de vue d’étoiles jeunes à des modèles capables de simuler leurs propriétés, Jérôme Bouvier échafaude des scénarios de formation stellaire toujours plus élaborés. Le chercheur et son équipe de l’institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, sont parvenus à montrer que le champ magnétique des étoiles jeunes était 1000 fois plus important que celui agissant sur le soleil. Une caractéristique qui faciliterait la formation des premières planètes à partir du disque de poussière qui encercle ces astres naissants.

Intervenant : Jérôme Bouvier est chercheur en astrophysique, Directeur de recherche à l’IPAG. Il a reçu en 2011 la médaille d’argent du CNRS.

>> Possibilité de suivre la conférence en présentiel (salle Gayet) et en direct en ligne : cliquez ici

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Grands accélérateurs naturels et rayons cosmiques : une mine pour l’astrophysique

GGrands accélérateurs naturels et rayons cosmiques : une mine pour l’astrophysique

Composés à la fois de particules matérielles et de photons gamma, les rayons cosmiques (RC) bombardent la Terre en permanence. On les étudie directement dans l’espace et indirectement depuis le sol avec des outils bien spéciaux qui analysent les cascades de particules secondaires qu’ils produisent dans l’atmosphère.

Ils nous apportent de précieux éléments de connaissance sur l’Univers, dont nous verrons plusieurs exemples.

Le spectre d’énergie des RC est très différent de celui des étoiles, pour expliquer ce caractère dit « non thermique » il a fallu trouver des processus naturels capables d’accélérer des particules électrisées à des niveaux d’énergie inimaginables pour des machines faites par l’homme (Zevatron !), et d’autres qui génèrent les photons les plus violents de tout le spectre électromagnétique.

D’ailleurs, y-a-t-il une limite supérieure à l’énergie des RC ? Quelles sont leurs sources ? On commence a en avoir une idée, mais on attend beaucoup d’outils d’étude déjà en cours de construction, et d’autres encore seulement dans nos rêves.

Intervenant : François Sibille, ancien chercheur au CRAL

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La constante de Hubble

LLa constante de Hubble

Cosmologie observationnelle 

La mesure de la vitesse d’expansion de l’Univers a toujours été au cœur de la cosmologie moderne : depuis sa première mesure par Hubble et Lemaître il y a un siècle, jusqu’à la révélation de son accélération il y a 20 ans et la découverte de l’énergie noire qui compose 70% de notre Univers. Aujourd’hui encore, le taux actuel de cette expansion, nommée la constante de Hubble-Lemaître, est au cœur des débats qui agitent la communauté cosmologique : la mesure directe de cette constante est en effet incompatible avec les prédictions de notre modèle standard de la cosmologie.

Alors qu’en est-il, nouvelle physique fondamentale ou biais analytiques ? Problème de mesures ou de prédiction ? Nous allons ensemble explorer cela en regardant de près le fonctionnement des Supernovae de type « I-a » (supernova thermonucléaire) qui sont, depuis 30 ans, au cœur de cette science fondamentale

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Note : La constante de Hubble, H0, est la constante de proportionnalité existant aujourd’hui entre la distance et la vitesse de récession apparente des galaxies de l’Univers observable : plus une galaxie est éloignée de la Terre, plus elle s’en éloigne vite. Cette constante permet d’expliciter la loi de Hubble-Lemaître décrivant l’expansion de l’Univers, dans le cadre du modèle cosmologique du Big Bang, et de déterminer le taux d’expansion actuel de l’Univers.Ce nom a été donné en l’honneur de l’astronome américain Edwin Hubble qui a été le premier, en 1929, à mettre clairement en évidence la proportionnalité des distances et des vitesses. (source : Wikipedia)

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Intervenant : Mickael Rigault, chercheur à l’Institut des 2 infinis – IP2I – Lyon.

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Société astronomique de Lyon

Les amas de galaxies

LLes amas de galaxies

Les amas de galaxies sont des laboratoires d’astrophysique et des sondes puissantes pour la cosmologie.

Les amas de galaxies se sont formés par effondrement gravitationnel de la matière sur des sur-densités initiales présentes juste après le Big-Bang. Ils ont évolué par accrétion continue de matière et par des fusions avec des structures plus petites pour former les structures gravitationnellement liées les plus massives de l’Univers. Les amas de galaxies représentent les nœuds de ce que l’on appelle la toile cosmique. Leur contenu en matière est représentatif du contenu moyen observé dans l’Univers dans son ensemble. Ils constituent donc un laboratoire de premier choix pour étudier la nature de la matière noire et de l’énergie sombre.

Par ailleurs, le cœur des amas de galaxies est généralement occupé par une galaxie elliptique extrêmement brillante hébergeant en son centre un trou noir supermassif. Ce trou noir, entouré d’un disque d’accrétion, est responsable de jets de matière si puissants qu’ils ont un effet sur les propriétés globales de l’amas de galaxies tout entier (comme sa masse ou sa température moyenne).

Étudier les amas de galaxies nous permet ainsi de caractériser la physique de ces trous noirs supermassifs de manière indirecte. Au cours de cette conférence, nous parlerons des processus de formation des amas de galaxies depuis le Big-Bang jusqu’à aujourd’hui, de leur intérêt pour la cosmologie et l’astrophysique et du rôle majeur qu’ils occuperont dans les prochains relevés comme celui qu’effectuera le satellite Euclid de l’ESA.

Intervenant : Florian Ruppin, chercheur (post-doc) à l’Institut national de physique nucléaire et de physique des particules – IN2P3

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Des questions de taille de l’univers qui donnent le vertige !

DDes questions de taille de l’univers qui donnent le vertige !

De la taille d’un humain à celle du système solaire, il y a 13 ordres de grandeur. Il faudrait donc empiler 10 000 000 000 000 humains pour atteindre une telle distance. Pour passer de la taille du système solaire à la taille de l’univers observable, il faut encore gagner 13 ordres de grandeur.

Si on regarde les échelles de temps, on peut calculer le nombre de jours depuis le début de l’univers et on arrive encore une fois au même ordre de grandeur. Ces quantités déroutantes sont celles qui décrivent l’univers avec les unités de la vie quotidienne. S’il est difficile d’appréhender ce qu’elles représentent, il est impossible d’étudier de telles échelles simultanément. Il existe cependant un outil extrêmement puissant qui permet de combiner des phénomènes physiques qui s’étendent sur plusieurs ordres de grandeur en temps et en taille: les simulations numériques. Durant cette conférence, nous allons voir ce qu’elles sont et comment, en utilisant des super-calculateurs, elles nous permettent de tester notre compréhension de l’univers.

Intervenant : Maxime Rey, Doctorant au CRAL – Il  évoquera les échanges entre les galaxies et le milieu inter-galactique à l’aide de simulations numériques.

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Société astronomique de Lyon

 

Voir le ciel sous toutes ses couleurs : les spectrographes 3D

VVoir le ciel sous toutes ses couleurs : les spectrographes 3D

Depuis les montagnes ou l’espace, les télescopes géants capturent la lumière pour scruter des détails toujours plus fins et ténus. En analysant cette lumière, leurs instruments permettent aux astronomes d’étudier les propriétés physiques d’une multitude d’objets allant des planètes de notre système solaire jusqu’aux galaxies les plus lointaines.

Parmi eux, les spectrographes 3D peuvent être considérés comme des imageurs qui permettent de voir les objets du ciel dans toutes leurs couleurs simultanément : alors qu’un appareil photo décompose la lumière en rouge, vert et bleu, les spectrographes 3D distinguent plusieurs milliers de nuances. À l’occasion de cette conférence, nous suivrons la lumière à travers ces instruments pour comprendre leur fonctionnement, découvrir les technologies qu’ils renferment et les observations qu’ils rendent possibles.

Intervenant : Alexandre Jeanneau, Ingénieur de recherche en optique au Centre de Recherche Astrophysique de Lyon – CRAL

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De Curiosity à Perseverance : à la recherche du passé de Mars

DDe Curiosity à Perseverance : à la recherche du passé de Mars

Le rover Perseverance de la Nasa a atterri avec succès dans le cratère Jezero le 18 février 2021. Technologiquement parlant, il est le descendant direct de Curiosity, qui arpente de son côté le cratère Gale depuis 2012, mais leurs objectifs scientifiques sont bien distincts.

Dans cette conférence, nous évoquerons la participation française à ces deux missions et nous ferons le point sur les principaux résultats obtenus.

Intervenant : Erwin Dehoucq, Maître de conférences à l’Université Claude Bernard Lyon 1

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A la recherche du passé de Mars

La voie lactée vue par la mission spatiale Gaïa

LLa voie lactée vue par la mission spatiale Gaïa

La mission spatiale européenne Gaïa observe depuis 2014 deux milliards d’étoiles de la Voie lactée et mesure leurs positions, distances, mouvements et propriétés physiques avec une précision inégalée. Gaïa apporte ainsi une moisson inédite d’informations sur notre galaxie, permettant une étude détaillée de sa structure en trois dimensions, de sa cinématique, de son origine et de son évolution.

Carine Babusiaux présentera comment Gaïa nous fournit ces données et comment elles sont en train de révolutionner nos connaissances de la Voie lactée.

Intervenante : Carine Babusiaux, Chercheuse à l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble

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Société astronomique de Lyon – SAL

Les systèmes exoplanétaires

LLes systèmes exoplanétaires

Résultats de l’instrument SPHERE : des disques proto-planétaires aux planètes géantes jeunes

SPHERE est un instrument installé au Very Large Telescope depuis 2014, conçu pour l’imagerie à très haut contraste et à très haute résolution angulaire. En effectuant un très grand relevé de plus de 200 nuits d’observation, SPHERE étudie les systèmes exo-planétaires aux longueurs d’ondes infrarouge et visible.

Après une courte introduction sur la technique d’imagerie haut contraste pour décrire son intérêt dans l’étude des exoplanètes, et les solutions misent en œuvre, Antony Boccaletti présentera quelques cas particuliers de systèmes exoplanétaires observés par SPHERE, et les principales découvertes.
Outre les images de planètes géantes jeunes permettant de sonder l’atmosphère de ces objets, SPHERE a permis de découvrir de nombreuses structures, certaines énigmatiques, dans des disques proto-planétaires et des disques de débris. Ces structures de poussières pourraient être générées par la perturbation dynamique de planètes encore non découvertes. De fait, l’imagerie directe offre une possibilité unique pour comprendre la formation des systèmes planétaires et leur évolution.
Parmi les futurs projets envisagés, certains offrent la perspective de détecter directement des analogues au Système solaire, incluant l’étude des atmosphères des planètes de type Terre.

Intervenant : Antony Boccaletti, Directeur adjoint au LESIA, Observatoire de Paris

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Société Astronomique de Lyon

L’âge d’or de l’exploration spatiale des astéroïdes et ses succès

LL’âge d’or de l’exploration spatiale des astéroïdes et ses succès

Les astéroïdes sont les restes des briques qui ont formé nos planètes, et parce qu’ils ont gardé la mémoire de la composition initiale de la nébuleuse solaire dans laquelle les planètes se sont formées, ils sont parmi les meilleurs traceurs de l’histoire de notre Système Solaire. Certains d’entre eux représentent un risque naturel, qui est parmi les plus faibles, mais avec de grandes conséquences. Ce risque peut toutefois être prédit et évité avec des moyens raisonnables, qui vont être testés pour la première fois. Les astéroïdes représentent aussi des ressources intéressantes pour l’exploration lointaine de notre Système Solaire. 

De nombreuses raisons d’explorer ces cailloux spatiaux fascinants !

Nous vivons actuellement une période extraordinaire avec deux missions de récolte d’échantillons d’astéroïdes qui ont terminé leurs opérations, dignes des aventures d’Indiana Jones, avec succès : OSIRIS-REx de la NASA et Hayabusa2 de la JAXA. Cette dernière a même déjà rapporté ses échantillons sur Terre le 6 décembre 2020 et a offert de belles surprises !

Également, durant cette décennie, la mission Hera de l’ESA, avec la mission DART de la NASA, va effectuer le premier test de déviation d’astéroïde. Puis, ce seront au tour de deux missions de la NASA d’aller explorer l’astéroïde Psyche (mission Psyche) et des astéroïdes Troyens qui partagent la même orbite que Jupiter (mission Lucy). Enfin, la mission MMX de la JAXA effectuera une récolte d’échantillons de Phobos, l’une des deux lunes de Mars, et y déposera un rover franco-allemand (CNES) DLR. Ce rover testera l’aptitude à rouler sur un corps céleste de faible gravité et comprendre comment la surface de Phobos réagit.

Comme membre des missions OSIRIS-REx et Hayabusa2, responsable scientifique de la mission Hera, et co-responsable scientifique du rover de la mission MMX, je présenterai pourquoi nous étudions les astéroïdes, puis j’exposerai les surprises et découvertes majeures effectuées par les deux premières missions, ainsi que les opérations complexes qu’elles ont accomplies avec succès. Je présenterai ensuite les missions Hera et DART et comment elles vont nous permettre de valider une technique de déviation d’astéroïde. Enfin, si le temps le permet, je présenterai brièvement la mission MMX, le rover et ses défis techniques.

Lors de cette conférence, Patrick Michel présentera l’intérêt d’étudier les astéroïdes, les surprises et découvertes majeures effectuées par les deux premières missions, ainsi que les opérations complexes qu’elles ont accomplies avec succès. Il nous fera découvrir les missions Hera et DART, comment vont-elles permettre de valider une technique de déviation d’astéroïde, puis brièvement la mission MMX, le rover et ses défis techniques.

Intervenant : Patrick Michel, Directeur de Recherche au CNRS, Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange (UMR 7293), Nice.

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Société astronomique de Lyon – SAL