osuadmin

Vers la présence d’une source de méthane dans l’océan d’Encelade ?

2 février 2015 by osuadmin

Des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM, Aix-Marseille Université / CNRS) et de l’Institut Univers, Transport, Interfaces, Nanostructures, Atmosphère et environnement, Molécules (UTINAM, Université de Franche-Comté / CNRS) et, en collaboration avec des chercheurs du Southwest Research Institute (San Antonio, Etats-Unis), viennent de montrer que le méthane observé par la mission Cassini dans les geysers d’Encelade, un des principaux satellites de Saturne, pourrait provenir d’une source contemporaine localisée dans son océan caché. Ce résultat vient d’être publié dans la revue Geophysical Research Letters.

Les données de la mission NASA/ESA Cassini ont permis aux scientifiques de mieux comprendre les processus en œuvre à l’intérieur d’Encelade, une des lunes les plus intrigantes de Saturne. Pressenti comme étant un monde de glace à priori inactif, Encelade a créé la surprise en 2005 lorsque Cassini a montré, dans la région du pôle sud, la présence de geysers éjectant de la vapeur d’eau dans l’espace alimentant l’anneau E de Saturne en particules glacées. On pense désormais qu’Encelade abrite un océan d’eau liquide enfoui sous plusieurs dizaines de kilomètres de croûte de glace, et que les panaches proviennent de cet océan.

La sonde Cassini a effectué plusieurs survols à l’intérieur des panaches permettant, grâce à son spectromètre de masse, de déterminer la composition du mélange supposé provenir de l’océan. Des espèces volatiles telles que l’hydrogène, le dioxyde de carbone et le méthane, ont été détectées en plus de l’eau.

Une équipe de scientifiques Français et Américains a montré que dans les conditions de l’océan interne d’Encelade, des clathrates, une forme particulière de la glace d’eau contenant des gaz piégés dans des cages, pourraient se former et appauvrir l’océan en espèces volatiles.

Les résultats des simulations de l’équipe montrent qu’en particulier le méthane est très efficacement piégé dans les clathrates, et qu’il devient presque dix fois moins abondant dans l’océan que la valeur mesurée dans les geysers. Pour que Cassini puisse observer autant de méthane, celui-ci doit donc être ajouté dans l’océan par une source inconnue de manière encore plus rapide que sa séquestration ne le permet dans les clathrates.

Les implications sont particulièrement intéressantes étant donné que le méthane peut être produit par des réactions hydrothermales ou par des sources biogéniques. La possibilité d’une activité hydrothermale dans l’océan d’Encelade est notamment appuyée par la présence de nanoparticules de silicates dans les geysers détectées par Cassini. En outre, le fond de l’océan glacial de cette lune de Saturne pourrait aussi abriter des points chauds, avec des températures dépassant 100°C.

Une autre explication de la mesure de l’abondance du méthane par Cassini serait que les clathrates fassent partie du processus de formation des panaches : apportés par l’eau à des profondeurs plus faibles, ils ne peuvent plus exister en raison de la baisse de pression et se dissocient, libérant leur contenu et participant à la saturation de l’eau en gaz. De la même manière que le dioxyde de carbone fait sauter le bouchon d’une bouteille de Champagne, cette saturation en gaz ferait rejaillir l’eau en surface, qui continuerait son chemin vers l’espace jusqu’aux endroits où Cassini a réalisé ses prélèvements.

La mission Cassini, étendue jusqu’en 2017, continuera à effectuer des mesures de la composition des gaz présents dans les geysers d’Encelade. Ces mesures ultérieures permettront d’avoir une idée plus claire concernant les mécanismes de production de ces plumes et ainsi de mieux comprendre l’origine du méthane détecté.

Laboratoires impliqués :

LAM – Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Aix-Marseille Université / CNRS) UTINAM – Univers, Transport, Interfaces, Nanostructures, Atmosphère et environnement, Molécules (Université de Franche-Comté / CNRS) Southwest Research Institute, San Antonio, Texas, USA University of Texas at San Antonio, USA

Des miroirs pour observer les exoplanètes

9 juin 2022 by osuadmin

Un reportage vidéo du CNRS vient de paraître sur un savoir-faire qui fait la renommée internationale d’un laboratoire marseillais.

Réaliser des instruments d’observation de l’Univers fait appel à des compétences multidisciplinaires de haut niveau, notamment en optique pour élaborer des miroirs toujours plus performants. Dans ce domaine, le Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM) [1] développe depuis plus de 40 ans un savoir-faire unique dans la réalisation d’optiques asphériques d’extrême qualité de surface, qu’il est le seul à maitriser à ce niveau de précision au niveau mondial. Ce savoir-faire unique lui a valu d’être sollicité dernièrement par la NASA pour participer à la conception du télescope spatial Nancy-Grace-Roman, chargé d’étudier l’énergie noire, détecter des exoplanètes et cartographier le ciel dans l’infrarouge, qui devrait être lancé en mai 2027. Avec l’aide et le support du CNES, le LAM a ainsi pu livrer l’ensemble des miroirs à la NASA en juillet 2021 puis juin 2022.Reportage CNRS | Des miroirs infiniment polis

23.05.2022

C’est un savoir-faire qui a fait la renommée mondiale du Laboratoire d’astrophysique de Marseille : actuellement, on y polit, avec une infinie méticulosité, des petits miroirs de 6 cm. Huit d’entre eux, commandés par la Nasa, seront envoyés en 2027 dans l’espace à bord du Roman Space Telescope, la première mission spatiale conçue pour l’imagerie des exoplanètes. Leur polissage doit être parfait pour capter et renvoyer les lumières de faible intensité des exoplanètes.

Consulter : Le reportage photo de CNRS Images

Voir en ligne : Retrouvez ce communiqué sur le site de la DR12

Impact biogéochimique et écologique des îles du Pacifique

9 juin 2022 by osuadmin

Dans les eaux pauvres du Pacifique tropical, les îles sont des sources de nutriments pour les algues photosynthétiques microscopiques, ou phytoplancton, des eaux alentour. Il en résulte un enrichissement en phytoplancton – un « bloom » – proche des îles, qui supporte les niveaux trophiques supérieurs, y compris les poissons qui sont essentiels à la survie des habitants des îles. Cet effet fertilisant, dit « effet d’île », se traduit par une augmentation de la concentration en chlorophylle (un indicateur de la biomasse phytoplanctonique) ce qui permet de l’identifier par observations satellitaires de couleur de l’eau. Les chercheurs ont développé un algorithme qui identifie automatiquement la zone enrichie par les îles à partir d’une carte de concentration en chlorophylle et l’ont appliqué à une base de données de toutes les îles du Pacifique. L’algorithme détecte des enrichissements saisonniers pour 99 % des îles, représentant 3 % de la surface du Pacifique tropical alors que les îles n’en représentent que 0.4 %. Les chercheurs ont quantifié les augmentations locales et à l’échelle du bassin de la chlorophylle et de la production primaire en comparant les eaux enrichies par effet d’île avec les eaux voisines. Ils ont aussi découvert, pour la première fois, des impacts significatifs sur la structure de la communauté phytoplanctonique et sur sa biodiversité, visibles dans les anomalies du signal de couleur de l’eau. Ces résultats suggèrent qu’en plus de forts impacts biogéochimiques locaux, les îles peuvent avoir des impacts écologiques encore plus importants.


Effets d’île détectés à partir de données satellitaires de chlorophylle.: Les effets d’îles sont entourés en rouge, la couleur indiquant l’augmentation en chlorophylle à côté des îles (carte moyenne et agrandissements pour certains mois de l’année).

Crédit : MIO

Adoption de la mission d’exploration spatiale Comet Interceptor

13 juin 2022 by osuadmin

La mission spatiale Comet Interceptor vient d’être adoptée par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) pour être la prochaine mission d’exploration du système solaire. Développée en collaboration avec l’agence spatiale japonaise (JAXA), plusieurs agences spatiales nationales et centres de recherches en Europe, dont le CNES et le CNRS, Comet Interceptor sera la première mission spatiale à visiter une comète issue des confins du système solaire, voire hors du système solaire. Une particularité unique de cette mission spatiale sera de rester en attente dans le système solaire avant de fondre vers cette comète. Une telle comète ne pourra être découverte que dans quelques années et potentiellement après que Comet Interceptor quittera la Terre.

La mission d’exploration spatiale Comet Interceptor, proposée par la communauté scientifique européenne et pré-sélectionnée par l’ESA en 2019 pour étudier sa faisabilité, vient d’être adoptée le 8 juin 2022 par l’ESA. Elle sera implémentée dans les prochaines années pour être lancée en 2029.Comet Interceptor peut être considérée comme une descendante des missions cométaires pionnières de l’ESA Giotto et Rosetta. Elle est cependant différente, d’une part, parce qu’elle fournira les premières observations simultanées – en trois points différents – d’un objet situé en dehors de l’environnement terrestre, et, d’autre part, parce qu’elle ciblera une comète visitant le système solaire interne pour la première fois – provenant probablement du vaste nuage d’Oort entourant les extrémités du système solaire. Ce type de comète ne peut être observé que quelques années avant d’entrer dans le système solaire interne, si bien que l’une des singularités de la mission Comet Interceptor est que sa cible n’a pas encore été découverte, même si elle a déjà commencé son voyage vers nous.

Comet Interceptor sera composée de trois sondes spatiales. Le vaisseau composite attendra patiemment en un point du système solaire (le point de Lagrange L2) une comète cible appropriée, puis voyagera conjointement avant que les trois sondes spatiales qui la composent ne se séparent quelques semaines avant d’intercepter la comète. Ses trois engins spatiaux effectueront alors des observations simultanées autour de la comète. Chaque sonde spatiale sera équipée d’instruments scientifiques spécifiques qui fourniront des informations complémentaires sur le noyau de la comète et son environnement de gaz, de poussière et de plasma, pour comprendre la nature d’une comète primitive en interaction avec l’environnement du vent solaire en constante évolution. Ils créeront ainsi le premier profil 3D d’une comète venant du nuage d’Oort, contenant des matériaux ayant survécu depuis la formation du Soleil et des planètes.

: La mission spatiale comet interceptor attendra dans le système solaire avant de partir intercepter une comète issue des confins du système solair.

Crédit : ESA

Le CNRS et le CNES participent pleinement à la mission Comet Interceptor à travers des contributions à 4 instruments embarqués, dont deux sont directement sous responsabilité française. Le CNRS est aussi responsable de la coordination de la modélisation scientifique, crucial pour la sélection de la comète cible. Des astrophysiciens de 10 laboratoires français (LPC2E à Orléans ; IRAP et LAPLACE à Toulouse ; LAM à Marseille ; LAB à Bordeaux ; LGLTPE à Lyon ; Lagrange à Nice ; IMCCE, LESIA, LATMOS à Paris) sont aujourd’hui impliqués dans la mission. Les contributions françaises à Comet Interceptor illustrent le fort héritage scientifique et technique acquis par la communauté scientifique française avec la fructueuse précédente mission spatiale cométaire Rosetta.

Le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Aix Marseille Univ, CNRS, CNES) fournit le miroir primaire de la caméra CoCa. Cette caméra est développée par l’Université de Berne, en Suisse, et fournira des images couleurs du noyau et de son environnement proche pendant la phase d’approche et de survol. Ces images serviront à mieux comprendre l’origine de cette comète et ses processus d’évolution.

Une nouvelle vision de la formation de Jupiter

12 juillet 2022 by osuadmin

En 1995, la sonde atmosphérique Galileo de la NASA réalise la première mesure in situ de la composition de l’atmosphère de Jupiter. Elle révèle que l’atmosphère est enrichie en éléments volatils, tel que le carbone, l’azote, le phosphore ou les gaz nobles, mais que l’oxygène, présent sous forme d’eau, est moins abondant. De nombreuses théories sont développées pour expliquer ces observations, mais certains scientifiques remettent également en question les mesures.

Après 15 ans de préparation et 5 ans de trajet Terre-Jupiter, la sonde Juno de la NASA effectue une nouvelle mesure en 2020. Les données confirment les enrichissements mesurés par Galileo, mais elles indiquent aussi un enrichissement en oxygène. Il devient donc nécessaire de réviser les théories de la formation du système jovien.

Pour tenter d’expliquer la composition de l’atmosphère de Jupiter, une équipe de recherche, comprenant des chercheurs du laboratoire d’astrophysique de Marseille de l’INSU, propose une nouvelle théorie pour la formation de Jupiter, compatible avec les mesures de Juno. Leur modèle simule l’évolution de la nébuleuse protosolaire, disque de gaz et de poussières en orbite autour du Soleil avant la formation des planètes. Les planètes se créent à partir de la matière contenue dans ce disque, qui peut être sous forme solide ou gazeuse. Jusqu’à maintenant, l’enrichissement en volatils dans Jupiter était attribué à un bombardement de son enveloppe par une masse importante de roches et de glaces au cours de sa croissance. Les résultats de ce modèle montrent que l’enveloppe de Jupiter aurait pu se former directement en amassant du gaz enrichi en volatils, sans qu’un apport en matériaux solides soit requis au cours de sa croissance.

: Vue d’artiste de la sonde atmosphérique Galileo (au centre) entrant dans l’atmosphère de Jupiter le 13 juillet 1995. L’orbiteur (à gauche) est resté en orbite pour recevoir les données de la sonde et les envoyer vers la Terre.

Crédit : NASA

Superbe image du survol de Rosetta : l’ombre de la sonde sur la comète

3 mars 2015 by osuadmin

Quelques jours après le passage en “rase-motte” – 6 kilomètres tout de même – de Rosetta sur la comète Chury le 14 février 2015, les images prises par l’instrument OSIRIS, ont été reçues. Avec une résolution sans précédent de 11 centimètres par pixels, ces données de la NAC ¹ nous révèle des structures de surface cométaire vue depuis la sonde avec un niveau détail encore jamais atteint. Étant donné qu’au point le plus rapproché de ce survol, le Soleil, Rosetta et la comète étaient presque parfaitement alignés l’ombre, ou plus exactement la pénombre de la sonde est visible sur l’image.

L’alignement entre le soleil, la sonde et la comète offre des conditions d’observation tout à fait singulières qui permettent de mieux caractériser les propriétés de la surface. On note en particulier la présence d’une vaste zone circulaire centrée sur l’ombre de Rosetta légèrement plus brillante que le reste de la surface. Cela s’explique par le phénomène bien connu d’opposition, dû à la rétrodiffusion de la lumière qui est amplifiée par la présence de petites particules à la surface de la comète (ce phénomène est observé sur la lune et d’autres petits corps recouverts d’une couche de fines poussières appelée régolithe). L’étude de cet effet d’opposition permettra de caractériser les propriétés de la poussière cométaire.

**Vue rapprochée de la région d’Imhotep prise par la Narrow angle camera de instrument OSIRIS le 14 février 2015**
Prise de vue lors du survol à basse altitude (6 kilomètres) de Rosetta sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko. Les pixels correspondent à 11 centimètres sur la surface du noyau. On peut voir l’ombre de la sonde, qui se projette sur le bas de l’image.
*Crédit : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA*

L’ombre de Rosetta que l’on voit très bien en bas de l’image forme un rectangle de 20 mètres par 50. Ces dimensions correspondent à la pénombre créée par la sonde qui est éclairée par une source lumineuse étendue, en l’occurrence le Soleil.

**Région d’Imhotep**
Sur cette modélisation, le carré rouge montre la zone de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko photographiée par OSIRIS-NAC lors du survole. Il s’agit de la région d’Imhotep.
*Crédit : ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA*

1. La NAC, Narrow Angle Camera d’OSIRIS, est un instrument imageur à haute résolution spatiale conçu et développé par le Laboratoire d’astrophysique de Marseille (CNRS / Aix-Marseille Université) en partenariat avec la société ASTRIUM et plusieurs laboratoires européens. Le système d’imagerie OSIRIS a été réalisé par un consortium mené par le Max Planck Institute for Solar System Research (Allemagne) en collaboration avec le CISAS, l’Université de Padova (Italie), le Laboratoire d’astrophysique de Marseille, l’Instituto de Astrofísica de Andalucia (Espagne), le CSIC (Espagne), le Scientific Support Office of the European Space Agency (Pays-Bas), l’Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (Espagne), l’Universidad Politéchnica de Madrid (Espagne), le Department of Physics and Astronomy of Uppsala University (Suède), et l’Institute of Computer and Network Engineering of the TU Braunschweig (Allemagne). OSIRIS a reçu le soutien financier du DLR (Allemagne), le CNES, l’ASI (Italie), MEC (Espagne), le SNSB (Suède) et le Directoire technique de l’ESA.