Communiqué de presse

Nouvelle image de Vesta avec SPHERE

3 juin 2018 by osuadmin

Entre Mars et Jupiter, la ceinture d’astéroïdes est pleine de corps rocheux et de débris. Malgré sa nature morcelée et fragmentée, la masse totale contenue dans la ceinture est considérable – environ quatre pour cent de celle de la Lune ! La majorité de cette masse est contenue dans deux corps distincts : Ceres, une planète naine constitue un tiers de la masse de la ceinture ; l’astéroïde Vesta en détient environ neuf pour cent. Vesta est photographiée ici.

Vesta a été récemment observée par l’instrument SPHERE/ZIMPOL sur le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO – l’image SPHERE est montrée à gauche après déconvolution avec l’algorithme MISTRAL (Fusco et al. 2003 ; Fetick et al. en preparation), avec une vue synthétique dérivée des données spatiales, montrée à droite pour comparaison. SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch instrument) est un puissant instrument pour la recherche et la photographie de planètes. ZIMPOL est l’un de ses sous-systèmes : une caméra spécialisée parfaitement adaptée à la prise d’images très détaillées de petits objets – comme Vesta.

L’image synthétique a été générée à l’aide d’un outil développé pour les missions spatiales appelé OASIS. Des facteurs tels que la réflectance de la surface de Vesta et les conditions géométriques des observations VLT / SPHERE ont été pris en compte par OASIS, qui a utilisé un modèle 3D de la forme de Vesta basé sur des images de la sonde spatiale Dawn de la NASA (qui a photographié Vesta pendant 14 mois entre 2011 et 2012).

L’image de SPHERE de Vesta est impressionnante étant donné la séparation entre la Terre et Vesta, et la petite taille de l’astéroïde – il est deux fois plus éloigné du Soleil que notre planète et a un diamètre moyen de seulement 525 kilomètres. Elle montre les principales caractéristiques de Vesta : le bassin d’impact géant au pôle sud de Vesta et la montagne en bas à droite. Il s’agit du sommet central du bassin de Rheasilvia, d’environ 22 kilomètres de haut, soit deux fois plus haut que la plus haute montagne de notre planète, Mauna Kea, qui s’élève à environ 10 kilomètres au-dessus bassin océanique du Pacifique et le gigantesque volcan martien Olympus Mons.

Visite de la ville de Marseille à Moscou

29 mai 2018 by osuadmin

Les 30 et 31 mai 2018, dans le cadre de la mission de la ville de Marseille à Moscou, deux représentants d’AMU se sont joints à la délégation conduite par M. Jean Roatta, adjoint au maire de Marseille délégué aux relations internationales et à la coopération euro-méditerranéenne. Cette mission organisée en réponse à l’invitation de M. Sergey Chermine, ministre de l’économie du gouvernement de la ville de Moscou avait pour objectif la promotion économique du territoire Marseille – Provence auprès des partenaires économiques moscovites. Cette 1ère visite officielle de la ville de Marseille à Moscou témoigne d’une coopération forte avec Aix-Marseille Université comme acteur du territoire lors des missions à l’étranger des délégations de la ville de Marseille.

La mission à Moscou a permis à AMU de renforcer les liens de coopération déjà existants avec l’Université d’Etat de Moscou – Lomonosov (MGU) comprenant la préparation conjointe de projets de recherche franco-russe en biologie marine et le développement des échanges académiques dans les thématiques de la biodiversité, l’écologie et l’environnement (OSU-PYTHEAS) valorisées par les initiatives passées de la ville de Marseille dans ce domaine (forum de l’eau en 2014). En matière d’innovation technologique, des contacts ont été pris avec la société Super Ox Europe travaillant sur la supra conductivité et l’efficacité énergétique, ainsi qu’avec le centre de données en biotechnologie et en biomédecine de la nouvelle technopôle « Skoltech ».

Première lumière pour SPIRou, le chasseur d’exoplanètes

25 mai 2018 by osuadmin

SPIRou, le nouveau spectropolarimètre et chasseur de planètes développé pour le télescope Canada-France-Hawaï (TCFH), vient de collecter avec succès sa première lumière d’étoile. Dix ans après sa conception et au terme de quatre mois intensifs d’installation au TCFH, cet instrument international porté par la France va bientôt pouvoir débuter ses missions scientifiques : la détection d’exoplanètes autour de naines rouges voisines du Système solaire et l’étude des étoiles et des planètes naissantes. La conception et la construction de SPIRou a impliqué de nombreux laboratoires français. Il a ensuite été intégré à l’Irap ¹ (CNRS/CNES/Université de Toulouse III – Paul Sabatier) avant d’être livré à Hawaii.

Après avoir démontré ses performances à l’Irap, l’instrument a été méthodiquement démonté et mis en caisses par des équipes du CNRS, avant d’être expédié puis ré-assemblé au TCFH, nécessitant un réglage des optiques du spectrographe à une précision micrométrique. Une décennie d’efforts qui s’est avérée payante le 24 avril 2018 lorsque SPIRou a enregistré pour la première fois la lumière d’une étoile collectée par le télescope, AD Leonis, située dans la constellation du Lion et distante d’environ 16 années-lumière de la Terre. La forte activité d’AD Leonis, ses éruptions extraordinairement énergétiques et les perturbations spectrales qui en découlent confèrent à cette étoile un intérêt évident pour ces premiers tests sur le ciel, lors desquels SPIRou a pu détecter et mesurer le champ magnétique présent à sa surface.

Au cours des quelques nuits consacrées à cette première validation sur le ciel, SPIRou a réalisé une impressionnante moisson de 440 spectres, démontrant au passage plusieurs de ses nouvelles capacités. SPIRou a notamment observé des étoiles beaucoup plus froides que le Soleil, baptisées naines rouges – une population stellaire qui inclut la plupart des étoiles proches du Système solaire, et que SPIRou scrutera avec attention lors de son grand programme d’observation à la découverte des systèmes planétaires voisins du nôtre. SPIRou a également observé plusieurs étoiles chaudes, dont le spectre infrarouge révèle essentiellement des raies telluriques induites par l’atmosphère terrestre. Identifier et filtrer ces raies telluriques des spectres collectés est une étape essentielle pour décoder la lumière des étoiles et déchiffrer les informations qu’elle contient, notamment sur la présence d’un système planétaire.

Pour détecter des systèmes planétaires, SPIRou met en œuvre une technique, la vélocimétrie, capable de révéler par effet Doppler les minuscules fluctuations de vitesse des étoiles qui témoignent de la présence de planètes en orbite. SPIRou doit jouer un rôle clé dans les futurs programmes de caractérisation des systèmes planétaires voisins du notre, en coordination avec d’autres instruments au sol ou dans l’espace comme les satellites Tess de la Nasa et Plato de l’ESA, le futur télescope spatial James Webb (Nasa/ESA), ou le grand télescope européen ELT.

Après le transport par le CNRS des dix tonnes de matériel de Toulouse à Hawaii, SPIRou a été installé et ré-assemblé au troisième étage du télescope par une équipe d’ingénieurs et de spécialistes français et canadiens, avec l’appui logistique et technique du TCFH. Une opération nécessitant la plus grande précision : refroidi à une température de 200°C au-dessous de zéro, le spectrographe de SPIRou est régulé thermiquement à une précision d’un millième de degré afin de pouvoir détecter les infimes signatures spectrales induites dans la lumière des étoiles par la présence de planètes. Après l’installation de son détecteur infrarouge de dernière génération (un H4RG TIS), SPIRou a été refroidi pour une nouvelle session intensive de tests en laboratoire et sur le ciel, en préparation de son grand programme d’exploration des naines rouges et des pouponnières stellaires qui débutera cet automne.

SPIRou a été conçu, financé et construit grâce à un consortium international d’instituts de recherche, de laboratoires et d’universités. En France, il implique le CNRS, l’université de Toulouse III – Paul Sabatier, l’université Grenoble Alpes, Aix-Marseille Université et la Région Ile-de-France pour son financement, ainsi que plusieurs laboratoires et observatoires des sciences de l’Univers qui en dépendent :

l’Irap (CNRS/CNES/Université de Toulouse III – Paul Sabatier),
l’Ipag (CNRS/Université Grenoble Alpes),
le LAM (CNRS/CNES/Aix-Marseille Université),
l’IAP (CNRS/Sorbonne Université)
l’Observatoire Midi-Pyrénées (CNRS/UPS/IRD/CNES/Météo-France)
l’Observatoire de Haute-Provence (CNRS/CNES/AMU),
l’Observatoire des sciences de l’Univers de Grenoble (CNRS/Université Grenoble Alpes/IRD/Météo France/Irstea)
l’institut Pythéas (CNRS/CNES/AMU), Le consortium implique également le Canada, la Suisse, le Brésil, Taiwan, le Portugal et bien sûr le TCFH.

Portion d’un spectre SPIRou de l’étoile AD Leonis, collecté lors des premières observations nocturnes de l’instrument. Crédit : équipe SPIRou

Vue d’ensemble du spectrographe SPIRou et de ses composants optiques, avant fermeture de son enceinte cryogénique. Crédit : S. Chastanet – CNRS/OMP

1. Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/CNES/Université de Toulouse III - Paul Sabatier), qui fait partie de l’Observatoire Midi-Pyrénées (OMP).

Le rôle primordial de Saturne dans la formation des lunes de Jupiter

3 mai 2018 by osuadmin

Jupiter possède quatre satellites massifs (Io, Europe, Ganymède et Callisto) qui sont supposés s’être formés dans un disque gazeux autour de Jupiter, de manière analogue aux planètes du système solaire autour du Soleil. A ce jour, la question de l’origine des satellites n’est toujours pas résolue. Une étude menée par des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM-CNRS, CNES, Aix-Marseille Université) montre que la formation de Saturne a permis d’implanter une quantité considérable de planétésimaux dans le disque entourant Jupiter, permettant ainsi la formation de quatre lunes massives. L’étude montre par ailleurs que certains planétésimaux dispersés par Saturne se sont également retrouvés implantés dans la ceinture principale d’astéroïdes, expliquant ainsi pourquoi beaucoup d’entre eux sont riches en glace.

Dans les derniers instants de sa formation, une planète géante telle que Jupiter est assez massive pour nettoyer son orbite et creuser un sillon dans le gaz de la nébuleuse protosolaire. Dans ce contexte, il est difficile d’expliquer la formation de lunes massives comme les satellites Galiléens car le disque entourant Jupiter se trouve privé des principales sources d’approvisionnement en matériaux solides qui sont nécessaires à la construction des lunes.

Dans une étude à paraître dans The Astronomical Journal, une équipe franco-américaine menée par des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM-CNRS, CNES, Aix-Marseille Université) montre que la formation de Saturne a joué un rôle crucial dans l’apport de corps solides dans le disque entourant Jupiter, permettant ainsi la formation des satellites Galiléens. A partir de simulations numériques, ces chercheurs ont montré que Saturne disperse les planétésimaux ¹ qui l’entourent, et que certains d’entre eux sont finalement capturés dans le disque entourant Jupiter. Les simulations révèlent également que des planétésimaux sont envoyés vers le système solaire interne, dans la région deformation des planètes telluriques et la ceinture d’astéroïdes. Ces objets ont donc pu jouer un rôle dans l’apport d’eau sur Terre et expliqueraient la présence de certains astéroïdes riches en eau dans la ceinture principale sans pour autant invoquer une migration importante de Jupiter.

Si le scénario proposé s’avère correct, les satellites Galiléens pourraient posséder des signatures isotopiques semblables à celles de certaines météorites primitives collectées sur Terre et qui pourraient être mesurées par de futures missions d’exploration du système jovien telles que la mission JUICE de l’ESA ou Europa-Clipper de la NASA. Une autre implication importante de ce scénario est que la présence de satellites massifs autour d’une planète serait liée à l’existence d’autres planètes dans le système, une donnée importante à prendre en compte dans la recherche d’analogues aux Galiléens dans les systèmes extrasolaires.

1. Astéroïdes primordiaux à partir desquels les corps du système solaire se sont formés.

Mercure, le cas particulier du système solaire, ne serait pas un cas unique !

28 mars 2018 by osuadmin

Une équipe internationale d’astronomes pilotée par un chercheur au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM – CNRS, CNES, Aix-Marseille Université) dévoile pour la première fois une planète extrasolaire dont la structure serait très proche de celle de Mercure – le cas particulier toujours inexpliqué du système solaire. C’est en utilisant les données de la mission K2 du télescope spatial Kepler de la NASA et du télescope HARPS de l’Observatoire de La Silla de l’ESO au Chili que cette équipe a pu faire cette étonnante découverte dont les détails sont publiés dans la revue Nature Astronomy du 26 mars 2018.

La structure interne de Mercure reste un mystère pour les astronomes. En effet, contrairement à Vénus, la Terre et Mars, Mercure est composée pour 70% de son noyau et 30% de son manteau. Des proportions quasiment inverses à celle des autres planètes telluriques du système solaire. Jusqu’à ce jour aucune autre planète connue ne présentait des caractéristiques similaires.

En utilisant les données de la mission K2 du télescope spatial Kepler de la NASA – qui permet de mesurer le rayon des planètes – et du spectrographe HARPS de l’Observatoire de La Silla de l’ESO – qui permet de mesurer leur masse- une équipe d’astronomes vient de mettre à jour une planète dont la structure interne semble bien être très proche de celle de Mercure.

Cette planète appelée K2 229 b, aussi surnommée « Freddy » par l’équipe, orbite autour de son étoile en 14 heures et a une masse d’environ 2,6 masses terrestres. « A partir de sa masse et son rayon, grâce au modèle de structure interne développé au LAM, nous sommes aujourd’hui en mesure de déterminer sa composition » explique Alexandre Santerne, premier auteur de l’article scientifique, chercheur au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS, Aix-Marseille Université).

« Selon nos calculs « Freddy » est une planète extrêmement dense. C’est une planète bien plus grosse que Mercure dont la structure interne présente des similitudes avec un noyau très volumineux et un fin manteau » précise Bastien Burgger, un des auteurs de l’article, doctorant au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS, Aix-Marseille Université « Fait étrange, d’après la composition chimique de son étoile, très semblable au Soleil, on s’attendait à ce que sa composition soit comme celle de la Terre. »

En étudiant cette planète et son environnement, les astronomes vont essayer de comprendre le scénario qui a conduit à sa formation et donc peut être aussi de mieux comprendre comment Mercure a pu se former.

A la veille du lancement de la mission spatiale de l’ESA Bepi Colombo, dont l’objectif sera d’étudier Mercure en détail, cette découverte vient encore renforcer la conviction des scientifiques que l’étude des systèmes exoplanètaires peut considérablement les aider à comprendre comment notre système solaire s’est formé. Ils pourront ainsi probablement prochainement croiser les données fournies par Bepi Colombo avec ce qu’ils connaitront de Freddy.

De l’origine de la crise forestière en Afrique Centrale il y a 2 600 ans

15 mars 2018 by osuadmin

L’origine de la « crise forestière » qui a commencé il y a environ 3 000 ans et profondément affecté le couvert végétal de l’Afrique Centrale a longtemps été controversée. Une équipe internationale ¹ germano-franco-camerounaise regroupant paléoclimatologues, géochimistes et archéologues vient de remettre sur le devant de la scène l’hypothèse de la cause anthropique. Les résultats des analyses effectuées sur des sédiments lacustres en provenance du sud du Cameroun et leur combinaison à des données archéologiques régionales a en effet permis à cette équipe de mettre en évidence que, dans cette région, ces transformations de l’environnement forestier avaient commencé il y a 2 600 ans et n’étaient pas le fruit du changement climatique mais bien celui de la croissance démographique qu’a connue cette région à cette époque.

Les hommes modifient leur environnement naturel pour qu’il leur soit plus favorable, et cela depuis plusieurs millénaires, même dans les régions les plus reculées de la planète. Ces influences précoces sont bien documentées dans la forêt amazonienne. En revanche, l’impact anthropique en Afrique Centrale reste un sujet encore largement débattu, alors que des perturbations majeures s’y sont produites depuis plusieurs millénaires. Il y a plus de 20 ans, l’analyse des sédiments lacustres du Barombi Mbo au Sud Cameroun a révélé que les couches sédimentaires les plus anciennes contiennent principalement des pollens d’arbres reflétant un couvert forestier dense. A l’inverse, les sédiments les plus récents concentrent une proportion significative de pollens de savane : il y a environ 3 000 ans, la forêt primitive dense a ainsi rapidement laissé place à des savanes, modification qui a été suivie par un retour rapide à des forêts. Pendant longtemps, ce changement soudain, baptisé « crise forestière », a été attribué à un changement climatique lié à une diminution de la quantité des précipitations et une accentuation de la saisonnalité. Malgré quelques controverses, l’énigme de l’origine de la crise forestière semblait résolue.

JPEG - 162 ko — **Lac Barombi Mbo, au sud du Cameroun.** Crédit : IRD – Université de Potsdam – Yannick Garcin

Une équipe internationale composée de géochimistes, paléoclimatologues et archéologues suspectait que d’autres causes pouvaient expliquer cette transformation profonde des environnements forestiers. En menant une nouvelle campagne de carottage en 2014 sur le lac Barombi Mbo, ils ont reconstruit de manière indépendante la végétation et le climat de l’époque par l’analyse des isotopes stables des cires cuticulaires des plantes, fossiles moléculaires préservés dans les sédiments. L’équipe a confirmé un changement important de végétation pendant la crise forestière, mais elle a également démontré que celui-ci ne s’accompagnait d’aucun changement des précipitations. Elle précise également la chronologie de cet événement qui aurait débuté sur le bassin du Barombi Mbo il y a 2 600 ans pour s’achever tout aussi rapidement quelques 600 ans plus tard.

JPEG - 380.5 ko — **Carottage des sédiments sur le lac Barombi Mbo en 2014** *Crédit : IRD – Université de Potsdam – Yannick Garcin*

Ainsi si l’existence de la crise forestière est avérée, elle ne saurait s’expliquer par un changement climatique. En revanche, en étudiant plus de 460 sites archéologiques dans la région, des arguments qui laissent penser que les humains sont à l’origine de ces changements environnementaux peuvent être mis en avant. Les vestiges archéologiques de plus de 3 000 ans sont effectivement rares en Afrique Centrale. Autour de 2 600 ans, simultanément à la crise forestière, le nombre de sites archéologiques augmente significativement, suggérant une croissance rapide de la population (probablement liée à l’expansion des populations Bantu en Afrique Centrale). Cette période voit également, dans la région, l’apparition de la culture du millet, de l’exploitation des palmiers à huile et le développement de la métallurgie du fer. La combinaison des données archéologiques régionales et des résultats sur les sédiments du lac démontre de manière convaincante que les humains ont fortement généré des impacts sur les forêts tropicales en Afrique Centrale il y a plusieurs milliers d’années et qu’ils ont laissé des empreintes anthropiques détectables dans les archives géologiques. La crise forestière a été probablement provoquée par la croissance des populations qui se sont installées dans la région et ont dû éclaircir la forêt pour pouvoir cultiver des terres devenues arables, selon un processus similaire à ce que nous observons actuellement dans de nombreuses régions d’Afrique, d’Amérique du Sud et d’Asie. Cette étude apporte un nouvel éclairage sur la » crise forestière » en Afrique Centrale. Elle souligne également la capacité des écosystèmes à se régénérer. Quand la pression anthropique a diminué il y a 2 000 ans, les environnements forestiers se sont reconstitués, mais pas nécessairement à l’identique. Ainsi, en Amazonie comme en Afrique, les études de terrain montrent que la présence de certaines espèces témoigne d’activités humaines anciennes.

1. Les laboratoires français impliqués sont Le Centre européen de recherche et d’enseignement de géosciences de l’environnement (CEREGE/PYTHÉAS, CNRS / AMU / IRD / Collège de France), le Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes, environnement (LGL-TPE/OSUL, CNRS / ENS Lyon / Université Claude Bernard), le laboratoire Patrimoines locaux et gouvernance (PALOC, IRD / MNHN), le laboratoire Morphodynamique continentale et côtière (M2C, Université de Caen Normandie / Université de Rouen Normandie / CNRS), le laboratoire Hydrosciences Montpellier (HSM/OREME, CNRS / Université de Montpellier / IRD) et le Laboratoire de Chimie de l’Environnement (LCE, Université Aix-Marseille / CNRS)