Archives de l’auteur : Liliane ARNAUD SOUBIE

TRAPPIST-1 et ses 7 exoplanètes

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 Une découverte fantastique…

Des astronomes ont découvert un système composé de sept exoplanètes autour de leur étoile, probablement rocheuses  dont la taille est voisine de celle de la Terre.

Trois de ces planètes occupent la zone d’habitabilité et sont susceptibles d’être couvertes d’océans d’eau liquide, augmentant ainsi la probabilité que ce système abrite une forme de vie.

Ce système composé de TRAPPIST-1 et ses 7 exoplanètes est proche  de la Terre. Il est distant de la Terre de seulement  40 années-lumière.

La naine froide TRAPPIST-1 est très petite à l’échelle stellaire, à peine plus grosse que la planète Jupiter. Elle est située à  proximité de la Terre, au sein de la constellation du Verseau, pourtant elle paraît  très peu brillante .

Cette carte montre les étoiles visibles à l’œil nu dans un ciel bien pur dans la très étendue constellation du Verseau. La position de la faible et très rouge étoile naine extrêmement froide TRAPPIST-1 est indiquée. Bien qu’elle soit très proche du Soleil, elle est très peu lumineuse et n’est pas visible avec de petits télescopes. Crédit: ESO/IAU and Sky & Telescope

Comment  ces planètes ont-elles  été détectées ?

Elles ont été détectées lors de leur passage devant leur étoile , une naine ultra froide nommée  TRAPPIST-1, par des télescopes au sol et dans l’espace, parmi lesquels figure le Very Large Telescope de l’ESO

Ci-dessus: Un moment dans les premières heures du matin à Paranal(Chili) montrant les télescopes VLT en fonctionnement Crédit: ESO/J. Colosimo

Un système surprenant …

[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=FiDybU2Ine4[/youtube]

L’ensemble des planètes  nommées  TRAPPIST-1 b, c, d, e, f, g et h en fonction de la distance croissante à leur étoile hôte, présente des dimensions semblables à celles de la Terre.

© Franck Selsis, Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux (CNRS/Université de Bordeaux). Le système planétaire autour de Trappist-1. Les tailles des objets sont à l’échelle, mais les distances sont réduites d’un facteur 10. La couleur de l’étoile est réaliste. La zone bleutée indique la région où la présence d’eau liquide est possible en surface des planètes. La zone en grisé indique la gamme possible de distances orbitales pour la planète.“

“Ce système planétaire est tout à fait surprenant – non seulement parce qu’il abrite un si grand nombre de planètes, mais également parce qu’elles sont toutes étonnamment semblables à notre Terre !” précise Michael Gillon de l’Institut STAR à l’Université de Liège

Comment a-t-on déterminé leur taille?

On a observé les transits des planètes ( passage de chacune des sept planètes devant leur étoile hôte).

Ce passage de chacune des sept planètes devant leur étoile  génère des variations de luminosité:les astronomes ont ainsi obtenu  des informations relatives à leurs tailles, à leurs compositions ainsi qu’à leurs orbites respectives . Il est ainsi apparu qu’au moins six des planètes intérieures sont semblables à la Terre, en termes de taille et de température.

Cliquez sur l’image Sur cette image figurent quelques vues d’artiste de l’aspect supposé – océans d’eau liquide inclus – des sept planètes orbitant autour de TRAPPIST-1 ainsi que des photographies des planètes rocheuses de notre Système Solaire. Des informations relatives à la taille et aux périodes orbitales de chaque planète sont également données, à titre comparatif. L’ensemble des planètes de TRAPPIST-1 est de type exoterre. Crédit: NASA

 

L’eau est-elle présente dans ces planètes?

Au moins trois des planètes (e, f et g) ont des insolations compatibles avec l’existence d’eau liquide en surface pour une large gamme de compositions atmosphériques, comme le montrent des simulations numériques de leur climat.

NB: L’insolation de la planète varie par rapport à sa distance à l’étoile et à la taille de cette dernière. Plus l’étoile est proche et massive, plus il fera chaud .

TRAPPIST-1c, d et f reçoivent autant d’énergie  que Vénus, la Terre et Mars respectivement.

Sur les planètes plus ensoleillées (b, c, d), et grâce à la rotation synchrone, la présence d’eau liquide n’est pas strictement impossible dans des zones tempérées pas ou peu éclairées.

« Trois d’entre elles (e, f et g) sont situées dans la zone dite «habitable » de leur étoile, cette région où il ne fait ni trop froid ni trop chaud pour permettre à l’eau, si elle est présente à leur surface, de rester sous forme liquide », précise Franck Selsis, un des auteurs de la découverte au Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux

Trappist-1

@ NASA/R. Hurt/T. Pyle
Les sept planètes du système Trappist-1, ordonnées selon leur distance croissante à l’étoile hôte. Les surfaces planétaires imaginées par l’artiste témoignent de leur potentialité à abriter l’eau sous ses formes solide, liquide et gazeuse.

 

      Grâce au futur télescope spatial James Webb de la NASA et de l’ESA qui sera lancé l’an prochain, il sera possible de mettre en évidence d’éventuelles atmosphères et de caractériser certaines de leurs propriétés.

Avec Proxima b, découverte en août dernier, les planètes de Trappist-1 constituent les cibles les plus prometteuses à ce jour pour chercher à distance de possibles traces de vie hors du Système solaire .                                                                                                                                            Sources de l’article : CNRS, ESO

 

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=ll5AjwctY-c[/youtube]

. Emmanuel Jehin, l’un des membres de l’équipe ESO, est très enthousiaste : “La prochaine génération de télescopes, tels le Télescope géant Européen (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de l’ESO et le Télescope Spatial James Webb du consortium NASA/ESA/CSA, seront bientôt en mesure de détecter de l’eau et peut-être des traces de vie sur ces autres mondes.”

Le code secret des luthiers enfin dévoilé !

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Le code secret des luthiers a enfin été percé ! Pendant des siècles, certains luthiers cryptaient des informations dans leurs livres de compte afin de cacher leurs marges à leurs clients. Le conservateur du musée de la Musique, à Paris, a confié ces documents énigmatiques à un spécialiste de la cryptographie afin de mieux connaître les pratiques commerciales de la profession.

[dailymotion]https://www.dailymotion.com/video/x57ktz7_le-code-secret-du-luthier_school[/dailymotion]

Atlantique Nord : un risque de refroidissement rapide au XXIe siècle revu à la hausse

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Les observations au cours du XXe siècle ne montrent pas de réchauffement à long terme dans l’Atlantique Nord subpolaire. Cette région a même connu un refroidissement rapide vers 1970, suscitant un débat sur son éventuelle réapparition .

Le risque d’un refroidissement rapide dans l’Atlantique Nord au XXIe siècle vient d’être revu à la hausse …

La possibilité d’un changement important du climat autour de l’Atlantique est connue depuis longtemps, comme symbolisée par la fiction hollywoodienne « Le jour d’après ».

Un algorithme pour évaluer les prévisions climatiques du GIEC

Pour évaluer le risque, des chercheurs ont développé un nouvel algorithme pour analyser les 40 projections climatiques prises en compte dans le dernier rapport du GIEC.

 La revue Nature Communications publie ces résultats, le 15 février 2017( Abrupt cooling over the North Atlantic in modern climate models, Giovanni Sgubin, Didier Swingedouw, Sybren Drijfhout, Yannick Mary & Amine Bennabi. Nature Communications, 15 février 2017. DOI: 10.1038/ncomms14375)

 Le ralentissement de la circulation océanique de retournement (dont fait partie le fameux Gulf Stream qui apporte la chaleur de la Floride jusqu’aux côtes européennes) pourrait entraîner un bouleversement climatique sans précédent.

En 2013, le GIEC, se basant sur les résultats d’une quarantaine de projections climatiques, a estimé que ce ralentissement s’installerait progressivement et sur une échelle de temps longue. Un refroidissement rapide de l’Atlantique Nord au cours du XXIe siècle semblait donc peu probable.

[dailymotion]http://www.dailymotion.com/video/x2hwwtc_cop21-comment-le-gulf-stream-regule-t-il-le-climat_news[/dailymotion]

Dans le cadre du projet européen EMBRACE, une équipe d’océanographes a réexaminé ces 40 projections climatiques en se focalisant sur un point névralgique au nord-ouest de l’Atlantique Nord : la mer du Labrador.

Cette mer est le siège d’un phénomène de convection, qui nourrit à plus grande échelle la circulation océanique de retournement.
Ses eaux de surface se refroidissent fortement en hiver, deviennent plus denses que les eaux de profondeur et plongent vers le fond. La chaleur des eaux profondes est transférée vers la surface et empêche la formation de banquise.
Choisissant d’étudier ce phénomène de convection en détail, les chercheurs ont développé un algorithme capable de repérer les variations rapides des températures à la surface de l’océan.

Cette « moulinette statistique » a révélé que 7 des 40 modèles climatiques étudiés projetaient un arrêt complet de la convection engendrant des refroidissements abrupts – 2 ou 3 degrés en moins de dix ans – de la mer du Labrador, induisant de fortes baisses des températures dans les régions côtières de l’Atlantique Nord.

Mais un tel refroidissement rapide, simulé seulement par quelques modèles, est-il vraisemblable ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs se sont penchés sur la variable clé du déclenchement de la convection hivernale : la stratification océanique. Ces variations verticales de la densité des masses d’eau sont bien reproduites dans 11 des 40 modèles.

Parmi ces 11 modèles, qui peuvent être considérés comme les plus fiables, 5 simulent une baisse rapide des températures de l’Atlantique Nord, soit 45 % !

Labrador

© Giovanni Sgubin – EPOC Représentation schématique de la circulation dans la mer du Labrador, au cœur du gyre subpolaire schématisé par le contour rouge.

refroidissement

© Giovanni Sgubin – EPOC Exemple d’un refroidissement rapide dans le gyre prédit par l’une des projections climatiques. A gauche : évolution temporelle de la température de surface de la mer. A droite : écarte entre la température de l’air à la surface de la mer, entre le début et la fin du XXIe siècle.

Quel est l’impact sur le climat de l’effondrement de la convection dans l’Atlantique Nord subpolaire sur les régions environnantes?

Les répercussions d’un tel événement sur la température et les précipitations représentent un risque important pour de nombreux secteurs économiques, notamment pour l’industrie de l’ agriculture, ainsi que pour les ressources en eau et la gestion de l’ énergie. En outre, les modifications associées à la circulation océanique modifient la répartition des principales zones faunistiques sur l’Atlantique Nord nord, avec des conséquences importantes pour le secteur de la pêche.

Ces résultats issus de modèles climatiques pourront être confrontés aux futures données du projet international OSNAP qui prévoit l’installation de bouées fixes dans le gyre subpolaire. De quoi anticiper de possibles refroidissements rapides dans les années à venir. Ce risque devra par ailleurs être pris en compte dans les politiques d’adaptation au changement climatique des régions bordant l’Atlantique Nord.

Source: Nature, communiqué de presse DU CNRS  : CP refroidissement Atlantique 

Subduction continentale… première preuve sous le massif de Dora Maira

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Dans les années suivant l’avènement de la tectonique des plaques, les scientifiques pensaient la subduction continentale impossible, du fait de la faible densité de la croûte continentale.

Une équipe associant sismologues et géologues apporte des preuves décisives de l’enfouissement de croûte continentale européenne dans le manteau adriatique sous le massif de Dora Maira.

Le massif de Dora Maira représente le socle du Briançonnais le plus interne.

Il contient des paragenèses de très haute pression et basse température avec l’emblématique coésite. L’enfouissement est de l’ordre de 100 km

NB: La coésite est une polymorphe de la silice produite au cours d’un métamorphisme de très haute pression (vers 30 kilobars, soit 100 km de profondeur)

Le massif de Dora Maira et la plaine du Pô, vus depuis l’unité ligure du Viso source ISTEP dgs JUSSIEU

 

 

 

C’est la découverte par le français Christian Chopin en 1984, de coésite, minéral de ultra-haute pression (UHP) formé à plus de 90 km de profondeur, dans des roches métamorphiques du massif de Dora Maira (Alpes italiennes occidentales) qui a apporté la première preuve de l’enfouissement (et de l’exhumation) de croûte continentale à grande profondeur.

source ISTEP dgs JUSSIEU

Depuis , de nombreux  autres affleurements de roches métamorphiques de UHP( ultra haute pression) aux caractéristiques similaires à celles de Dora Maira ont été découverts dans toutes les chaînes de collision.

La notion de subduction continentale est donc très largement acceptée aujourd’hui. Cependant, il est extrêmement rare qu’un lien direct puisse être établi par imagerie géophysique entre la présence de coésite en surface et celle de croûte continentale enfouie à grande profondeur.

SOURCE CNRS : (Haut) Carte des expériences sismiques et sismologiques dans les Alpes occidentales, dont le profil ECORS-CROP et l’expérience CIFALPS ; (Milieu) Profil sismique en fonctions récepteur, après migration-profondeur, le long du profil CIFALPS (de la vallée du Rhône à la plaine de Pô). Les zones en rouge correspondent aux discontinuités où la vitesse sismique augmente avec la profondeur. Les zones en bleu correspondent à celles où la vitesse décroit vers le bas. Le trait noir continu est le Moho européen. La courbe en pointillés marque le contact entre le manteau adriatique (corps d’Ivrée) situé en position haute et les roches métamorphiques de la croûte européenne en profondeur. (Bas) Coupe interprétative d’échelle lithosphérique. FPT : Chevauchement Pennique frontal ; Br : Zone Briançonnaise ; SL : Schistes lustrés ; DM : Dora Maira. Les résultats de l’étude actuelle sont issus de l’analyse des données de l’expérience sismologique CIFALPS* menée en 2012-2013 dans les Alpes franco-italiennes (voir carte dans figure ci-dessus) par Zhao Liang, Anne Paul et collaborateurs. L’expérience a consisté en l’installation sur une durée de 14 mois de 55 stations sismologiques. En utilisant les ondes issues de séismes lointains et réfractées par les discontinuités de vitesse sous le réseau, les auteurs prouvent que le Moho européen s’enfonce jusqu’à 75 km de profondeur sous Dora Maira (voir figure)

. » Dans les Alpes occidentales, les traces les plus profondes du Moho européen (limite croûte-manteau) ont été détectées par sismique réflexion grand-angle à 50 km sous le massif du Grand Paradis lors des expériences ECORS-CROP (1986-1987), donc bien en deçà des 90 km indiqués par la coésite.

Rappel sur la structure interne du Globe Terrestre:

Ils montrent également que la zone de suture entre les deux lithosphères (européenne et adriatique) est très épaisse et caractérisée par une décroissance de la vitesse des ondes sismiques du haut vers le bas. Cette observation prouve que la croûte inférieure européenne enfouie à 75 km, dont la vitesse sismique est relativement lente, est surmontée par des roches de vitesses plus rapides, donc appartenant nécessairement au manteau. La démonstration est ainsi faite que la lithosphère continentale européenne plonge dans le manteau de la microplaque Adria.

Les géologues et géophysiciens de l’équipe CIFALPS proposent finalement une nouvelle coupe interprétative construite sur la base des contraintes géologiques et géophysiques (sismologiques et gravimétriques) dont ils ont testé la conformité avec les données par modélisation (voir figure).

Les nouvelles données géophysiques du projet CIFALPS et cette coupe d’échelle lithosphérique établissent, pour la première fois, un lien direct entre la lithosphère européenne enfouie par subduction dans le manteau adriatique et les minéraux de UHP en surface. Ce lien est démontré, non seulement là où la coésite fût découverte, mais aussi sous la seule chaîne de collision continentale qui conserve l’intégralité de l’enregistrement métamorphique, structural et stratigraphique de la subduction et de l’exhumation. » source CNRS

Sources partielles: 

  ISTEP jussieu, communiqué du CNRS, First seismic evidence for continental subduction beneath the Western Alps, Zhao, L., A. Paul, S. Guillot, et al.,  Geology, v. 43, n° 9, 815-818, Sept. 2015.