Questions autour de la BD Salomé
Des chercheurs de l’Observatoire répondent aux questions que tu te pose suite à la lecture de la bande dessinée « Salomé ».
Il n’y a que de bonnes questions, elles peuvent concerner les étoiles, les planètes, les personnages de la BD, les voyages dans l’espace,…
Pour faciliter le processus, présentons ici les réponses aux questions les plus fréquentes. Si tu ne trouve pas de réponse à tes questions ici, tu peux poser ta question sur la page suivante. Nous ne pourrons pas répondre à tout le monde.
Le Soleil et le système solaire
Oui, le Soleil s’éteindra un jour. Car le Soleil n’est malheureusement pas exempt des lois fondamentales qui régissent notre Univers. Le Soleil est une étoile, et il est extrêmement chaud. Cette chaleur est maintenue par des réactions nucléaires qui ont lieu en son centre. Mais ces réactions nucléaires ne sont pas illimitées, elles transforment la matière, et émettent de l’énergie sous forme de lumière, qui quitte le Soleil, et qui est donc « perdue ». C’est cette lumière que l’on observe lorsque l’on regarde les étoiles. La loi dont je parlais plus haut est la suivante: on ne peut pas produire de l’énergie, ou de la matière, à partir de rien (énergie et matière sont d’ailleurs très similaires, mais c’est un peu complexe pour la question). Si le Soleil transforme de la matière et émet de la lumière, il perd de l’énergie. Il est donc inévitable qu’un jour il n’ait plus d’énergie en stock. Le Soleil cessera alors de briller… Mais pas de panique, cela n’arrivera pas avant quelques milliards d’années.
Actuellement notre Soleil est composé majoritairement d’Hydrogène, qui est sa principale source d’énergie. Les réactions nucléaires au centre du Soleil assemblent des atomes d’Hydrogène pour former des atomes d’Hélium. Ainsi, avec le temps, on a de moins en moins d’Hydrogène, et de plus en plus d’Hélium.
Une fois que le Soleil aura consommé la plupart de son Hydrogène, il deviendra une géante rouge, et utilisera son Hélium dans ses réactions nucléaires.
Les noms des planètes du Système Solaire sont basés sur les dieux des mythologies grecque et romaine.
- Mercure est le dieu romain du commerce et du voyage.
- Venus est la déesse romaine de l’amour et de la beauté.
- Mars est le dieu romain de la guerre.
- Jupiter le Roi des dieux romains.
- Saturne le dieu romain de l’agriculture.
- Uranus est le dieu grec du ciel.
- Neptune correspond au dieu romain des océans.
- Pluton (qui n’est plus considérée comme une planète depuis 2006) est le nom du dieu romain des enfers.
Les cinq planètes les plus proches du Soleil (sans compter la Terre) ont été découverte il y a des millénaires déjà. L’Astronomie est une des plus anciennes sciences de l’Humanité.
Les planètes les plus éloignées du Soleil, ont été découvertes (ou confirmées) plus récemment. Uranus que l’on pensait au début être une étoile, puis une comète, a été observée pour la première fois par Hipparcos en -128. Neptune, a été découverte officiellement en 1846.
A moins d’un événement imprévu, notre Soleil n’explosera pas. Il va « mourir » dans quelques milliards d’années. Dans un premier temps il va enfler, augmenter en taille, et englober les planètes les plus proches de lui. Après encore quelques centaines de millions d’années, il aura consommé tout le carburant dont il est capable de se servir pour produire son énergie, et va s’éteindre très lentement en refroidissant.
Selon l’IAU (l’Union Astronomique Internationale) notre étoile s’appelle officiellement “Soleil” (ou “Sun” en anglais). Mais il n’y a pas de convention précise pour sa nomenclature et ses planètes. Il est fréquent de le trouver abrégé en “Sol”. Si l’on considère que ses planètes respectent la même règle que les exoplanètes, on va donc de Sol b pour Mercure jusqu’à Sol i pour Neptune, en passant par Sol d pour la Terre !
Les atomes d’Hélium sont plus massifs que les atomes d’Hydrogène qui ont fusionné pour les former. Ainsi, ces atomes d’Hélium vont se concentrer au centre de l’étoile, et s’y accumuler au fur et à mesure. Les étoiles les plus massives vont fusionner à la fin de leur vie les atomes d’Hélium pour former des éléments encore plus lourds, qui à leur tour vont fusionner et ainsi de suite. Plus un élément est lourd, plus il va se trouver proche du centre de l’étoile. On va ainsi obtenir différentes couches d’éléments de plus en plus lourds vers le centre.
Europa est l’une des principales lunes de Jupiter (qui en compte tout de même près de 80 !), et une des plus grande lune du Système Solaire. Les images prises lors des survol d’Europa, par les sondes Voyager et Galileo notamment, nous mènent à penser que sous la surface gelée de cette lune se trouve un océan d’eau sous-terrain. La présence d’eau à l’état liquide est un point très favorable pour argumenter l’habitabilité de cette lune ! La future mission Europa Clipper de la NASA a pour objectif d’étudier en détails la surface de cette lune.
En 2006, l’Union Astronomique Internationale (IAU) a voté le déclassement de Pluton du rang de planète, et l’a catégorisée comme une « planète naine ». En effet, un corps céleste, pour être considéré comme une planète du système solaire, doit remplir les trois conditions suivantes:
– (1) orbiter autour du Soleil
– (2) avoir une masse suffisante pour être à l’équilibre, et donc avoir une forme sphérique
– (3) avoir « nettoyé » son orbite de tout autre objet de masse et taille similaire.
Malheureusement, Pluton ne remplit pas le dernier critère, ce qui signifie qu’elle ne domine pas gravitationnellement parlant son environnement proche. Dans le cas de Pluton, elle est orbitée par sa lune principale Charon, qui a quasiment la même taille !
Les Exoplanètes
Parmi les 4’341 exoplanètes découvertes à ce jour (Lundi 8 février 2021), le record de la plus grande exoplanète est en fait détenu par deux planètes:
- PDS 70 b, qui a un rayon de 30 fois celui de la Terre, et 1’000 fois sa masse !
- DH Tau b, qui a un rayon également de 30 fois celui de la Terre, mais elle a une masse bien plus importante, de 3’500 fois celle de la Terre !
L’exoplanète qui a la plus courte période orbitale est K2-137 b, qui tourne autour de son étoile en un peu plus de 4h. Elle a été découverte en 2017 par la méthode de transits.
Actuellement, l’exoplanète connue qui a la plus grande période orbitale est COCONUTS-2 b. Elle ferait le tour de ses deux étoiles (donc un système binaire) en plus de 400 millions de jours, soit plus d’1 million d’années ! Elle a été découverte, en 2021, par un groupe de recherche hawaïen.
Par convention, on considère que l’objet « a » est l’étoile. On a donc a : l’étoile (éventuellement b , c, dans le cas de systèmes binaires ou même triples), et ensuite on nomme les planètes b, c, d, etc par ordre de découverte autour de l’étoile. Dans le cas d’une découverte simultanée de plusieurs planètes autour d’une même étoile, on nomme les planètes de la plus proche à la plus éloignée de l’étoile.
Les exoplanètes sont extrêmement éloignées ! Bien trop éloignées pour que l’on puisse imaginer s’y rendre un jour. A moins d’une découverte technologique révolutionnaire.
L’un des engins les plus rapides mettrait 18’000 ans à l’atteindre l’étoile la plus proche de nous (Proxima du Centaure)
Une étoile se forme a partir d’un immense nuage de gaz et de poussière. Pendant la formation de l’étoile, il va rester du gaz et de la poussière en orbite autour, sous forme d’un disque. Dans ce disque, les poussières vont s’assembler par endroit, augmenter en taille, et collecter de plus en plus de matière, jusqu’à former des planètes.
Dans la bande dessinée nous abordons le cas simple d’une étoile autour de laquelle tourne une seule planète. On explique que lorsqu’une planète gravite autour d’une étoile, l’étoile se met à tourner (on la voit osciller). Le temps que met l’étoile à faire un tour complet correspond au temps que met la planète à faire le tour de l’étoile.
Dans le cas d’un système multi-planétaire, le mouvement de l’étoile devient bien plus complexe. Il résulte d’une combinaison de l’influence des différentes planètes. Comme elles ont des périodes orbitales (le temps qu’elles mettent faire le tour de l’étoile) et des masses différentes, le mouvement qu’elles induisent sur l’étoile est plus ou moins important. Les amplitudes vont s’additionner ou se soustraire, en fonction de la position respectives des planètes.
Il est tout à fait possible qu’il existe d’autres formes de vie dans l’Univers. Mais pour le moment nous n’en avons aucune preuve.
Une exo-Terre est une planète qui possède des propriétés similaires à celles de notre Terre: taille, masse, atmosphère, distance à son étoile et type d’étoile (et donc la température à sa surface). Trouver des exo-Terres nous permettrait d’étudier la façon dont elles se sont formées, et donc de quelle manière notre Terre s’est formée. Les exo-Terres seraient également des planètes qui pourraient abriter des formes de vie extraterrestres.
Si on prend comme critère de “vie normale” les conditions que nous avons sur Terre (existence et composition de l’atmosphère, température de surface, présence d’eau liquide, etc…) alors nous n’avons pas encore trouvé de planète qui y ressemble. On appelle une planète avec des propriétés similaires à la Terre une exo-Terre. Mais nous pourrions tout à fait imaginer que d’autres formes de vie pourraient se développer dans des conditions très différentes !
L'Univers (Big-bang, trous noirs, galaxies,...)
Nous estimons le nombre de galaxies dans l’Univers à quelques milliers de millards (1’000’000’000’000) au minimum !
Dans notre Galaxie (la Voie Lactée), nous estimons que chaque année, l’équivalent de 3 Soleils (en termes de masse) se forment. Toutes les étoiles n’ont pas la même masse (la même quantité de matière) ; on ne compte donc pas le nombre d’étoiles qui se forment chaque année, mais plutôt la quantité de masse d’étoiles qui se forme.
Certaines galaxies, que l’on appelle « Galaxies à Flambée d’étoiles » ont un taux de formation d’étoile qui peut être jusqu’à 100 fois plus important ! En une année, l’équivalent de 300 Soleil peuvent s’y former. Soit presque une étoile par jour.
Si l’on considère que l’Univers est composé de quelques centaines de milliards. On peut imaginer que plusieurs dizaines de milliers d’étoiles voient le jour chaque seconde !
Un trou noir est un objet qui est extrêmement massif et compact à la fois. À notre connaissance, les trous noirs se forment lors de la mort des étoiles les plus massives. Lors de l’explosion d’une de ces étoiles (on parle d’une supernova), une partie de la matière qui la compose est éjectée dans l’espace, et le reste s’effondre sur elle même et devient très dense, bien plus dense que tout ce que l’on connait. Une des caractéristiques des trous noirs explique leur nom: ils absorbent tout ce qui passe à leur portée, même la lumière. Ainsi, on ne peut pas voir un trou noir, car il n’émet aucune lumière. Voilà pourquoi on les appelle trous noirs.
Oui !
La Théorie de la Relativité Générale, proposée par Albert Einstein en 1915 nous permet de comprendre pourquoi. Pour faire simple, cette théorie décrit la force gravitationnelle comme étant une déformation de l’espace-temps, causée par des objets possédant une masse. Plus un objet est massif, plus il déforme l’espace-temps autour de lui et attire les autres objets vers lui. C’est ainsi que vous êtes attirés par la Terre, que la Lune tourne autour, que la Terre tourne autour du Soleil, etc.
Un trou noir est tellement massif que la déformation de l’espace-temps qu’il provoque dévie même la trajectoire de la lumière, au point de l’empêcher d’en ressortir ! Ainsi, si une fusée passe tout proche d’un trou noir, alors elle sera attirée et ne pourra pas en réchapper.
Regardez cette vidéo, qui illustre simplement les concepts d’attraction gravitationnelle, et des trous noirs: Video
Le Big Bang est une des théories de formation de l’Univers tout entier : de toutes les galaxies, les étoiles qui les composent (comme notre Soleil), et les planètes qui tournent autour de ces étoiles. Parmi les théories d’évolution de l’Univers, il en existe dans lesquelles l’Univers va un jour s’effondrer sur lui-même dans un phénomène qui s’appelle le Big Crunch (l’inverse du Big Bang). Cela laisserait peut-être place à la formation d’un nouvel Univers, à travers un nouveau Big Bang !
À notre connaissance, la plus grande galaxie découverte est la galaxie IC 1101. C’est une galaxie elliptique qui a un diamètre de plus de 6 millions d’années-lumière, soit 60 fois le diamètre de notre galaxie : « la Voie Lactée ». Et elle a une masse d’environ 100 milliards de milliards d’étoiles. C’est une galaxie très ancienne, issue de collisions répétées de plusieurs galaxies au cours des milliards d’années depuis la formation de l’Univers.
Absolument ! On parle alors de systèmes binaires. Deux étoiles qui tournent l’une autour de l’autre. Il peut même exister des systèmes de plus de deux étoiles, que l’on appelle des systèmes multiples. On estime que près d’une étoile sur deux dans l’Univers fait en réalité partie d’un système multiple (deux étoiles ou plus).
Autres questions
Malgré leur nom, les étoiles filantes ne sont pas des étoiles. Ce sont des meteorites, plus ou moins grosses, qui entrent dans l’atmosphère de la Terre.
Sous l’effet des frottements avec l’air, comme elles vont très vite, elle brûlent et sont soit détruites pour les plus petites, soient s’écrasent sur les continents ou dans les océans.
Pour éviter la pollution lumineuse et atmosphérique terrestre !
L’atmosphère est une enveloppe composée de différents gaz, tout autour de la Terre. En fonction de l’altitude à laquelle on se trouve, on observe d’important changements de température, de pression, d’humidité, et de composition en gaz. Lorsqu’on utilise un télescope au sol, la lumière que l’on reçoit de l’espace traverse toutes ces couches d’atmosphères, et ces variations atmosphériques ont un impact important sur la lumière. Pour éviter ces problèmes au maximum, on essaie de placer les télescopes dans les lieux les plus isolés du monde: déserts, sommets de montagnes, îles, etc. Mais pour certaines études, ou pour repousser les limites de notre précision, nous devons également envoyer des télescope dans l’espace. Et là, plus aucun problème de pollution lumineuse et atmosphérique !
Une fois que le télescope est dans l’espace, il y reste !
On ne peut plus y accéder. Tout doit se faire à distance. Il a donc une certaine durée de vie, qui dépend des réserves de carburant et de son système de refroidissement. Il est alimenté par des panneaux solaires. Une fois qu’il n’a plus les ressources nécessaires pour fonctionner correctement, sa mission est terminée. Mais il ne revient pas sur Terre.
La planète 42 Peg b, telle que présentée dans la bande dessinée, est une planète fictive, créée pour les besoins du scenario. Par contre son étoile, 42 Peg, existe bel et bien, mais ce n’est pas une étoile de type solaire. Pour l’instant aucune planète n’a été découverte en orbite autour de celle-ci.
Si tu souhaites faire ce magnifique métier, un des parcours classique est le cursus universitaire: Bachelor, Master et enfin Doctorat ! Au départ, tes études peuvent être relativement générales avec un Bachelor en Physique, qui peut te donner plein d’options. Ensuite, tu vas te spécialiser de plus en plus en Master, et enfin entamer une thèse de Doctorat dans une branche plus spécifique en Astrophysique: Exoplanétologie, Physique stellaire, Dynamique des galaxies, cosmologie, etc. etc. Il existe également des cursus académiques purement astrophysique, dès le Bachelor !
Durée du Bachelor : 3 ans / durée du Master : 2 ans / Durée du Doctorat : 3 à 4 ans
