Question 12 : Redshift

Coucou, c'est pas moi !!

Alors aujourd'hui au menu : le redshift.

Pour commencer, il faut parler un peu d'effet Doppler. Qu'est- ce que c'est ? Une petite vidéo pour vous montrer que vous connaissez :

Bon, la vidéo a un peu fait tout le boulot à ma place ...
Essayons de revoir ça vite fait :

Au repos, la voiture émet un son qui se propage à la même vitesse dans toutes les directions. Un son, c'est une fréquence. En gros, c'est le nombre de "crête de son" que l'on reçoit en une seconde. Donc si la voiture est au repos, on entend la même fréquence en tout point autour de la voiture.

Maintenant, si la voiture bouge, vous pouvez voir que les "crêtes de son" sont "écrasées" vers l'avant et "étirées" vers l'arrière du mouvement. Ainsi, si vous êtes devant, vous recevrez plus de "crêtes de son", alors que derrière vous en recevrez moins. Donc la fréquence sonore sera plus élevée devant, et plus faible derrière. Une fréquence élevée, c'est un son aigu, alors qu'une fréquence basse c'est un son grave. Ainsi, le son est aigu lorsque la voiture arrive vers vous, et devient grave une fois qu'elle est passée à votre niveau. 

Regardez à nouveau la vidéo maintenant : vous comprenez tout =D !

Bref, quel rapport à l'astrophysique et au redshift ?

Et bien en astro il y a d'autres fréquences tout autant intéressantes que celles sonores : les fréquences lumineuses. En fait, on définit une fréquence dès qu'on a une onde : fréquence sonore pour onde sonore (son), fréquence lumineuse pour une onde lumineuse (lumière). 

Si on transcrit le phénomène d'effet Doppler en terme de fréquence lumineuse, ça donne :

- si un objet s'approche de vous, vous recevez une fréquence plus forte que celle que l'objet émet ;

- si un objet s'éloigne de vous, vous recevrez une fréquence plus faible que celle que l'objet émet.

Or, sur la gamme des fréquences lumineuses (ce qu'on appelle un spectre), on voit que 

(les fréquences augmentent de droite à gauche)

les faibles fréquences sont dans le rouge, et les hautes dans le bleu.

Donc si un objet s'approche de vous, vous le voyez plus dans quelle couleur ? Le ..... Bleu bien sûr ! Fréquence lumineuse plus forte, donc décalée vers le bleu !

Inversement, s'il s'éloigne, il se décale vers ... le rouge ! Et devinez quoi ? En anglais, décalage vers le rouge, ça se dit ... redshift ! Mais oui ! Trop fort !

Ainsi, le redshift d'un objet, c'est la mesure de son éloignement par rapport à nous =)

Il y en a deux types plus importants :

1) le redshift Doppler, dû à la vitesse relative d'un objet par rapport à nous, comme dans l'animation qui suit :

2) le redshift cosmologique, qui est dû à l'expansion de l'Univers. Bon, c'est relativement complexe à ce stade, mais essayons de simplifier les choses : l'Univers, c'est un gros ballon de baudruche (si si je vous jure !). Sur ce ballon, y a des dessins : les galaxies. Or l'Univers est en expansion, c'est-à-dire que le ballon se gonfle tout seul. Du coup qu'est-ce qui se passe ? Les dessins (les galaxies) s'éloignent les unes des autres de la même manière dans toutes les directions, alors qu'ils sont fixes par rapport à l'Univers lui-même. Mais s'il y a éloignement, il y a un effet Doppler (pour ceux qui veulent aller plus loin : on peut convertir la fréquence d'une onde lumineuse en longueur d'onde. Et donc dans le cas présent, c'est que l'onde s'étire de la même manière que l'Univers, donc la longueur d'onde augmente, et la fréquence diminue : décalage vers le rouge).

Voilà, c'était un peu violent aujourd'hui, mais j'espère que ça a été =)

Et pour ce week-end, plus violent encore :

Qu'est-ce que la matière noire ?

Et bien il ne me reste qu'à vous souhaiter un bon week-end, et si vous souhaitez approfondir sur l'effet Doppler et le redshift, je vous laisse ce lien : effet Doppler et redshift .

Question 11 : Aurore boréale

Hey !

Bon, y a pas tellement de tentative de réponse à mes questions en ce moment ^^"
Tant pis pour vous, je réponds à votre place !
Donc je vous rappelle qu'hier la question était : Qu'est-ce qu'une aurore boréale ?
En fait j'aimerais même répondre à : qu'est-ce qu'une aurore, tout court ?

Si vous vous souvenez d'hier, j'ai dit que les particules du rayonnement cosmique :
1) transportent énormément d'énergie ;
2) se baladent en hélice le long du champ magnétique terrestre en direction du pôle.

Du coup, aux pôles, on se retrouve avec des particules très énergétiques, qui se choquent avec les particules de l'atmosphère. Du coup, ça les ionise : elles perdent ou gagnent des électrons. On dit aussi que les atomes de l'atmosphère sont excités. Sauf que dans la nature, les atomes n'aiment pas être excités. Ils essaient spontanément de revenir dans leur état fondamental. Pour ça, la seule manière qu'ils ont, c'est d'émettre des photons (des particules de lumière).

On voit bien que les aurores interviennent autour des pôles.

La couleur maintenant. Il faut savoir que l'azote se désexcite dans le bleu et le rouge, l'oxygène dans le vert et le rouge. Or l'atmosphère c'est 80% d'azote et 20% d'oxygène, d'où la teinte caractéristique des aurores.

La teinte particulière des aurores.

Notons donc que les aurores, ce sont des particules énergétiques chargées qui remontent le champ magnétique pour choquer les atomes de l'atmosphère, les exciter, et ceux-ci émettent alors de la lumière en se désexcitant. Ainsi, il suffit d'un champ magnétique et d'une atmosphère. Donc on peut imaginer que sur d'autres planètes avec champ magnétique et atmosphère, on aurait des aurores, non ? Et bien oui :

Sur Saturne

Sur Jupiter

Voilà, c'est ça une aurore. Et boréale ça veut dire que c'est une aurore du pôle Nord.

Pour demain : 

Qu'est-ce que le "redshift" ?

Voili voilou, à demain !

Question 10 : Rayons cosmiques

Salut salut !

Oui je sais j'ai pas mal de retard, mon week-end a été un peu long ... En fait non, mais comme j'ai pas mal de boulot en ce moment ... 

Bref, nous parlions donc de Rayons cosmiques. Qu'est-ce que c'est ?

Pour bien comprendre ce que sont les rayons cosmiques, remontons à leur découverte.

C'est en 1900 que Charles Thomson Rees Wilson découvre que notre atmosphère en ionisé en permanence, c'est-à-dire que les atomes qui le composent sont sous forme d'ions (ils ont perdu ou gagné des électrons, qui leur ont conféré une charge non nulle). Comment cela est-il possible ? L'ionisation d'une particule réclame de l'énergie, c'est donc qu'il y a de l'énergie qui provient de quelque part qui peut ioniser notre atmosphère.

Idée 1 : l'énergie provient de la Terre elle-même. Problème : quand Victor Franz Hess décide de mesurer l'ionisation des particules en montant dans un ballon, il observe que celle-ci augmente avec l'altitude, ce qui devrait être l'inverse si l'énergie provenait de la Terre. Autre observation importante : il y a très peu de variation de cette ionisation entre le jour et la nuit. Ainsi, on ne peut incriminer le Soleil non plus, et on peut raisonnablement penser que l'origine est cosmique, c'est-à-dire externe au système solaire. L'idée de rayonnement cosmique est donc née.

Idée 2 : le rayonnement cosmique est constitué de particules électriquement neutres (idée de Victor Hess). Mais Arthur Compton montre dans les années 30 que le rayonnement est plus faible à l'équateur qu'aux pôles, ce qui indique que les particules de rayonnement cosmique sont chargées, et qu'elles interagissent avec le champ magnétique terrestre. En effet, les particules chargées ont la particularité de se faire piéger par le champ magnétique, autour duquel elles se retrouvent alors à tourner. Or le champ magnétique terrestre sortant des pôles, les particules chargées se retrouvent fatalement plus nombreuses aux pôles qu'à l'équateur. Mais alors quelle charge ont-elles ?

On a pu démontrer par la suite que le rayonnement cosmique était essentiellement constitué de particules chargées positivement (des protons essentiellement, c'est-à-dire les particules positives qui composent en partie les noyaux des atomes), puisque la charge des particules détermine le sens dans lequel elles vont tourner autour du champ magnétique. Il a donc suffit de regarder dans quel sens venait le rayonnement cosmique.

Il reste à mentionner que pour réussir à ioniser à ce point notre atmosphère, ces particules sont très énergétiques. On dit même qu'elles sont relativistes, c'est-à-dire qu'elles ont une vitesse proche de celle de la lumière. Comment cela est-il possible ? Qu'est-ce qui peut les accélérer jusqu'à cette vitesse là ? C'est encore assez mal compris aujourd'hui.

Ainsi, les rayons cosmiques, ce sont des particules de haute énergie, principalement chargées positivement (protons et noyaux d'hélium), qui proviennent d'une source externe au système solaire.

Ceci étant dit, passons à la question de demain :

Qu'est-ce qu'une aurore boréale ?

Amusez-vous bien jusqu'à demain, et surtout continuez de vous intéresser à l'astro !

ERRATUM Question 9 : l'Homme sur la Lune

Hey !

Alors, cet article est un peu particulier, puisque je ne donnerai pas la réponse à ma question d'hier ...
Les raisons sont multiples (trop de trucs à dire, pas assez de temps pour rédiger l'article, pas envie de voir rappliquer tous les complotistes de la planète sur mon blog, etc) qui m'ont poussé à reconsidérer ma question, et à décider de vous en poser une autre pour ce week-end :

Que sont les rayonnements cosmiques ?

Voilà, désolé pour ceux et celles que cet erratum aura déçu, mais je ne peux pas me permettre pour le moment d'aborder un sujet aussi complexe que celui de l'Homme sur la Lune ... Les yeux plus gros que le ventre. Heureusement qu'il reste la tête derrière ...

Question 9 : Lunokhod

Coucou ! Prêts à discuter de Lunokhod =) ?

Alors, je vous rappelle en effet la question d'hier : Que sont les missions Lunokhod ?
Alors déjà, avec un peu de réflexion, on peut savoir de quel astre il s'agit. Lunokhod, ça ressemble à ... Aller on réfléchit bon dieu. La réponse était : sur la branche. Euh non pardon, je divague là ^^" La réponse était : à la Lune bien sûr ! (Bravo pour ceux qui auront trouvé la référence). Ainsi :

Lunokhod est un programme soviétique ayant mis en place les premiers rovers (cf article précédent pour savoir ce qu'est un rover) télécommandés lunaires entre les années 69 et 72. Ainsi, deux rovers (Lunokhod 1 et 2) ont parcourus quelques kilomètres à la surface lunaire sur plusieurs mois en amassant des données scientifiques et des photos.
Initialement, ces rovers avaient pour mission d'étudier de possibles sites d'atterrissage pour les missions habitées lunaires de l'URSS. Et finalement, ils sont lancés sans aucun rapport avec ces missions.

Plusieurs anecdotes marrantes :
- la première tentative d'envoi de rover fut ratée : la partie du lanceur (la fusée en gros) qui abritait le rover se désintégra 51 secondes après le décollage, sous l'effet de la pression. Le polonium devant servir à assurer une température minimale dans le module du rover n'a jamais été retrouvé durant les fouilles. La rumeur raconte que les soldats l'aurait récupéré pour s'en servir de chauffage dans leur campement.
- un troisième rover devait être lancé, mais ne l'a pas été pour des raisons budgétaires. Il est aujourd'hui exposé dans un musée moscovite.
- chacun des deux rovers a emporté sur son "dos" un réflecteur en coins de cube. Il s'agit de systèmes à trois miroirs qui renvoie les rayons lumineux sur eux-même (cf l'image ci-dessous).

Ainsi, les rovers en ont embarqué un chacun, afin de réaliser ce que l'on appelle le Lunar Laser Ranging (LLR). Il s'agit d'envoyer des rayons lasers sur la Lune, en visant ces réflecteurs, afin de les récupérer après. En mesurant l'intervalle de temps entre l'émission du rayon laser et sa réception, et connaissant la vitesse de la lumière, on peut calculer (avec une grande précision !!!) la distance Terre-Lune.

Bref, tout ça pour dire que le LLR sur Lunokhod 2 marche très bien depuis son arrivée sur la Lune (1973), mais on a eu des soucis avec Lunokhod 1. Il fonctionna en 1970, puis on l'a perdu de vue. Il a fallu attendre qu'une sonde lunaire (Lunar Reconnaissance Orbiter) passe par au-dessus et relève un point brillant anormal pour le retrouver. Depuis, on arrive de nouveau à faire du LLR dessus.

Sinon, qu'ont découvert les Lunokhod ?

Déjà, ils ont réalisé 100 000 photos et 300 panoramiques. Ils ont pu mesurer la résistance du sol, analyser la chimie du sol et détecter un champ magnétique très faible. Les photomètres (appareil pour mesurer l'intensité lumineuse) a permis de constater que la lumière du Soleil est bloquée par les poussières en suspension autour de la Lune, et que le clair de Terre est 15 fois plus lumineux que le clair de Lune chez nous. 

Voili voilou, c'était l'histoire des Lunokhod.

Pour demain, vous plancherez sur :

Sommes-nous allé sur la Lune ?

A demain ! Et bonne soirée ;-) !

Question 8 : un rover sur Vénus

Coucou les p'tits moineaux !

Alors, je vous rappelle la question d'hier : Pourquoi n'est-il pas possible d'envoyer un rover su Vénus ?
J'ai eu comme réponse le fait que la température de surface serait trop élevée, et ferait rentrer tout métal en fusion. Y a de l'idée, mais c'est pas tout à fait vrai.

Alors, si on voulait envoyer un rover sur Vénus, comment s'y prendrait-on ?

1) Il faut que le rover (et tout ce qu'il y a autour) survive à la traversée de l'atmosphère. La pression de l'atmosphère de Vénus, c'est environ 92 bars (c'est-à-dire 92 fois la pression de l'atmosphère terrestre, ou encore la pression à 900m de profondeur en pleine mer, pour ceux qui s'y connaissent en plongée sous-marine). Bref, c'est une pression énorme, et il a fallu quelques années aux Humains pour trouver la technologie suffisante pour soutenir cette pression.
A titre d'information, les engins Venera 4, 5 et 6 des Russes ont cessé d'émettre à cause du problème de pression. Ce n'est qu'à Venera 7, en Août 70 qu'ils ont réussi à envoyer un engin à la surface de Vénus.

2) Il faut, une fois en surface, qu'il soutienne la pression de manière durable, puis qu'il survive à la température du milieu. La température varie de 446 à 490°C, avec une moyenne de 462°C. 462°C ! Vous vous rendez compte ? A titre de comparaison, le record de température météorologique sur Terre est de 56,7°C. Une fumerolle (panache de vapeur qui sort de terre), c'est de 100 à 500°C.  Le magma le plus froid, c'est 700°C. En gros, ce qu'il faut retenir, c'est qu'à une pression de 92 bars, et une température de 460°C, les engins humains ne survivent pas très longtemps.
Le premier engin, Venera 7, envoyé à la surface en 70 a tenu le choc 23min. Le record est de 127min, établi par Venera 13 (URSS) en 81. Depuis, on n'a pas fait mieux (en tout cas j'ai pas trouvé mieux dans mes recherches). Donc voilà : au bout de 2h, l'engin est foutu.

Les rovers, tels que ceux envoyés sur la Lune et sur Mars, durent au moins plusieurs mois. En effet, si nous voulons faire des relevés intéressants, il faut que le rover survive quelques jours au moins. Pour le moment, en 2h, nous avons pu relever la température, la pression, des trucs du genre, et faire des photos, ce qui n'est déjà pas si mal. Mais dans l'état actuel de nos connaissances, il paraît peu probable d'envoyer un rover sur Vénus qui fasse une exploration à la Curiosity.

Donc voilà, pas de rovers sur Vénus.

Et sinon, pour demain :

Que sont les missions Lunokhod ?

A demain les amis, et merci de me suivre =)

Question 7 : astéroïdes, météores et météorites

Hey hey salut !

Bon, je constate que personne n'a eu le temps de répondre à ma question d'hier, c'est dommage, mais la règle c'est "un jour" seulement ! Donc je vais y répondre, tant pis pour vous !

Alors, la question c'était : Qu'est-ce qui différencie une météorite, un météore et un astéroïde ?

Un astéroïde, c'est un petit corps de roche, de métal et de glace, dont la masse n'est pas suffisante pour lui assurer une forme sphérique. Du coup, il "ressemble à rien". Sa taille varie de plusieurs dizaines de mètres à quelques kilomètres. La plupart de ceux référencés se trouvent dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter.

Une météorite, c'est un petit corps solide qui provient du système solaire, ou d'en dehors, qui a traversé  l'atmosphère sans être complètement désintégré, et dont un fragment a subsisté jusqu'à la surface de la Terre, ou d'un autre astre du système solaire.

Un météore, c'est la traînée lumineuse que laisse la désintégration d'un météoroïde lors de son passage dans l'atmosphère.

Et puisqu'on y est, un météoroïde, c'est le produit de la fragmentation d'un astéroïde ou du noyau d'une comète.

Ainsi, on a : les comètes (glace et poussières) et les astéroïdes (roche et métal) sont de "petits" corps qui orbitent dans le système solaire. En s'entrechoquant, ou sous les effets d'autres gros corps, ils peuvent se fragmenter, et donner naissance à de plus petits morceaux : les météoroïdes. Si ceux-ci rencontrent l'atmosphère d'un astre du système solaire en possédant une, et qu'une petite partie subsiste jusqu'en surface, c'est une météorite. Et il laisse sur son passage dans l'atmosphère une traînée lumineuse : le météore.

Voilà pour ça, une bonne chose de faite !

Question pour demain :

Pourquoi n'est-il pas possible d'envoyer 

un rover sur Vénus, comme on le fait

sur Mars ?

A demain donc, amusez-vous bien !

Question 6 : Les comètes

Salut salut ! 

Alors, ce petit article est particulier : j'ai enfin internet chez moi ! Je vais pouvoir écrire un article tous les soirs =D !

D'ailleurs, commençons par un peu d'actualité. Si vous ne suivez pas l'actu' astronomique, un petit topo : la comète Ison vient de passer tout près du Soleil. Nous ne savions absolument pas si elle allait se crasher dedans ou juste passer à côté. Nous avons pu la suivre "en direct" grâce à la sonde SOHO qui observe le Soleil en permanence. Et voici la vidéo que ça a donné, made in NASA =)

Bref, sur ce : Qu'est-ce qui fait qu'une comète a deux queues ?

Une comète, c'est un gros morceau de glace et de poussière. Certaines ont une orbite qui fait qu'elles se rapprochent du Soleil (soit elles ont une orbite elliptique, c'est-à-dire qu'elles décrivent un cercle allongé autour du Soleil ; soit elles ont une orbite parabolique, c'est-à-dire qu'elles "tombent" vers le Soleil, puis s'en éloignent et se barrent définitivement du système solaire).
Lorsqu'elle se rapproche du Soleil, la glace se sublime (elle passe de solide à gaz directement) à cause des "vents solaires" (c'est des particules avec beaucoup d'énergie, envoyées par le Soleil), et emporte de la poussière avec elle.
Plus elle est proche du Soleil, plus le gaz se transforme en plasma (cf le deuxième article pour voir ce qu'est un plasma). Ce plasma interagit avec les vents solaires, de sorte qu'il se retrouve dans la direction directement opposée au Soleil -> Première queue.
Les poussières quant à elles ont une certaine masse, et n'interagissent pas avec le vent solaire. Donc elles subissent la gravité du Soleil. Elles suivent donc une certaine trajectoire courbe autour du Soleil, qui du coup ne suit pas celle du gaz -> Deuxième queue.
Ainsi, une comète a deux queues : une queue de plasma et une queue de poussières.

Si on va plus loin, on apprend qu'une comète a même une troisième queue : celle de l'hydrogène, qu'on ne peut pas voir directement, mais qu'on peut détecter par radio.

Voili voilou, prochaine question :

Qu'est-ce qui différencie un astéroïde, un météore et une météorite ?

A demain tout le monde !