Espace & Particules (12/2018)

Un nouvel indice de l’existence d’une neuvième planète

En observant la force gravitationnelle qu’elle exerce sur ses voisin, des astronomes américains ont découvert une nouvelle planète naine dans le nuage d’Oort à quelque 12 milliards de kilomètres du Soleil. Baptisée 2015 TG387 mais surnommée «Goblin», car elle a été observée pour la première fois aux alentours d’Halloween en 2015, elle est 2,5 fois plus éloignée du Soleil que Pluton et semble ne mesurer que 300 km de diamètre. Il lui faut quelques 40’000 ans pour effectuer une révolution. Des simulations de l’orbite de Goblin suggèrent qu’elle subit l’influence d’une masse importante, qui pourrait être la neuvième planète du Système solaire. En effet, celle-ci semble affecter 2015 TG387 de la même manière que le font d’autres objets du nuage d’Oort.

 

Le mystère du lithium dans l’Univers

Des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer ont contribué à l’analyse de certaines irrégularités de la théorie du Big Bang. En collaboration avec le CERN et 41 autres instituts de recherche, ils se sont penchés sur la question de savoir pourquoi la quantité de lithium mesurée dans l’Univers est trois à quatre fois plus faible que le prédit la théorie du Big Bang. Sans y apporter une solution, leurs travaux ont permis d’exclure l’une des explications possibles de cette différence.

 

La Voie lactée secouée

Une équipe européenne qui a analysé, au moyen du satellite Gaia, le mouvement de six millions d’étoiles, a constaté que la Voie lactée a été sérieusement secouée il y a 300 à 900 millions d’années. Les astronomes qui ont mené l’étude suggèrent que c’est le noyau de la galaxie naine du Sagittaire qui aurait été déchiqueté par le champ gravitationnel de la Voie lactée en la traversant.

 

La nouvelle vision de la communauté de la physique des particules

Lors de sa cent quatre-vingt-dixième session, le Conseil du CERN a lancé formellement la mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules, un processus de deux ans – auquel participera toute la communauté –, qui vise à définir une vision commune de l’avenir de la discipline en Europe. Il devrait s’achever en mai 2020 avec l’approbation de la stratégie mise à jour par le Conseil du CERN.

«Le processus de stratégie européenne consiste à faire un état des lieux de la physique des particules, en rassemblant toute la communauté pour déterminer ce que devrait être la vision à long terme de l’Europe. Il s’agit de dessiner l’avenir de la discipline pour les dix années à venir et au-delà. Nous devons commencer à réfléchir à ce que nous souhaitons comme paysage de la recherche en physique des particules après le LHC», a déclaré Halina Abramovicz, présidente du Groupe sur la stratégie européenne.

«Le Modèle standard – la théorie qui décrit le mieux les forces et les particules connues – est incroyablement robuste et il a été couronné par la découverte du boson de Higgs en 2012. Toutefois, on dispose de beaucoup d’éléments qui donnent à penser qu’il est incomplet. Il doit y avoir quelque chose au-delà du Higgs et au-delà du Modèle standard, et l’heure est venue de se demander où nous en sommes et quelle direction prendre pour la suite», a déclaré Sijbrand de Jong, président du Conseil du CERN.

Un programme consacré à la physique au-delà des collisionneurs a également été mis sur pied par le CERN, dans le but d’explorer des projets complémentaires de collisionneurs de haute énergie, dans la perspective d’une plus grande diversité scientifique des projets du CERN.

Afin d’éclairer ce processus très important, la communauté de la physique des particules – comprenant des universités, laboratoires et instituts nationaux – a été invitée à soumettre des contributions écrites d’ici au 18 décembre 2018. Un Symposium scientifique public suivra, qui se tiendra à Grenade (Espagne) du 13 au 16 mai, au cours duquel la communauté sera invitée à débattre des orientations futures de la physique européenne des particules.

Un cahier d’information sera ensuite rédigé, puis une réunion de rédaction de la stratégie aura lieu à Bas Honef (Allemagne), du 20 au 24 janvier 2020. Lors de cette réunion, le Groupe sur la stratégie européenne, qui rassemble des représentants des États membres du CERN et des grands laboratoires européens actifs dans la discipline, ainsi que des représentants des communautés de la physique des particules hors d’Europe, rédigera la stratégie finale mise à jour. Celle-ci sera soumise pour approbation par le Conseil du CERN, lors d’une session spéciale en mai 2020.

L’établissement d’une stratégie pour la physique des particules en Europe est un processus ouvert et inclusif. Basé sur des éléments factuels, il tient compte du paysage mondial de la physique des particules et des développements dans des domaines connexes. Le processus a été mis en place à l’initiative du Conseil du CERN, dans le but de coordonner les activités menées au sein d’une vaste communauté internationale, en constante évolution, afin d’optimiser l’efficacité de l’activité scientifique.

 

Premières révélations des ondes gravitationnelles

La fusion d’étoiles à neutrons, détectée le 17 août 2017 par les ondes gravitationnelles qui ont traversé les détecteurs Ligo aux États-Unis et Virgo en Italie, mais également par des télescopes spatiaux et terrestres, dans le visible, les ondes radio et les rayons X, a marqué l’entrée de l’astronomie dans une nouvelle ère. D’importants renseignements sur les étoiles à neutrons, ainsi que sur les processus nucléaires à l’intérieur des galaxies, ont ainsi été obtenus.

En effet, c’est en analysant le signal émis par ces ondes gravitationnelles, que des astrophysiciens européens ont montré que le rayon maximal d’une étoile à neutrons de 1,4 fois la masse solaire, est de 13,6 km. Ils ont également fourni une nouvelle équation d’état de ces astres mal connus, déterminant notamment comment ils peuvent se déformer.

Le processus nucléaire de formation d’éléments lourds, comme l’or, par capture neutronique, a également été confirmé lors de la fusion d’étoiles à neutrons détectées par le passé. En étudiant plusieurs galaxies naines proches de la Voie lactée, les chercheurs ont montré que les éléments lourds contenus dans ces galaxies avaient été formés sur une longue période, ce qui va dans le sens de l’hypothèse d’une origine par fusion d’étoiles à neutrons. En effet, l’autre phénomène pouvant créer des éléments lourds, dans les supernovæ, se produit très tôt dans l’histoire des galaxies naines, tandis que la fusion d’étoiles à neutrons est un processus plus tardif.