Espace & Particules (4/2016)

Un pas vers l’exploitation des astéroïdes

La chasse aux ressources minières des astéroïdes est lancée. En effet, le Luxembourg a annoncé un projet gouvernemental ayant pour objectif de soutenir l’exploitation des minerais présents sur ces astres, ainsi que sur la Lune. Sont particulièrement visés l’or et les métaux précieux. Le Grand-duché, premier pays européen à se lancer dans cette course, assure que le projet est réalisable sur le long terme. Il doit encore définir le budget qui y sera alloué.

Par ailleurs, le président Barack Obama, vient de promulguer le «Space act», une loi qui stipule que tout matériau trouvé par une entreprise ou un citoyen américain sur un astéroïde ou sur la Lune lui appartiendra. Les États-Unis rompent ainsi avec l’idée que l’espace appartient à tous et qu’il doit être exploré à des fins scientifiques et dans l’intérêt général. Cette loi est une première mondiale qui devrait transformer l’espace en terrain de jeu commercial.

Si quelque 10’000 astéroïdes passent dans les environs de la Terre, les scientifiques ne sont pas sûrs de ce qu’ils pourraient y trouver. Et la mission serait particulièrement complexe. Il faudrait envoyer un engin vers l’astéroïde, réussir à le poser, forer l’astre, récupérer les trésors trouvés et les ramener sur Terre. Les astronomes imaginent également pouvoir exploiter l’eau qui y est contenue sous forme de glace pour réapprovisionner les engins spatiaux en vue de missions lointaines.

 

On a trouvé la matière ordinaire manquante

On ignore toujours de quoi sont composés les 95 % de l’Univers. Dans les 5 % restants de matière dite ordinaire, la moitié restait introuvable. Encouragés par les résultats de simulations numériques, les chercheurs s’attendaient à trouver cette matière ordinaire manquante dans des structures filamentaires, formant un réseau de nœuds et de liens appelé «toile cosmique.

Des chercheurs de l’Université de Genève et de l’EPFL ont découvert, à l’aide du télescope spatial XMM-Newton, que l’amas de galaxies Abell 2744 est traversé de filaments portés à 10 millions de degrés. La structure soumise à la force gravitationnelle la plus élevée forme un nœud à l’endroit où la densité de la matière est importante. Comparables aux réseaux neuronaux, ces nœuds sont reliés les uns aux autres par des filaments, là où les chercheurs ont identifié la présence de gaz, représentant les baryons manquants. Parvenus à mesurer la température et la densité des ces objets, ils ont constaté que cela correspondait aux prévisions des modèles numériques. Ces filaments compteraient pour 30 à 100 % de la matière ordinaire manquante.

 

L’expansion de l’Univers simulée

L’équipe de Ruth Durrer, du Département de physiquede l’Université de Genève, a mis au point un nouveau code de simulations numériques qui offre un aperçu du processus complexe de la formation des structures en cosmologie. En se basant sur les équations de la relativité générale, ces scientifiques ont pu intégrer dans leurs calculs les mouvements de rotation de l’espace-temps et calculer l’amplitude des ondes gravitationnelles, dont l’existence vient d’être confirmée. Afin d’ouvrir les recherches au maximum dans ce domaine, l’équipe du professeur Durrer va rendre public ce code nommé «gevolution». Le résultat des premières simulations a été publié dans la revue Nature Physics.

 

Un mystérieux sursaut radio

Une équipe d’astronomes a identifié pour la première fois, à l’aide du radiotélescope de Parkes situé en Australie, la provenance d’un sursaut radio rapide venant d’une galaxie située à 6 milliards d’années-lumière de la Terre. Les sursauts radio rapides, un phénomène cosmique encore très mystérieux, ont été mis en évidence en 2007 par une équipe de scientifiques menée par Duncan Lorimer, de l’Université de Virginie-Occidentale. En une milliseconde, ils émettent autant d’énergie que le Soleil en 10’000 ans. Il est extrêmement difficile de les détecter, seuls dix-sept d’entre eux ayant été recensés à ce jour.

Ces sursauts radio rapides pourraient résulter de la fusion d’étoiles à neutrons - des astres très denses composés essentiellement de neutrons -, indique Evan Keane, auteur principal de l’étude publiée dans la revue britannique Nature. D’autres scientifiques imaginent même des signaux extraterrestres.

 

L’atmosphère d’une super-Terre analysée

Grâce au télescope spatial Hubble, une équipe de scientifiques de l’université de Cambridge a réussi à analyser l’atmosphère d’une exoplanète rocheuse, 55 Cancri e, située à 40 années-lumière de la Terre. Ces chercheurs ont détecté de l’hydrogène, de l’hélium et de l’acide cyanhydrique, ce qui indique que cette planète de huit masses terrestres, qui boucle sa révolution en dix-huit heures, est riche en carbone. N’étant éloignée que de 1,5 million de kilomètres de son étoile - une naine jaune -, sa température atteint 2000 °C.

Par ailleurs, une équipe internationale, à laquelle ont participé des chercheurs suisses, a réussi à produire la carte des températures de cette exoplanète. Ils ont mesuré, à l’aide du télescope spatial Spitzer de la NASA, le rayonnement émis dans l’infrarouge par cette super-Terre. Les données obtenues montrent qu’il existe une différence de température de 1300 °C entre la face éclairée par l’étoile et celle plongée dans la nuit, ce qui laisse supposer que des laves en fusion s’écoulent à sa surface.

 

Le temps de réaction des électrons mesuré

Une équipe de l’Institut Max Planck de Garching (D) a mesuré pour la première fois le temps de réaction des électrons liés à un atome lorsque la lumière les frappe. Cet exploit a été réalisé grâce au développement d’une source d’impulsions lumineuses ultra brèves, de l’ordre de 10^-16 sec. Ces recherches ouvrent la voie à une meilleure compréhension de l’interaction entre la lumière et la matière, ainsi qu’au contrôle du mouvement des électrons.

 

Une nouvelle classe de tétraquarks

Cinq après l’arrêt de l’expérience D0 sur l’accélérateur Tevatron au Fermilab à Chicago, la collaboration annonce la découverte d’un tétraquark d’un nouveau type, composé de quatre quarks aux caractéristiques différentes. Les tétraquarks découverts jusqu’ici contenaient une paire de quarks possédant les mêmes caractéristiques.

Un tétraquark est une particule faisant partie du groupe des hadronset qui serait constituée de quatre quarksliés, formant un seul objet, comme les mésonsou les baryons. En principe, cette particule serait autorisée par la chromodynamique quantique, une théoriedécrivant l’interaction forte- l’une des quatre forces fondamentales -, qui permet de comprendre les interactions entre les quarkset les gluons(les composants des protons et des neutrons), expliquant ainsi la cohésion du noyau atomique.