rayon terrestre

Quatre témoins d'une même traversée. Le 10 novembre 2017, les quatre satellites MMS ont traversé une frontière invisible dans le vent solaire, là où les lignes de champ magnétique se réorganisent et libèrent de l'énergie.

Le pulsar PSR J0614-3329 effectue 318 tours par seconde. Un point à son équateur se déplace à environ 10 % de la vitesse de la lumière. Vu de l'extérieur, l'étoile ressemble à un phare qui tourne si vite que son faisceau se fond en un anneau continu.

L'album de famille de ce couple stellaire s'est enrichi pendant 45 ans, mais les photos étaient floues et les légendes contradictoires. Aujourd'hui, les astronomes ont ressorti les vieilles photos, pris de nouveaux clichés nets et remis tout le monde à sa place. Gamma Céphée est une étoile brillante visible à l'œil nu, et elle possède un compagnon invisible qui tourne autour d'elle en 70 ans.

Dans la cuisine sombre du nuage moléculaire du Taureau, à 450 années-lumière de nous, des dizaines de systèmes planétaires sont en préparation.

Les rayons cosmiques ne sont pas des rayons au sens habituel, mais des particules rapides qui bombardent la Terre de toutes parts. Ce sont principalement des protons et des noyaux atomiques. Leur énergie varie : de modeste à fantastiquement énorme.

Le bord du projecteur. Dès qu'on masque l'éclat aveuglant de l'étoile centrale, un théâtre d'ombres apparaît. Le coronographe de James Webb, tel un rideau épais, a occulté l'étoile TW Hydrae – et sur une scène de 120 unités astronomiques (quatre fois la distance jusqu'à Neptune), son disque d'accrétion entre en jeu.

Lorsqu'une planète lointaine passe devant son étoile, elle masque brièvement une partie de la lumière. Les astronomes appellent cela la méthode du transit et, grâce à la profondeur de la baisse de luminosité, ils en déduisent la taille de la planète. Mais la lumière a une propriété : un corps massif agit comme une lentille.

Un projecteur éclaire droit dans les yeux, et à quelques pas de là, une minuscule luciole scintille. C'est à peu près à cela que ressemble la chasse à une planète de type terrestre autour d'une étoile voisine : la planète est de cent millions à dix milliards de fois plus faible que son étoile, et dans le ciel, elles se confondent presque en un seul point.

Depuis près d'un siècle, la sismologie reste le principal « rayon X » de la planète, sondant les profondeurs par le biais des ondes élastiques. Mais les neutrinos — ces particules fantômes prédites par Wolfgang Pauli — offrent un autre regard.

Les étoiles à neutrons sont l'accord final de l'évolution des étoiles massives. Nées dans le cataclysme d'une supernova, elles compriment une masse comparable à celle du Soleil dans une sphère de la taille d'une métropole terrestre.

Dans les catalogues d'exoplanètes, on trouve une multitude de mondes dont la taille se situe entre celle de la Terre et celle de Neptune. On les divise en deux groupes : les super-Terres rocheuses et les mini-Neptunes gazeuses.

Les habitants de Perth le savent : quand la chaleur du jour devient insupportable, le salut vient de l'océan – une brise fraîche qu'ils appellent affectueusement Freo Doctor. Un vent semblable, mais à l'échelle planétaire, décide du sort des messagers cosmiques qui pénètrent dans l'atmosphère. La chute d'une météorite est un spectacle en deux actes.

Parmi les blocs de glace qui filent dans le vide, il y a des voyageurs particuliers : les comètes interstellaires. Elles sont nées autour d'étoiles lointaines et ont accidentellement fait irruption dans notre voisinage. L'une d'elles, 3I/ATLAS, s'est retrouvée dans le viseur des télescopes alors qu'elle s'approchait du Soleil.

Aux confins du Système solaire, là où le Soleil n'est guère plus brillant que les autres étoiles, des blocs de glace tournoient : ce sont les objets transneptuniens. Leurs orbites évoquent des cerceaux jetés au hasard. Mais regardez de plus près : douze de ces cerceaux ne flottent pas au hasard dans le vide.

Deux faisceaux lumineux courent en sens inverse sur un anneau fermé. Comme la vitesse de la lumière est constante, lorsque l'anneau tourne, l'un des faisceaux doit rattraper une cible qui se déplace, tandis que l'autre va plus vite. Leur rencontre crée une figure qui permet de déterminer la vitesse de rotation de l'ensemble.

À la périphérie du système solaire, bien au-delà de Neptune, des centaines de blocs de glace gravitent. Certains se déplacent comme si une force invisible avait aligné leurs orbites, telles les aiguilles d'une boussole. Il y a dix ans, cela a conduit les astronomes à penser qu'une planète massive, environ dix fois plus lourde que la Terre, se cachait là.

Une toupie lancée en apesanteur ne se contente pas de tourner sur son axe : elle vacille aussi, comme un homme ivre. C'est exactement le comportement de l'astéroïde Apophis : il ne tourne pas régulièrement, mais culbute dans l'espace.

Une pièce sombre, de la poussière flotte dans l'air. Une lampe puissante s'allume – et les particules de poussière s'illuminent, révélant leur position. Les astronomes ont appliqué une technique similaire à notre Galaxie.

Les astronomes ont pointé le James Webb vers une exoplanète en orbite autour de l'étoile Epsilon Indi — une géante gazeuse semblable à Jupiter, à seulement 12 années-lumière. Sur les images thermiques, la planète brillait comme un phare. Mais à côté, on a remarqué un point faible, telle une luciole.

La nuit, un lampadaire lointain semble immobile, mais si l'on s'approche et que l'on regarde attentivement, on peut remarquer qu'il oscille légèrement dans le vent. C'est à peu près ainsi que les astronomes cherchent des planètes autour d'autres étoiles : ils mesurent comment l'étoile se déplace imperceptiblement sous l'attraction de ses compagnons invisibles.

Tous les 1151 ans, les sept planètes du Système solaire — de Mercure à Neptune — se retrouvent presque aux mêmes points de leurs orbites. Leur dispersion est inférieure à un degré, comme si le mécanisme céleste se remontait sur le même air.

Le ciel nocturne est plein de phares qui clignotent avec régularité. Les pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation rapide, et leurs impulsions radio arrivent avec la précision d'un mouvement d'horlogerie.

La petite étoile LHS 3844 tremble. Elle est secouée par un compagnon invisible : une planète rocheuse qui tourne autour d'elle en 11 heures. La planète attire l'étoile, et l'étoile répond par une oscillation à peine perceptible.

Le télescope spatial Gaia mesure les positions des étoiles avec une précision de la microseconde d'arc – c'est comme si, depuis la Terre, on distinguait une pièce de monnaie sur la Lune. En 2022, il a remarqué que l'étoile brillante HD 12800 vacillait légèrement, comme si un compagnon invisible la tirait.

Sept heures : c'est la durée d'une année sur TOI-4552b. Elle file autour de son étoile plus vite que certains satellites autour de la Terre. L'étoile est une naine rouge sombre, quatre fois plus petite que le Soleil, mais la planète en est si proche qu'elle reçoit des centaines de fois plus de chaleur que nous.

Tous les 3,97 jours, le disque de l'étoile TOI-1080 s'assombrit légèrement. L'ombre dure quelques heures : c'est une planète qui passe devant son soleil, comme une mouche devant une lampe. Ces « éclipses » sont captées par le télescope spatial TESS, qui surveille des milliers d'étoiles à la fois.

Sous une fine couche de poussière cosmique rouge sur Mars se cache de la glace d'eau. Sa présence a été confirmée par l'atterrisseur Phoenix, qui a creusé le sol dans la région polaire, et par des instruments orbitaux qui sondent le sous-sol à l'aide de radar et de spectroscopie neutronique.

Chaque seconde, des particules invisibles venues de l'espace — les rayons cosmiques — percutent l'atmosphère terrestre. En entrant en collision avec les molécules d'air, elles génèrent des cascades de particules secondaires, parmi lesquelles les muons sont particulièrement nombreux.

Le télescope Kepler William Borucki captait les faibles scintillements d'étoiles lointaines et a découvert des milliers d'planètes autour d'autres soleils. Parmi elles, un vide béant : il n'existe presque pas de mondes entre les sphères rocheuses et les géantes d'eau flasques.

Si vous versez une poignée de perles colorées sur le sol, elles se répartiront différemment : certaines formeront des tas, d'autres rouleront dans les coins. C'est à peu près ainsi que les galaxies de différentes couleurs – bleues, vertes et rouges – sont dispersées dans l'Univers.

Le lucane cerf-volant, haut comme un ongle, se tient au sol avec ses pattes écartées plus larges que sa propre hauteur. L'éléphant, haut comme une pièce, s'élève au contraire au-dessus du sol comme une tour. Pourquoi donc ? Les deux animaux marchent sur la même terre, mais ils la voient différemment. Pour le lucane, chaque caillou est un rocher, tandis que pour l'éléphant, c'est un grain de sable.

L'étoile HD 137010 est devenue un peu plus sombre pendant dix heures, comme une lampe sur laquelle se serait posé un grain de poussière. Le télescope K2 l'a remarqué en 2017, et sur toute la durée des observations, cela ne s'est produit qu'une seule fois. Les astronomes ont compris : une planète est passée devant l'étoile.

À 350 années-lumière de nous, quatre planètes orbitent autour de l'étoile V1298 Tau. Elles sont 5 à 10 fois plus grandes que la Terre, mais plus légères qu'elles n'en ont l'air. Pendant neuf ans, les astronomes ont suivi leur mouvement pour comprendre leur composition et leur histoire.

Du charbon ordinaire laissé sous un soleil brûlant ne fait que chauffer. Mais si on le transporte dans l'espace et qu'on l'approche du Soleil à une distance vingt fois plus petite que celle de la Terre, il ne tiendra pas plus de quelques minutes. C'est à peu près ce qui arrive aux astéroïdes sombres riches en carbone.

Deux nouvelles planètes tournent autour d'étoiles rouges et sombres. L'une est presque de la taille de la Terre, l'autre est trois fois et demie plus grande. Toutes deux se trouvent dans ce que les astronomes appellent la zone tempérée : là, la lumière de l'étoile ne brûle pas la surface, mais ne la laisse pas non plus dans un froid éternel.

Les étoiles semblables au Soleil tournent rarement en solitaires. Beaucoup d'entre elles dansent avec des partenaires invisibles — les naines brunes : des objets plus gros que des planètes, mais trop légers pour une combustion stellaire stable.

Les horaires de bus dérivent : si on ne les vérifie pas, on rate le bus. Les planètes d'autres étoiles ont le même problème : leurs passages devant le disque se décalent progressivement. Le projet ExoClock a combiné 30 000 observations depuis la Terre et l'espace pour affiner l'horaire de 620 mondes lointains.

Ce n'est qu'en passant devant une étoile que Chiron a révélé son secret. Trois anneaux de glace ceignent ce corps de 200 kilomètres, hybride de comète et d'astéroïde.

En août 2024, le coronographe MIRI du télescope James Webb observait Alpha du Centaure A, l'étoile de type solaire la plus proche du Soleil. À 1,5 seconde d'arc de l'étoile, une source ponctuelle S1 a clignoté. Flux de 3,5 mJy, contraste de 5,5×10⁻⁵. Quatre à six sigma. Un phare a brillé dans la brume.

Le radiotélescope RATAN-600 est un anneau de centaines de panneaux d'aluminium sur le flanc d'une montagne en Karatchaïévo-Tcherkessie. Au printemps 2018, son miroir a capté les ondes radio de seize naines rouges — des étoiles petites, sombres, mais à la très longue durée de vie.