système planétaire

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.

Les astronomes capturent les planètes lointaines en observant le tremblement de leurs étoiles : un compagnon invisible tire l'étoile tantôt vers nous, tantôt nous la fuyons, et sa lumière change légèrement de teinte. Mais ce tremblement ne révèle que la moitié de la vérité.

Le ciel nocturne semble immuable, mais les galaxies échangent constamment de la matière. La Voie lactée, tel un grand fleuve, absorbe des ruisseaux plus petits – les galaxies naines. Avec leurs étoiles, des planètes peuvent aussi nous parvenir.

Deux étoiles tournent l'une autour de l'autre comme des danseurs qui se rapprochent puis s'éloignent. Avec le temps, l'une enfle et ses couches externes se déversent sur sa voisine. Celle qui reçoit la matière étrangère ne se distingue en rien d'une étoile solitaire — mais sa surface se souvient de tout.

Dans un même système stellaire, deux équipes de planètes gravitent. Les unes suivent des orbites régulières, comme des patineurs sur une patinoire, évitant les collisions. Les autres se regroupent, leurs trajectoires se croisent, et tôt ou tard, un accident cosmique se produit — un impact géant.

Au centre de la Voie lactée, enveloppé de poussière et de lueurs, se cache un trou noir supermassif — Sagittaire A*. Autour de lui, tels des papillons de nuit attirés par la flamme, tournoient des dizaines d'étoiles repères.

L'univers résonne de silence. La part du lion de la matière — environ 85 % — reste invisible, ne se manifestant que par la gravité. Déjà Vera Rubin avait montré que les galaxies tournent comme si une masse invisible les enveloppait.

Vous vous souvenez de la comète comète 1I/Oumuamua, ce premier objet venu d'une autre étoile ? Sa trajectoire hyperbolique ne laissait aucun doute : c'était un vagabond de l'espace interstellaire.

Chaque étoile est une archive vivante, et son spectre, un manuscrit multicouche. Pendant des milliards d'années, l'histoire de la galaxie s'y écrit : l'évolution chimique galactique de la Voie lactée laisse une trace continue dans l'abondance des éléments.

Uranus et Neptune étaient autrefois considérées comme des géantes de glace, en raison des épaisses couches d'eau, de méthane et d'ammoniac gelés que l'on pensait y trouver.

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.

Aux confins du système solaire se dissimulent des milliers d'objets de la taille d'une exoplanète. Parfois, leurs trajectoires croisent l'orbite de la Terre. Pas besoin de collision : même en passant à proximité, une telle masse peut semer le chaos.

La comptabilité cosmique a déraillé. Le comptable fait le bilan : dans une colonne, toutes les planètes que les astronomes ont recensées dans la Galaxie ; dans l'autre, les réserves de matériaux de construction dans les cocons de poussière des étoiles nouveau-nées. Les chiffres ne collent pas.

Deux trous noirs se percutent de plein fouet à grande vitesse, tandis qu'un troisième tourne à proximité. Dans la vie courante, un tel accident produirait une onde de choc d'ondes gravitationnelles (des ondulations de l'espace, comme celles d'un caillou jeté dans un étang).

La première exoplanète a été découverte autour d'un phare cosmique pas comme les autres : une étoile à neutrons, plus connue sous le nom de pulsar. Ces résidus ultradenses d'étoiles mortes tournent sur eux-mêmes à une vitesse vertigineuse et émettent des impulsions radio très régulières.

Le nuage d'Oort est un essaim sphérique de milliards de corps glacés situé à la limite du Système solaire, à environ une année-lumière du Soleil. Ces objets sont presque immobiles les uns par rapport aux autres, jusqu'à ce qu'une perturbation gravitationnelle vienne troubler leur repos.

Une corde de guitare ne produit que certaines notes lorsqu'on la pince sur les frettes. De même, le disque de gaz et de poussière autour d'une jeune étoile est parcouru d'ondes stationnaires, mais seules certaines vibrations survivent.

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.

Autour de lointains corps glacés de la taille d'une ville, qui orbitent au-delà de Neptune, on a trouvé des anneaux de poussière cosmique et de glace. De petites lunes tournent souvent à proximité. L'analyse mathématique a montré que l'attraction d'une lune fait osciller l'anneau comme une balançoire, le faisant pencher.

Les autres galaxies ne sont que d'anciennes photographies, mais nous observons la Voie lactée en direct.

Le télescope Kepler a observé des milliers d'étoiles pendant des années, détectant les planètes grâce aux minuscules baisses de luminosité lorsqu'elles passent devant leur étoile. Ce passage, ou transit, permet de mesurer la taille de la planète, mais pas la forme de son orbite.

Un bloc de glace traverse le Système solaire sur une trajectoire ouverte : il arrive de l'espace interstellaire, contourne le Soleil et repart dans l'obscurité.

Un morceau de sucre posé sur une soucoupe à côté d'une tasse de thé brûlant. Si on le laisse tomber dans le thé, il se dissout en quelques minutes. Mais si on l'y plonge lentement, le sucre fond peu à peu, cédant sa douceur à la boisson. C'est un peu ce qui se passe dans deux paires d'étoiles récemment découvertes, sauf que le sucre est remplacé par une naine brune et le thé par une étoile.

Un nuage orageux accumule de l'électricité comme une batterie avant l'éclair. Il peut se décharger de deux manières : par un éclair ou par la création de particules à charge minuscule, appelées particules milli-chargées. Ces particules sont presque invisibles pour les instruments, mais on peut détecter leur trace en observant la fréquence des éclairs.

Dans l'amas stellaire NGC 2158, âgé de plus d'un milliard d'années, les astronomes ont compté la fréquence des étoiles vivant en couple. Le télescope Hubble a observé l'amas très longtemps pour détecter les étoiles les plus faibles, celles qui pèsent moins d'un tiers de la masse du Soleil.

Les étoiles bleues géantes naissent généralement dans des pouponnières stellaires exiguës — les amas ouverts du fin disque de notre Galaxie. Mais parfois, on en découvre bien au-dessus du disque, comme éjectées de leur foyer. Comment sont-elles arrivées là ?

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.

Le cosmos fonctionne comme une table de billard. Les planètes externes massives, telles des boules lourdes, transmettent leur énergie aux petits mondes internes. Un tel coup gravitationnel peut éjecter une petite planète hors de son système stellaire. Elle se transforme en vagabonde libre — une exoplanète sans étoile.

Dans un amas stellaire, comme sur une piste de danse bondée, les étoiles massives restent rarement seules. Le plus souvent, elles tournent en paires ou en trios, et la distance entre elles peut être plus petite que celle de la Terre au Soleil.

Deux étoiles, en se rapprochant dans une danse cosmique, subissent un balancement supplémentaire — conséquence de la courbure de l'espace-temps (un effet prédit par Einstein). Une planète qui orbite autour d'elles se balance aussi.

L'Univers est rempli d'une masse invisible — la matière noire. Une des hypothèses : ce serait de minuscules trous noirs, nés au moment du Big Bang. Avec une masse d'astéroïde et une taille plus petite qu'un atome, ils traversent les planètes sans laisser de trace.

Dans le nuage sombre NGC 6334I-North, à 5500 années-lumière de la Terre, l'interféromètre radio ALMA a aperçu quelque chose d'inattendu : autour d'une jeune étoile massive tourne un disque de gaz et de poussière, et à l'intérieur, sept condensations denses. Chacune d'elles pourrait devenir une étoile.

Une toupie inclinée sur une table, autour de laquelle tourne une galette de poussière. Voilà à quoi ressemble un jeune système stellaire où l'axe de rotation de l'étoile et le plan du disque protoplanétaire ne coïncident pas.