période de rotation

Le vent solaire est un flux continu de particules chargées s'échappant du Soleil. Il comporte deux composantes principales : les protons (noyaux d'hydrogène) et les particules alpha (noyaux d'hélium, quatre fois plus lourds).

Au cœur de la Voie lactée, des étoiles tournent autour d'un trou noir supermassif invisible. L'une d'elles, S301, fait le tour complet en seulement 8,7 ans. Sa trajectoire ressemble à une ellipse très aplatie : tantôt elle frôle le trou noir, tantôt elle s'en éloigne. Au moment de la plus grande approche, la distance qui l'en sépare devient minuscule à l'échelle cosmique.

Deux cent quatre-vingt-neuf jours — c'est la durée d'une rotation de la naine blanche WD 1532+129. Ce n'est pas qu'un simple record : à sa surface, près des pôles magnétiques, apparaissent des cicatrices de fer et d'autres métaux — des témoins silencieux des planètes qu'elle a englouties.

Une personne sur une vieille photo se tient dans une foule tout en tournant sur elle-même — deviner son âge est presque impossible. C'est à peu près ainsi que les astronomes déterminent l'âge et la masse des étoiles lointaines, et ils se trompent souvent.

Un lampadaire qui clignote quand quelqu'un passe devant. C'est un peu ce que fait Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche de nous : elle s'embrase en réponse au mouvement de ses planètes. Les astronomes ont observé cette étoile avec un instrument très sensible, le spectrographe ESPRESSO. Comme un prisme, il décompose la lumière en couleurs.

Une toupie qui tourne tout en oscillant légèrement : c'est à peu près ainsi que les astronomes imaginent l'étoile à neutrons du système binaire Hercule X-1. Elle effectue une rotation complète sur elle-même en une seconde, mais son axe décrit lentement un cône avec une période de 35 jours.

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.

Le manège fait tourner tous les chevaux dans le même sens, mais l'un d'eux s'obstine à galoper à contre-courant. C'est exactement ce que fait la planète TOI-1710 b autour de son étoile. À l'aide des instruments HARPS-N et GIANO-B, les astronomes ont mesuré son inclinaison : 149 degrés.

Le destin d'une civilisation ne se joue pas seulement sur la chance ou les catastrophes. Des scientifiques ont modélisé mille ans d'histoire selon dix scénarios différents, en tenant compte de la consommation des ressources, de la gouvernance et des chocs aléatoires.

L'étoile GJ 436 est une naine rouge sombre, et autour d'elle orbite une planète de la taille de Neptune, mais sur une orbite presque verticale. Les astronomes ont enregistré le spectre de cette étoile pendant 18 ans pour suivre ses taches et ses éruptions.

Une étoile à neutrons de la taille d'une ville est le noyau comprimé d'un astre défunt. Certaines deviennent des pulsars — des phares cosmiques aux éclats périodiques. Leur champ magnétique est des milliards de fois plus intense que celui de la Terre ; aux pôles, il jaillit en un geyser tumultueux.

Le radiopulsar J1574+4703 est une étoile qui se comporte comme un phare capricieux. Au lieu d'émettre en continu, il allume son faisceau radio par brèves impulsions, puis se tait longuement. De tels objets sont appelés « transitoires radio rotatifs » — en abrégé RRAT.

Une étoile à neutrons de la taille d'une ville effectue trente rotations par seconde. Son champ magnétique est des milliers de milliards de fois plus intense que celui de la Terre.

Une éruption solaire ressemble à un court-circuit dans une enseigne au néon géante. À l'intérieur du Soleil, les champs magnétiques s'enroulent en boucles, comme des élastiques torsadés, et lorsqu'ils se reconnectent, de l'énergie est libérée dans l'espace.

Une étoile comme le Soleil bourdonne comme une cloche : à l'intérieur, des ondes sonores font vibrer imperceptiblement la surface. Grâce à ces vibrations, les astronomes, comme des médecins qui prennent le pouls, jugent de la température, de la densité et de l'âge de l'étoile.

Le Soleil n'est pas une sphère paisible, mais un chaudron bouillonnant qui vit selon ses propres rythmes. Environ tous les 11 ans, son activité atteint un pic : davantage de taches sombres apparaissent à sa surface, et des flux de particules chargées s'élancent dans l'espace. Mais à l'intérieur de ce grand cycle se cache un rythme plus court, d'environ 1,7 an.

La jeune étoile RY Tau ressemble à une toupie capricieuse. Autour d'elle tourne un disque plat de gaz et de poussière — les restes du nuage dont l'étoile est née. Une partie de la matière du disque est attirée par l'étoile, comme par un aspirateur, tandis qu'une autre partie est rejetée en un étroit cône de vent, tel un jet d'eau.

L'étoile à neutrons 1E 161348-5055, dans le rémanent de supernova RCW 103, pulse avec une période de 6,67 heures. C'est très lent pour un objet aussi compact, et les astronomes ont longtemps peiné à comprendre ce qui se passe.

Un bloc de glace de la taille d'une petite ville file à travers l'espace. Lorsqu'il s'approche du Soleil, la glace commence à se vaporiser, et des jets de gaz et de poussière s'échappent de la comète. Ces jets agissent comme de minuscules moteurs-fusées : ils poussent la comète et la font tourner.

Des astronomes ont découvert une paire rapprochée d'étoiles dont la danse orbitale s'accélère d'année en année. Ce sont des naines blanches — des restes refroidis et hyperdenses d'étoiles, de taille comparable à la Terre, où la matière est comprimée à l'état dégénéré.

Grâce au télescope Keck et à la méthode de spectroscopie (analyse de la lumière qui révèle la vitesse de rotation), des astronomes ont mesuré 32 objets : des planètes géantes aux naines brunes — des corps plus lourds que les planètes mais plus légers que les étoiles, qui ne se sont jamais allumés.

Une jeune étoile ressemble à une toupie à plusieurs étages : ses couches externes tournent plus lentement que ses couches internes. Le champ magnétique y agit comme des fils solides qui relient ces couches entre elles. Lorsque les vitesses diffèrent, les fils commencent à se tordre et à se tendre de plus en plus.

L'astéroïde Didyme a ralenti sa rotation après que la sonde DART s'est écrasée sur son satellite Dimorphos. La raison : l'impact a aplati Didyme, qui s'est élargi à la taille, comme un patineur qui écarte les bras.

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.

Deux muons naissent de la désintégration d'un méson êta et s'éloignent, liés par l'intrication quantique. Une expérimentatrice, Alice, mesure le spin du muon négatif, tandis qu'un autre, Bob, enregistre la direction du positron issu de la désintégration du muon positif.

Il y a cent ans, la mécanique quantique offrait au monde une image cohérente : la rotation d'une particule autour d'un point ne peut se faire qu'avec des quantités bien précises de moment cinétique, des nombres entiers multipliés par la constante de Planck.