saturne

Dans la famille stellaire de la galaxie du Phénix, il y a cinq vieux amas globulaires, et le sixième enfant a longtemps été considéré comme un enfant trouvé.

Dans une maison sur une rue ensoleillée vit une grande famille : un père géant, toujours assis près de la fenêtre, et un petit enfant qui court dans la cour.

Oubliez les images habituelles des noyaux planétaires — la frontière nette entre roche et gaz est révolue. La sonde Juno, en plongeant dans le champ gravitationnel de Jupiter, et Cassini, dans les bras de Saturne, ont découvert que les éléments lourds ne sont pas concentrés au centre mais étalés sur une vaste région…

Pendant des années, le Soleil a taquiné les astrophysiciens. Dans son atmosphère, les éléments réfractaires — comme des épices dans une recette de base — étaient légèrement moins abondants que chez des étoiles jumelles presque identiques. Un soupçon a émergé : notre étoile ferait-elle la fine bouche, refusant le « dessert » planétaire que d'autres engloutissent avec appétit ?

Avec James Webb, les astronomes ont « sorti » une troisième planète géante du disque de poussière trouble de l'étoile β Pictoris. On connaissait déjà les deux autres, mais celle-ci se cachait dans la lumière éclatante, comme un poisson dans une eau boueuse.

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.

Pendant vingt-trois ans, Hubble et James Webb ont scruté le cœur d'Omega Centauri, un amas globulaire où des millions d'étoiles se pressent dans un espace d'environ cent cinquante années-lumière de diamètre.

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.

Parmi les centaines de lunes du Système solaire, Néréide exécute la danse la plus échevelée : tantôt elle plonge vers Neptune à 1,4 million de kilomètres, tantôt elle s'élance au loin à 9,7 millions – le tout en moins d'une année terrestre. Une excentricité de 0,75 – la marque d'une errante capturée.

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.

Grâce au télescope spatial James Webb, les astronomes ont mené une spectroscopie du centaure Chiron, un corps glacé des confins du Système solaire. Résultat : son activité gazeuse évoque un mille-feuille. À la surface, le dioxyde de carbone s'évapore, formant une croûte supérieure.

Le champ magnétique d'une planète ressemble à un bouclier invisible : il capture les particules chargées du vent solaire et s'étire derrière la planète en une longue traîne, comme une écharpe qui flotte.

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.

Aux confins du système solaire, bien au-delà de l'orbite de Neptune, quelque chose dévie les blocs de glace. Leurs orbites sont allongées et inclinées de la même manière, comme si une main invisible les avait disposées selon un même schéma.

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.

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.

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.

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.

Lorsqu'une planète passe devant son étoile, une partie de la lumière stellaire est filtrée à travers son atmosphère. Les gaz de l'atmosphère absorbent certaines couleurs et en laissent passer d'autres, comme les vitraux colorés. En observant quelles couleurs sont atténuées, on peut déterminer la composition de l'air de ce monde lointain.

Le télescope spatial TESS surveille des milliers d'étoiles et capture le moment où une planète passe devant le disque de son étoile — la lumière de l'étoile diminue alors légèrement. C'est ainsi que les astronomes ont repéré deux planètes autour d'étoiles semblables à notre Soleil.

Dans le noyau dense de l'amas globulaire NGC 6397, où les étoiles se bousculent comme des passagers à l'heure de pointe, les astronomes ont remarqué un couple étrange.

Le système de Saturne, il y a 300 millions d'années, ressemblait à une piste de danse bondée. Le satellite le plus massif, Titan, a commencé à dériver, et ce mouvement a déséquilibré ses voisins. L'une des lunes a percuté Titan ; les débris ont tourbillonné, s'assemblant pour former Hypérion.

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.

Titan, découvert par Christiaan Huygens en 1655, ressemble à une toile sans cesse repeinte. Les impacts de poussière cosmique et d'astéroïdes y laissent des marques, des cratères.

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.

Le ciel nocturne semble parsemé d'étincelles identiques. Mais parmi elles se cachent de véritables géantes : les supergéantes rouges. Ce sont des étoiles des centaines de fois plus larges que le Soleil et si lumineuses qu'on les voit depuis des distances énormes. On croirait qu'il n'y a pas de meilleurs phares pour cartographier la Galaxie.

Dans les ténèbres de l'espace interstellaire dérivent des millions de planètes vagabondes — des mondes sans attache à aucune étoile. On ne peut presque pas les voir, mais quand un tel vagabond passe devant une étoile lointaine, sa gravité courbe la lumière et crée un instant une loupe cosmique.

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.

Grâce à James Webb, le télescope spatial le plus puissant jamais conçu, les astronomes ont jeté un coup d'œil dans la loge cosmique et ont observé les anneaux de l'astéroïde Chariclo en pleine métamorphose.

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.

Dans le flux des rayons cosmiques — ces particules qui nous parviennent des profondeurs de la Galaxie — le titane est rare. Ses noyaux sont presque impossibles à distinguer de ceux du fer : tous deux sont lourds, tous deux laissent des traces similaires dans les détecteurs.