échauffement par effet de marée

Un aspirateur aspire la poussière, même si elle est plus abondante près du suceur. Il en va de même dans un tokamak : les particules de plasma sont attirées vers le centre, alors que leur densité est plus élevée au bord. Ce phénomène est appelé « pinch de particules », et il contredit la règle habituelle selon laquelle tout tend à se déplacer d'une zone dense vers une zone raréfiée.

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).

Jetez un caillou dans un étang, et des cercles se propagent à la surface. De la même manière, tout corps, même le plus petit, perturbe le champ gravitationnel qui l'entoure. Dans le vide froid de l'espace, ces perturbations, telles des rides sur une surface calme, font que deux objets proches se repoussent toujours.

Le cosmos est en expansion, et cette expansion s'accélère. Mais que se passerait-il si, dans les premiers instants après le Big Bang, la gravité agissait différemment ? Les auteurs de cette nouvelle étude ont ajouté aux équations d'Einstein un champ invisible qui capte l'énergie de la matière et du rayonnement ordinaires.

L'Univers primordial ressemble à un ressort comprimé à l'extrême. Dans les premiers instants, il s'est expansé à une vitesse inimaginable — cette phase est appelée inflation.

27 jours à l'équateur, 32 aux pôles. Cinq jours de différence — et en un an, l'équateur prend près d'une semaine d'avance. Une boule de gaz de 1,4 million de kilomètres de diamètre tourne comme une toupie multicouche : chaque couche se déplace à sa propre vitesse.

Dans les premiers instants après le Big Bang, l'Univers vibrait comme une cloche. L'inflation — une époque d'expansion rapide confirmée par les mesures du Fond diffus cosmologique — a pris fin, et le champ de l'inflaton a commencé à osciller autour du minimum de son potentiel.

Tous les 165 jours, la planète géante plonge vers son étoile, effleurant presque sa couronne de feu, puis s'envole dans le vide glacé. C'est TIC 241249530 b — une exoplanète avec une excentricité record de 0,94.

Une sphère presque sans poids pour sa taille tourne autour de son étoile tous les quatre jours. La planète TOI-2195 A b est une véritable énigme : par sa masse, elle est un peu plus lourde que Neptune, mais elle s'est gonflée jusqu'à atteindre des volumes jupitériens. S'il existait un océan assez grand, cette exoplanète flotterait à sa surface, tel un énorme ballon gonflable.

Au centre de l'attention se trouvent de minuscules cités stellaires : les galaxies naines ultra-faibles. Elles ressemblent à des essaims de lucioles dispersés qui tournoient dans un vaste nuage invisible. Ce nuage est un halo de matière noire ultra-légère. Ses particules sont si légères qu'elles se comportent non pas comme des boules de billard, mais comme des ondes.

Dans les océans profonds des lunes glacées, l'eau ne reste pas immobile. Des jets d'eau chaude s'élèvent du fond rocheux, mais la rotation de la planète les enroule en de longs rouleaux inclinés, allongés le long de l'axe de rotation. Auparavant, ce processus ne pouvait pas être pris en compte dans les modèles globaux — trop complexe.

La jeune Terre était une boule bouillante de roche liquide, tandis que Théia, qui l'a percutée, avait eu le temps de refroidir et de se solidifier.

On secoue vigoureusement une casserole de soupe bouillante — le liquide clapote, les vagues battent contre les parois. C'est à peu près ce qui se passe à l'intérieur d'une planète gazeuse lorsqu'elle passe près de son étoile sur une orbite allongée. La gravité de l'étoile excite de puissantes ondes internes dans la planète — on les appelle modes fondamentaux de marée.

Un caillou de la taille d'un grain de raisin entre dans l'atmosphère presque en rasant et file au-dessus du sol sans tomber. C'est exactement ce qui est arrivé à un météoroïde d'environ 45 grammes.

Stephen Hawking a imaginé que l'Univers n'est pas né d'une explosion, mais a émergé en douceur du « néant » quantique. Dans les mondes à géométrie concave (espace anti-de Sitter), cette naissance possède un bord — comme la peau d'un tambour.

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.

La surface d'Europe est une armure de glace sans cesse mitraillée par des particules chargées provenant de la magnétosphère de Jupiter. Les électrons percutent le réseau cristallin de la glace, perdent de l'énergie et déclenchent des réactions chimiques.

Le télescope James Webb scrute de plus en plus souvent les exoplanètes — ces mondes qui orbitent autour d'étoiles lointaines. Certaines sont des boules de roche brûlantes, toujours tournées vers leur étoile d'un même côté. Là-bas, la roche fond et forme des océans de lave liquide. Comment cette lave se déplace-t-elle ?

Sous la coquille de glace d'Encelade, un océan bouillonne, fonctionnant comme une pompe à chaleur idéale. Il pousse la chaleur de l'équateur vers les pôles, dépensant mille fois moins d'énergie qu'il n'en transporte — comme un mouvement perpétuel intégré à la lune. Tout le secret réside dans le sel.

Les planètes naissent de la poussière. Dans le disque qui entoure une jeune étoile, d'infimes grains de poussière se heurtent, s'agglutinent et grossissent peu à peu, comme une boule de neige qui dévale une pente.

Un tube silencieux avec une grille chauffée à l'intérieur. La tension sur la grille augmente brusquement — et le tube se met soudain à bourdonner, en s'entretenant tout seul. Ce n'est pas une panne, mais une transition vers un autre état stable, comme une bille qui, ayant franchi une colline, roule dans un creux voisin.

La glace glisse sous la lame du patin comme un savon mouillé entre les mains. Pendant un siècle, les scientifiques ont débattu de l'origine de cette glissance. Certains affirmaient qu'une fine couche d'eau recouvrait déjà la surface et servait de lubrifiant. D'autres rétorquaient que l'eau n'apparaissait qu'au moment du mouvement, générée par le frottement.

Une chaîne d'atomes chauffée, alignés en ligne, se comporte comme un minuscule trou noir. Cette chaîne est une rangée de particules, chacune ressemblant à un petit aimant. À température ordinaire, les petits aimants se retournent de manière chaotique, mais si on les refroidit, ils s'alignent dans un ordre unique.

Une galaxie entre dans un amas dense comme un coureur dans une foule. Le flux de gaz rencontré — appelé milieu intra-amas — lui arrache son propre gaz, étirant une longue queue lumineuse. Les astronomes ont surnommé ces galaxies des méduses : elles ont un corps et des tentacules flottants faits de matière arrachée.

Les exoplanètes qui sont toujours tournées vers leur étoile d'un seul côté condamnent leur moitié nocturne à un froid éternel. Mais les montagnes peuvent tout changer. Les irrégularités de la surface secouent l'océan d'air, dirigeant les flux d'humidité à travers la frontière entre le jour et la nuit.

Le jeune système solaire ressemblait à un immense chantier : autour du Soleil nouveau-né tourbillonnait un disque de gaz et de poussière, et de cette poussière se sont peu à peu agrégés des cailloux, des blocs, puis des embryons de planètes — les planétésimaux.

Bien sous nos pieds, à des centaines de kilomètres de profondeur, se trouve une couche capable d'absorber l'eau comme une éponge. Les minéraux qui s'y trouvent — la wadsleyite et la ringwoodite — peuvent retenir jusqu'à 1 à 2 % de leur poids en eau dans leur réseau cristallin.

Les planètes errantes, éjectées de leur système stellaire, pourraient abriter la vie sur leurs lunes. Une lune d'une telle planète peut conserver chaleur et eau liquide pendant des milliards d'années. Tout le secret réside dans une « couverture » fiable et un « poêle » interne.

Une planète géante orbite trop près de son étoile. À chaque révolution, elle tire sur l'étoile par sa gravité, et des vagues naissent dans les profondeurs de l'étoile, comme les cercles produits par une pierre jetée dans l'eau. Ces vagues freinent l'orbite de la planète, qui tombe en spirale dans l'étoile. L'étoile avale la planète et se met à tourner plus vite.

Au nord de la plaine d'Arabia Terra s'étendent des champs qui ressemblent à un cerveau géant : crêtes et sillons serpentent comme des circonvolutions. Sur Terre, de tels motifs apparaissent dans les régions froides lorsque l'eau du sol gèle puis dégèle, et que les pierres se rassemblent d'elles-mêmes en bandes.

Les glaciers ne s'assombrissent pas seulement à cause de la suie. À leur surface vivent de minuscules algues qui, avec le réchauffement, prolifèrent et rendent la glace sombre. La glace sombre absorbe davantage de lumière solaire, fond plus vite et réchauffe encore plus la planète. C'est comme un tee-shirt noir qui devient plus chaud au soleil qu'un tee-shirt blanc.

À l'intérieur des planètes géantes, comme Jupiter et Saturne, la chaleur ne monte pas toujours librement. Les éléments lourds, plus abondants dans certaines couches que dans d'autres, empêchent le fluide chaud de remonter. Il se produit alors une semi-convection : un mélange où la chaleur et la composition se propagent à des vitesses différentes.

La planète dont l'orbite est légèrement elliptique plonge à chaque révolution vers son étoile puis s'en écarte. L'attraction variable l'échauffe, et les roches solides fondent, se transformant en un océan de lave.

Un mince filet d'eau coule sur une planche froide et inclinée et se transforme sous vos yeux en une crête de glace. D'abord, l'eau se fraye un chemin droit dans la glace, comme si elle renforçait ses propres berges. Puis le ruisselet commence à serpenter, et la glace s'étale rapidement sur les côtés. Enfin, la crête cesse de s'élargir et commence à s'épaissir, lissant les irrégularités.

Les Jupiter chauds — des exoplanètes géantes qui tournent tout près de leur étoile — sont mystérieusement gonflés. Leur rayon dépasse souvent de 50 à 100 % ce que prédisent les modèles standards de formation.

Les roches lunaires ont rapporté une énigme : leur âge est de 4,35 milliards d'années, mais la Lune elle-même aurait dû apparaître 150 millions d'années plus tôt. Le temps manquant est caché dans le réchauffement par les marées.

La gravité de la planète comprime et pétrit rythmiquement la lune, comme une pâte : ce « malaxage » constant échauffe l'intérieur, et des océans d'eau peuvent subsister longtemps sous la croûte de glace. Dans la galaxie, il y a une multitude de planètes errantes, éjectées par une…

Le type de planète le plus courant dans notre Galaxie est celui des mondes rocheux autour d'autres étoiles, ou exoplanètes, enveloppés du gaz le plus simple, l'hydrogène. Leur contenu est resté un mystère jusqu'à ce que des scientifiques reproduisent en laboratoire les conditions de leurs entrailles.

Après la naissance de la Lune, la Terre ressemblait à une pâte brûlante : un océan de magma liquide sous un épais voile de gaz. La Lune agissait comme une immense cuillère, pétrissant sans cesse cette pâte par sa gravité. Les frottements généraient de la chaleur, retardant le refroidissement.

Beaucoup de planètes autour d'autres étoiles — exoplanètes — ont des orbites allongées. À chaque rapprochement, la gravité de l'étoile les comprime et les étire, comme si elle pétrissait une pâte. Les frottements réchauffent l'intérieur au point de faire fondre la roche, créant des océans de magma souterrains.