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Satellites, trous noirs, exoplanètes : quand la science voyage au-delà de la Terre

6 épisodes
  • 1
    Trous noirs : sont-ils stables ?
  • 2
    Comment étudie-t-on le climat des autres planètes ?
  • 3
    Satellites : l’importance des « points de Lagrange »
  • 4
    Le plasma, carburant du futur pour les satellites 
  • 5
    À la recherche de formes de vie sur les lunes de Jupiter
  • 6
    Comment détecter la vie sur les planètes lointaines ?
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Épisode 1/6

Trous noirs : sont-ils stables ?
Arthur Touati, doctorant en mathématiques à l’École polytechnique (IP Paris)
Le 1 juin 2022
5 min. de lecture
Arthur Touati 1
Arthur Touati
doctorant en mathématiques à l’École polytechnique (IP Paris)

En bref

  • Les trous noirs ont d’abord été des objets mathématiques, sous-produits inattendus de la théorie de la relativité générale publiée en 1915 par Albert Einstein.
  • Si la densité d’un corps dépasse un certain seuil, celui-ci déformera l’espace autour de lui et deviendra un trou noir. Par exemple, pour que la Terre soit un trou noir, il faudrait la faire rentrer dans une pistache.
  • Récemment, deux mathématiciens ont démontré que ces objets surprenants sont stables, première étape vers la compréhension de la conjecture de l’état final.
  • On peut espèrer, d’ici peu et grâce aux nouvelles technologies, observer la naissance ou du moins la jeunesse d’un trou noir afin de mieux les comprendre.
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Épisode 2/6

Comment étudie-t-on le climat des autres planètes ?
Isabelle Dumé, journaliste scientifique
Le 1 juin 2022
5 min. de lecture
François Forget
François Forget
directeur de recherche au CNRS en astrophysique

En bref

  • Au Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), la plupart des chercheurs étudient le climat terrestre à l’aide d’observations par satellite et de modèles numériques qui simulent son atmosphère.
  • Leur objectif : prévoir ce qui se passera dans le futur, sur notre planète comme sur d’autres.
  • Par exemple ils ont développé Dynamico pour calculer la circulation atmosphérique de la Terre — les dépressions, les anticyclones et les vents – qu’ils ont pu appliquer à Mars et Venus.
  • Ils tentent également de modéliser le climat sur Mars d’il y a quelques milliers ou même milliards d’années jusqu’à des périodes glaciaires (récemment) voire des lacs et des rivières (il y a très longtemps) à sa surface.
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Épisode 3/6

Satellites : l’importance des « points de Lagrange »
Paul Ramond, post-doctorant en astrophyisque à l’Université Paris Dauphine-PSL
Le 1 juin 2022
6 min. de lecture
Paul Ramond modifiée
Paul Ramond
post-doctorant en astrophyisque à l’Université Paris Dauphine-PSL

En bref

  • Le satellite JWST, lancé le 25 décembre 2021, a récemment atteint son point d'ancrage en orbite autour du soleil, connu sous le nom de point de Lagrange L2.
  • Les points de Lagrange reposent sur une énigme mathématique connue sous le nom de « problème des trois corps », qui implique, par exemple, deux corps célestes qui sont en orbite autour du soleil. Cette orbite est le premier point de Lagrange.
  • Le référentiel co-tournant, qui permet de réduire la trajectoire du satellite en un point, permet de trouver les deux autres points de Lagrange, L2 et L3, se situant sur le même axe.
  • Mais il existe en réalité plus de trois points de Lagrange. C’est Joseph Louis Lagrange qui démontrera qu’il en existe 5. Cependant les deux autres points ne sont pas dans le même référentiel que les premiers.
Épisode 4/6

Le plasma, carburant du futur pour les satellites 
Le 6 décembre 2022
4 min. de lecture
CHABERT Pascal
Pascal Chabert
directeur de recherche CNRS au Laboratoire physique des plasmas (LPP*) et professeur chargé de cours à l’École polytechnique (IP Paris)

En bref

  • Les plasmas froids, à faible degré d’ionisation, peuvent être utilisés pour la propulsion de satellites.
  • Pour ce faire, il faut ioniser un gaz pour obtenir des ions positifs et les accélérer : on consomme ainsi moins de carburant.
  • Cependant, il faut neutraliser le flux positif qui sort du satellite, afin de pas avoir un excès de charge positive.
  • Le projet PEGASES propose donc un plasma contenant à la fois des ions positifs et négatifs, accélérés alternativement dans l’espace.
  • Le projet a permis d’identifier l’iode comme le gaz idéal à partir duquel créer le plasma de propulsion, au lieu du xénon habituellement utilisé.
Épisode 5/6

À la recherche de formes de vie sur les lunes de Jupiter
Le 13 juin 2023
7 min. de lecture
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Olivier La Marle
responsable du programme Sciences de l’Univers au CNES

En bref

  • La mission JUICE a pour but de tester les conditions qui auraient pu conduire à l’émergence d’environnements habitables sur 3 des 4 lunes gelées de Jupiter.
  • Pour son financement, la collaboration entre agences spatiales est nécessaire : chaque pays construit une partie de l’instrumentation qui sera embarquée.
  • Pour JUICE, la France est responsable du spectromètre infrarouge, et a contribué au développement d’une demi-douzaine d’autres instruments.
  • L’un des axes de recherche du CNES concerne la miniaturisation, car la masse de la charge utile est un des problèmes principaux dans l’espace.
  • Parmi les quelques résultats attendus de la mission : comprendre les effets sismiques provoqués par Jupiter ou encore la croûte glacée de ses lunes.
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Épisode 6/6

Comment détecter la vie sur les planètes lointaines ?
Le 21 mai 2024
4 min. de lecture
de Julien de Wit
Julien de Wit
professeur associé de sciences planétaires au MIT
Amaury Triaud
Amaury Triaud
professeur d'exoplanétologie à l'Université de Birmingham

En bref

  • Habituellement, c’est la détection de certains composés chimiques dans l’atmosphère qui permet de repérer les exoplanètes.
  • Une nouvelle approche est envisagée : rechercher une faible concentration de CO2 dans l’atmosphère des exoplanètes.
  • Pour cause, sur Terre, la majeure partie du CO2 a été dissoute dans les océans, puis enfouie dans la croûte terrestre. Une faible proportion de CO2 atmosphérique serait donc une « signature » chimique de la présence d’eau.
  • Cette méthode pourrait être facilitée par le télescope spatial James Webb de la NASA.
  • L’objectif ultime : déterminer si les conditions de surface des exoplanètes sont similaires à notre Terre pour éventuellement rechercher des signes de vie.

Auteurs

Arthur Touati 1

Arthur Touati

doctorant en mathématiques à l’École polytechnique (IP Paris)

Arthur Touati travaille sur les ondes gravitationnelles haute-fréquences et est auteur du livre de vulgarisation Voyage Au Cœur De l'Espace-temps (éditions First).

Ses contributions

Trous noirs : sont-ils stables ?
Isabelle Dumé

Isabelle Dumé

journaliste scientifique

Isabelle Dumé est titulaire d'un doctorat en physique. Elle collabore avec différents magazines scientifiques et médias, des institutions publiques et privées, et des acteurs de l'enseignement supérieur et de la recherche en France et dans le monde.

Ses contributions

Paratonnerres et antennes : applications de la filamentation laser
Comment utiliser les rayons X pour tester les matériaux sans les abîmer ?
Soigner les tumeurs en profondeur grâce à l’accélération laser-plasma
Comment étudie-t-on le climat des autres planètes ?
Nucléaire : qu’est-ce qu’un réacteur de 4ème génération ?
Voir toutes ses contributions
Paul Ramond modifiée

Paul Ramond

post-doctorant en astrophyisque à l’Université Paris Dauphine-PSL

Les thèmes de recherche de Paul Ramond concernent divers aspects théoriques des systèmes gravitationnels. Il travaille au laboratoire CEREMADE de l’Université Paris Dauphine PSL sur la mécanique relativiste des trous noirs et les systèmes dynamiques hamiltoniens. Il a mené son doctorat au laboratoire UMA de l’ENSTA Paris (IP Paris) et au LUTH de l’Observatoire de Paris.

Ses contributions

Satellites : l’importance des « points de Lagrange »
Ondes gravitationnelles : une nouvelle ère pour l'astronomie

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