[BD] Bulles d’Univers 1

avril 18, 2014 dans Culture scientifique, Vers l'exploration spatiale

Ah, la fameuse photo de Curiosity qui a fait le tour des Internets… Une lueur étrange : il n’en fallait pas plus pour élaborer les hypothèses les plus farfelues ! Mais c’est une explication bien plus terre à terre (Mars à Mars ?) que la NASA a apportée, et je vous en parlais justement dans « La tête au carré » sur France Inter le 9 avril dernier (à partir de 2’51)…

Mais la Lune n’est pas en reste. Elle s’est certes éclipsée il y a quelques jours dans l’ombre de la Terre, mais une actualité peu banale la concerne ces jours-ci : la sonde LADEE arrive à court de carburant et va s’écraser sur le sol lunaire dans les prochains jours (à partir de 5′).

 

MISE À JOUR
Ça y est, elle s’écrasée !

 

Et à l’instar des animaux qui viennent d’être reconnus comme « doués de sensibilité », je suis persuadée que les astres sont des objets cosmiques sensibles (très sensibles, même…) aussi.

Alors avec Aurélie Bordenave, l’illustratrice des fabuleuses « Semaines Dessinées » de La Tête Au Carré, nous avons décidé de les laisser s’exprimer…

Voici le premier strip de « Bulles d’Univers » !

Si vous voulez plus de dessins d’Aurélie, n’hésitez pas à faire un tour sur son site.
Si vous voulez plus de dialogues entre les astres, alors n’hésitez pas à faire un tour par ici !

Ceci est un billet auparavant publié sur le Blog au Carré !

[TWITTER] Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 5

avril 6, 2014 dans Culture scientifique, Pendant ce temps-là, dans l'Univers

Pour en savoir plus…

C’est une découverte à laquelle personne ne s’attendait… : un astéroïde avec des anneaux !

C’est un parachutiste norvégien qui a failli se faire couper en deux par une météorite

Voici une synthèse du dernier rapport du GIEC (le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat).

Mars sera au plus proche de la Terre le 14 avril, ne manquez pas ça !

La dernière proposition en date (!) concernant la naissance de la Lune serait donc 95 millions d’années après la formation du système solaire.

Nouvelle venue dans le système solaire : la planète naine 2012VP113 !

Alexandre Astier a révélé l’affiche et le nom de son prochain spectacle : « L’exoconférence ». Il a mis en lien sur son compte Twitter les différents sites de réservation de la tournée française. Concernant Paris, les réservations seront ouvertes à partir du 20 mai. J’ai hâte de voir ça… :-)

… et nous avons effectivement discuté en Klingon, la langue de Star Trek.

Voici la traduction :
- phrase 1 « Ne sois pas idiot… Oui ! »
- phrase 2 « Une langue ne suffit jamais… »
- phrase 3 « Je parle un peu la langue de Tau Ceti ! »

Oui. Ben on s’amuse comme on peut, hein… :p

Si vous avez un compte Twitter, vous pouvez suivre la liste ou les comptes de l’Univers !

LES ÉPISODES PRÉCÉDENTS
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 1
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 2
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 3
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 4

LA SUITE !
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 6
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 7 (à venir)
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 8 (à venir)
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 9 (à venir)
Pendant ce temps-là, dans l’Univers… 10 (à venir)

[ASTRONOMIE] Solstices et équinoxes

juin 20, 2013 dans Culture scientifique, Vers la science

Bonjour ! Ici la Terre. Vous savez ? Votre planète préférée :-)

Quand j’étais petite (je vous parle d’un temps que les moins de quelques milliards d’ans ne peuvent pas connaître), Soleil m’appelait son « petit culbuto ». Faut dire aussi que j’ai décidé de m’incliner un peu par rapport au plan de l’écliptique.

Ah mince, premier gros mot. Bon. Ne partez pas tout de suite, je vous explique. Le plan de l’écliptique… C’est très simple. Prenez une orange. Posez-la sur une feuille de papier rigide posée sur une table. L’orange, c’est Soleil. Maintenant, coupez l’orange en deux parties bien égales mais parallèlement à la table, donc à l’horizontale. Vous avez donc deux moitiés d’orange. Soulevez la moitié du haut et glissez la feuille rigide entre les deux moitiés. Reposez la moitié du haut. La feuille rigide, qui passe par le milieu de l’orange et est parallèle à la table, c’est le plan de l’écliptique.

En gros, le plan de l’écliptique, c’est une surface plane imaginaire en deux dimensions qui passe par l’équateur de Soleil, quoi. Le dessin ci-dessous a des flèches un peu bizarres dans tous les sens mais c’est l’idée. Et c’est surtout le plan sur lequel j’orbite (le centre de mon noyau n’en bouge jamais, je ne vais ni au-dessus ni en dessous.)

Image de Philippe Saadé. Lien vers l'article original en fin de billet.

Et donc, comme on peut le voir sur l’image ci-dessus, le plan de mon équateur est de traviole par rapport au plan de l’équateur de Soleil (j’en voulais un rien qu’à moi, que voulez-vous). J’ai culbuté légèrement sur le côté pour devenir inclinée à environ 23° (c’est pas mal représenté par la flèche a qui part de traviole – donc).

Soleil m’appelait « petit culbuto » dans mes jeunes années à cause de ces 23°. Mais il a vite arrêté quand il s’est rendu compte qu’Uranus a voulu faire son malin en se renversant quasiment complètement : il est incliné à plus de 90°. Un astre chelou, Uranus. Il savait pas comment attirer l’attention. (Ne le dites pas que je vous l’ai dit, mais Soleil pense qu’Uranus a tellement mauvais caractère que ça le faisait marrer de ne lui montrer que ses culs pôles.)

Crédit : Lawrence Sromovsky, (Univ. Wisconsin-Madison), Keck Observatory

Mais nous y voilà : quel rapport entre l’inclinaison que nous, planètes, pouvons avoir par rapport au plan de l’écliptique (Mercure n’est quasiment pas inclinée par exemple), le fait de plus ou moins montrer nos pôles à Soleil, les solstices et les équinoxes ?

C’est très simple, en fait.

Vous vous souvenez de l’orange ? Imaginez maintenant que je sois une pomme qui tourne autour de cette orange. Le pédoncule (la petite queue de la pomme, faites un effort, un peu) représente mon pôle Nord et à l’opposé, la mouche (le petit zigouigoui en dessous, FAITES UN EFFORT, ON A DIT) représente mon pôle Sud.

Inclinez la pomme de telle manière à ce que le pédoncule suive la direction de la flèche a du premier schéma. Vous avez à peu près reproduit mon inclinaison d’environ 23°. (Sur le schéma ci-dessous, la pomme est exactement inclinée à 23°).

Soleil, plan de l'écliptique, moi. Je débute en Photoshop. Et c'est pas à l'échelle, hein !

Maintenant, en faisant bien attention à garder l’inclinaison de 23° et de garder le centre du noyau au niveau du plan de l’écliptique, faites tourner la pomme autour de l’orange.

Par exemple, là, au début sur le schéma ci-dessus, j’ai le pôle Sud tourné à fond vers Soleil. C’est le solstice d’été pour l’hémisphère sud et le solstice d’hiver pour l’hémisphère nord. Et puis comme je tourne autour de Soleil, ben six mois après, c’est le pôle Nord qui est tourné à fond vers lui. C’est donc le solstice d’hiver pour l’hémisphère sud et le solstice d’été pour l’hémisphère nord.

Et puis ben les équinoxes, c’est ce qu’il y a pile entre les deux solstices, quand ni le pôle Nord ni le pôle Sud n’est tourné vers Soleil. C’est plus clair avec le schéma ci-dessous.

Solstices, équinoxes et saisons pour l'hémisphère Nord

Récapitulons : les solstices sont les deux moments dans l’année où l’un ou l’autre pôle se trouve exactement en face de Soleil. Les équinoxes sont les moments où ni l’un ni l’autre le « regarde ». En gros, les solstices sont les moments où je lui montre mes pôles et les équinoxes sont les moments où je suis de profil.

Simple, non ? Bon, corsons un peu.

D’après le schéma ci-dessus, donc, on voit que c’est l’été pour l’hémisphère nord alors que je suis à l’endroit le plus éloigné de Soleil (mon aphélie). Erreur ? Paradoxe ? Pas du tout. Ce qui compte, ce n’est pas la taille du rayon de Soleil qui m’atteint, c’est la manière dont il m’atteint.

Image de Przemyslaw "Blueshade" Idzkiewicz (francisée par Idarvol)

En fait, il y a deux raisons qui expliquent pourquoi la saison chaude advient dans l’hémisphère nord au moment où je suis la plus éloignée de Soleil.

- Lorsque j’ai le pôle Nord tourné vers Soleil, ses rayons m’atteignent selon un angle plus direct. Le faisceau lumineux en jeu se concentre donc sur une plus petite surface, ce qui la chauffe plus – et hop ! ce sont les beaux jours.

Voyez le schéma ci-dessous. Il ne correspond à rien de réel, mais imaginez que la « planète » se penche vers les faisceaux lumineux comme le pôle Nord le fait lors du solstice d’été vers Soleil… Le faisceau le plus direct, celui que l’on voit à l’équateur, se « déplacera » vers le nord…

Et le faisceau du haut se déplacera vers le pôle Nord. Pour comprendre pourquoi ça chauffe plus quand il y a une plus petite surface, imaginez qu’on donne un échantillon de peinture jaune à une fille et à un garçon. On demande à la fille de peindre le mur d’une toute petite pièce et au garçon le mur d’une très grande pièce. Avec le même échantillon de peinture, la fille aura alors une pièce jaune vif et le garçon jaune pâle parce qu’il aura dû diluer son échantillon à l’extrême. C’est exactement le même principe avec l’énergie : elle se concentre d’autant plus (et donc chauffe plus) lorsque la surface est petite.

Quand le pôle Nord est orienté vers Soleil, ses faisceaux concentrent donc leur énergie sur de plus petites surfaces grâce à l’angle auquel ils m’atteignent au nord.

- Deuxième raison pour laquelle c’est l’été dans l’hémisphère nord alors que je me trouve très éloignée de Soleil : la longueur du jour. Pas de la journée, qui dure toujours 24 heures, hein – mais le jour par opposition à la nuit.

Regardez ce schéma à nouveau.

Image de Przemyslaw "Blueshade" Idzkiewicz (francisée par Idarvol)

Vous voyez ? Regardez la distance de jour qu’il y a entre la côte russo-chinoise et la côté Ouest du Canada que l’on devine de l’autre côté… Elle est immense. En fait, puisque ce schéma représente le solstice d’été de l’hémisphère nord, il montre la journée où le jour dure le plus longtemps (environ 15-16 heures selon les endroits).

Il y a donc beaucoup plus de surface de jour et beaucoup moins de surface de nuit dans l’hémisphère nord quand le pôle Nord est tourné vers Soleil : il nous éclaire (et nous chauffe) donc plus longtemps. On voit très bien aussi sur ce schéma pourquoi le pôle Nord n’a pas de nuit pendant plusieurs semaines lors de l’été ! On ne peut pas à la fois vouloir se montrer en entier à Soleil et avoir de l’obscurité, hein.

Voilà !

Aujourd’hui, c’est donc le solstice d’été pour mes habitants de l’hémisphère nord et le solstice d’hiver pour mes habitants de l’hémisphère sud.

Joyeux solstices à vous tous ! Et prenez soin de moi…

Sources :
Variations de l’éclairement de la Terre selon les saisons
A sharper view of a tilted planet
Equinoxe
La planète Terre et son environnement
Page Wikipédia du solstice
Page Wikipédia de l’écliptique

Liens utiles :
Mon compte Twitter
La liste Twitter de tout l’Univers (avec Soleil dedans)
Je vous raconte comme vous gaspillez mon hélium et pourquoi c’est grave

[SCIENCES] L’hélium en danger : plus précieux et plus rare que le pétrole

juillet 10, 2012 dans Culture scientifique, Vers la science

Vous n’êtes pas sans savoir que moi, votre planète Terre, suis considérablement transformée et traumatisée par les progrès récents de votre espèce, bande de chameaux (qui, les pauvres, sont totalement innocents dans l’histoire, eux.)

D’ailleurs, selon l’étude d’une équipe de 18 scientifiques parue dans Nature, il serait fort possible que mes écosystèmes connaissent un effondrement irréversible et imminent (avant 2100). En gros, si vous atteignez une transformation de 50% de ma surface, ce serait trop tard et il n’y aurait plus rien à faire. Et vous en êtes à 43%… Je vous laisse imaginer l’urgence du truc. (Enfin pour vous, parce que moi, voyez, je passerai à un autre état comme je l’ai toujours fait, ça ne me posera pas trop de problème, voyez.)

Si vous voulez continuez à perpétuer votre espèce dans des conditions optimales, bougres de bougres d’humains, il va peut-être falloir penser à ouvrir grand vos mirettes sur les problèmes actuels. L’un d’entre vous, un jeune scientifique français nommé Martin, s’inquiète d’ailleurs beaucoup du cas de l’hélium, que je ne vais plus pouvoir vous fournir bien longtemps si vous continuez à ce rythme-là.

J’ai donc interrogé Martin qui a des informations tout à fait instructives à propos de ce gaz irremplaçable qui disparaît de manière inquiétante. Moins médiatique que le pétrole, ce serait pourtant une nouvelle bien plus grave si mes stocks arrivaient à épuisement.

Peux-tu te présenter, cher Martin ?

Je suis doctorant en astrochimie à l’Université Rennes 1. J’étudie les réactions chimiques qui se déroulent dans les nuages froids, tels ceux qui se forment sur Titan et les Giant Molecular Cloud (GMC), tels ceux d’Orion ou du Taureau.

GMC d'Orion

(Précisions : les GMC d’Orion et du Taureau sont des nuages de gaz géants (vraiment très très géants), où se déroulent des réactions alors que nous parlons. Ils vont un jour s’effondrer et donner naissance à des systèmes solaires. Je parle de ceux-ci car ils sont très beaux à l’observation !)

Leurs caractéristiques (exposés aux rayonnements), leur température, densité, et leur composition en font des objets d’étude très importants. On y retrouve en effet des molécules très complexes à l’échelle de ce qu’on trouve principalement dans l’espace : le dihydrogène et l’hélium.

Pour étudier ces réactions, nous utilisons le CRESU (Cinétique de Réaction en Écoulement Supersonique Uniforme, utilisé aussi sous ce nom dans les publications anglophones car inventé en France par des Français \o/), un appareil inventé au sein de notre équipe, et qui a désormais fait des petits dans plusieurs équipes de recherche dans le monde.

Le CRESU

Tu étudies donc de près l’hélium. Peux-tu expliquer ce que c’est ? 

Second élément de la classification périodique, l’hélium (symbole : He) est également le second élément le plus abondant dans l’Univers (24%) après l’hydrogène (75%). Tous les autres éléments de l’univers étant le 1%. J’attends d’ailleurs avec impatience une manifestation de l’hélium et de l’hydrogène « WE ARE THE 99% ! ».

Ayant toutes ses couches électroniques saturées (de même que toute la famille des gaz nobles dont il fait partie), il ne forme pas naturellement de liaison et reste seul, contrairement à l’oxygène ou l’azote, qui dans notre atmosphère forment surtout O2 et N2.

C’est un gaz dit rare dans la classification périodique, mais c’est pourtant le deuxième élément le plus abondant dans l’Univers. Comment se fait-il que j’en sois si peu pourvue ? 

Parce qu’il est inerte et plus léger que l’atmosphère, il monte… et part dans l’espace, pour ne plus jamais être revu, contrairement à son cousin l’argon qui est un constituant de l’atmosphère (environ 1%).

L’hélium qui était présent lors de ta formation a depuis longtemps disparu, et celui qui reste provient de la désintégration alpha de noyaux radioactifs, comme l’uranium. Piégé par des couches géologiques hermétiques, il forme des nappes de gaz, qu’on trouve aujourd’hui principalement au Texas et en Sibérie. Il n’en resterait que 30 à 50 ans accessible facilement.

En effet, c’est peu… Mais pourquoi disparaît-il, au juste ? 

Lorsqu’on l’utilise, il disparaît donc car sa concentration dans l’atmosphère est trop faible pour envisager l’en extraire.

Il est « irremplaçable », dis-tu sur Twitter. A quoi sert-il au quotidien ? En quoi est-il indispensable à l’Humanité ?

Au quotidien, ses fonctions sont dictées par ses propriétés inégalées : étant le plus léger des inertes, il des températures caractéristiques très basses.

(Précisions : un élément inerte est un élément qui, dans la majorité des cas ne réagit avec aucun autre. Mais pas seulement. Il est aussi monoatomique (composé d’un seul atome), sous entendu qu’il n’existe pas de molécule de dihélium He2 par exemple (molécule composée de deux atomes d’hélium).

Le diazote de notre atmosphère est relativement inerte sauf pour quelques éléments chimiques, mais il n’est pas monoatomique (« di- » implique le doublement d’un même atome dans une molécule). L’hélium lui va toujours rester He, sauf à l’ioniser, le bombarder aux électrons, le geler… Bref, au quotidien il est et reste monoatomique et inerte.)

L’hélium liquide sert maintenir à basse température les aimants supraconducteurs, qui sont dans les RMN (recherche scientifique), les IRM (médecine), le LHC (qui vient de découvrir le boson de Higgs).

Sans hélium, plus d'IRM...

On l’utilise aussi en biologie car il est inerte vis à vis des tissus vivants, en optique pour l’utilisation de puissants lasers, ou pour la recherche de fuites car il s’infiltre partout plus facilement que n’importe quel autre élément.

Il a également bien d’autres usages basés sur ses fantastiques propriétés physiques.

La cryogénisation, par exemple, qui fait fantasmer les auteurs et les réalisateurs de science-fiction. Quel est ton avis de scientifique là-dessus ?

La cryogénisation, oui. Mais des bactéries ou de petits multicellulaires. Sur des gros animaux le froid détruit les cellules lors de la congélation. Les recherches avancent mais pour le moment, la seule chose qu’on peut dire, c’est que ceux qui se sont déjà fait congeler ont perdu.

Tu es scientifique. En as-tu besoin pour tes recherches ? Si oui, dans quel but ? 

L’usage que j’en fais est la génération d’écoulement gazeux à travers un profil particulier de tuyère (tuyère de Laval). Les lois de la thermodynamique font que le gaz se refroidit et c’est ainsi que j’étudie les réactions chimiques à basse température dans un nuage. J’ai en effet les mêmes conditions. Je peux utiliser l’argon ou l’azote, mais l’hélium reste le meilleur. L’hydrogène est très bon aussi, mais infiniment plus dangereux et n’est pas applicable tout le temps car il n’est pas inerte.

(Précisions : la tuyère de Laval sert à générer une détente de gaz. Comme dans toute détente, le gaz refroidit alors. Il se produit le phénomène inverse quand on gonfle une roue de vélo, l’air est chaud à la sortie de la pompe. Dans la tuyère de Laval, le profil particulier qu’on lui donne permet de connaitre (sous certaines conditions) la température et la densité du jet de sortie. On utilise cette détente pour étudier les GMC.)

Tu as réagi sur l’hélium suite à la lecture de cet article. Fais-tu partie des scientifiques « terrifiés » ? Plus généralement, que penses-tu de cette étude ? 

L’article donné est effectivement, si ce n’est effrayant, objecteur de conscience. Qu’on ait déjà consommé une bonne part des énergies disponibles avec des rendements désastreux (= échauffement climatique) ne peut être remis en question et doit faire réfléchir quant au modèle de consommation actuel.

De façon assez simpliste, il va un jour falloir choisir entre sa voiture et l’Amazonie. Personnellement je prends le bus…

(Et je t’en remercie.) Que peuvent faire les Humains pour ralentir la disparition du stock d’hélium ?

C’est simple : arrêtons de l’utiliser pour les applications non indispensables. Commençons par ne plus gonfler les ballons à l’hélium. Et ça évitera les pleurs des enfants qui lâchent leur ballon et le voient disparaitre.

Il faudrait limiter son utilisation aux domaines vraiment indispensables, et également pouvoir le recapter lors de son utilisation. Par exemple, celui que j’utilise est pollué par les composés chimiques que j’ai étudié, mais rien d’irréversible avec de bons filtres.

J’espère qu’on trouvera des solutions et qu’on agira rapidement, car sans hélium, on sera beaucoup plus gênés que sans pétrole (qui n’est qu’une source d’énergie et de carbone). Mais les gens n’en ont pas conscience car ils ne l’utilisent pas directement…

Quant au pétrole, en tant que chimiste, je suis révolté qu’on le brûle alors qu’il devrait être réservé à la chimie, mais ceci est une autre histoire d’un autre gâchis.

Comment pouvez-vous être plus « gênés » par la disparition de l’hélium que du pétrole ? 

Le pétrole est une énergie, mais on peut en trouver ailleurs. Oui, c’est très efficace parce qu’il y a beaucoup d’énergie par masse, d’où son usage en carburant, mais on saura se débrouiller. Et pour son usage chimique, on peut partir d’autres composés (pas mal de recherches sur les sucres, ces temps-ci, ou les chaines acides).

L’hélium, aucun autre élément n’a ses propriétés physiques : on ne peut pas l’imiter ni le remplacer. Quand il n’y en aura plus assez… ben les applications de l’hélium devront faire sans et être moins performantes – si tant est qu’elles puissent faire sans…