Espace : où en est la France ?

Bonjour,
J'aimerais savoir où en est la France en astrophysique.
Combien d'exoplanètes découvertes.
Exploration de Mars, sa participation
Les chinois parlent de retourner sur la Lune, est-ce que la France fera partie du projet ?
Et, où en est-on à propos de l'onde gravitationnelle ?

Jacqueline a écrit:Bonjour,
J'aimerais savoir où en est la France en astrophysique.
Combien d'exoplanètes découvertes.
Exploration de Mars, sa participation
Les chinois parlent de retourner sur la Lune, est-ce que la France fera partie du projet ?
Et, où en est-on à propos de  l'onde gravitationnelle ?

Vu l'ampleur des questions je diviserai le sujet en plusieurs parties.

-1 où en est la France en astrophysique ?
Il faut en premier savoir qu'en ce domaine la grande majorité des travaux est de nature collaborative avec des chercheurs, labos, instituts disséminés un peut partout dans le monde.
L'astrophysique est un domaine ou l'on ne travaille pas seul dans son coin. Cependant il y a quelques chercheurs indépendants notamment dans des domaines comme la détection de météorites par exemple, c'est le cas du programme Fripon qui se concentre sur les météorites tombant sur le sol français.
On compte actuellement environ 730 astrophysiciens en France, la grande majorité appartiennent à des observatoires, des labos ou des UMR (Unité Mixte de Recherche) qui sont des associations contractuelles de plusieurs laboratoires, unités de recherche ou appartenant au CNRS.

On peut donc (hormis pour des découvertes d'objets faites par des français), parler de travaux pour lesquels des groupes de chercheurs français ont participé.

Parmi les labos et groupement de recherche les plus connus et les plus actifs en France on peut citer :

Institut d'Astrophysique de Paris.
l'IAP fait partie de l'UMR7095 regroupant : l'UMPC (Université Pierre-et-Marie-Curie) & l'INSU-CNRS (Institut national des sciences de l'univers du Centre national de la recherche scientifique).

L'Institut d'Astrophysique Spatiale (IAS) d'Orsay (UMR8617). L'IAS fait partie de l'Observatoire des Sciences de l'Univers de l'Université Paris-Sud (OSUPS)

Institut de Physique de Rennes (IPR) qui est rattachée à 'UMR UR1-CNRS 6251
réputée notamment pour ses techniques expérimentales d'analyse de la nature des molécules à travers leur signature spectrale.  Travaux en spectroscopiques infrarouges,
Son labo de Cinétique Chimique pour modéliser des atmosphères planétaires.

Le LAM – Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (UMR7326 - CNRS-INSU)

Le service d'astrophysique du CEA de Saclay

L'IPSA de Paris - Toulouse (école d’ingénieurs aéronautique et spatiale à Paris et Toulouse)

Et bien d'autres encore....... (Liste non exhaustive dans une publication à part de cette réponse)

Quelques travaux récents avec la participation de chercheurs français :
- Découvertes d'ondes gravitationnelles ( à lire dans ma réponse sur ce sujet )

- La publication des premiers résultats de la mission Gaia de l’Esa. Lancée le 19 décembre 2013.
Le projet consiste à cartographier une partie de notre galaxie  ce qui en pratique consiste à recenser pas moins d’un milliard d’objets célestes (étoiles, exoplanètes…), en estimant la distance qui les sépare de la Terre ainsi que leur vitesse propre.
la sonde dispose de deux télescopes optiques pour déterminer la position des corps célestes observés et d'analyser leur spectre lumineux.
Trois autres instruments, le photomètre BP/RP (Blue Photometer, Red Photometer), chargé d'analyser les propriétés des étoiles observées (température, masse, âge…),
le spectromètre RVS (Radial Velocity Spectrometer) dédié à l'évaluation de la vitesse des objets célestes, et un astromètre, un instrument permettant de mesurer la position des objets célestes.
La durée minimale de la mission est de 5 ans. Le traitement des données par le Gaia DPAC (Data Processing and Analysis Consortium) a commencé, on attends les publications.
L’une des dernières découvertes, Gaia16apd est une supernova super-lumineuse. Elle a été observée par Gaia le 16 mai 2016

26 avril 2016 : Découverte de MK2 un satellite de la planète Makemake (désignation internationale (136472) Makemake) :
la troisième plus grande planète naine connue. Elle appartient à la ceinture de Kuiper. Makemake a été découverte en 31 mars 2005 par une équipe de l'observatoire du Mont Palomar dirigée par Michael Brown,  d'un diamètre de 1 430 km (environ deux tiers de celui de Pluton).
Makemake est à une distance de 52 unités astronomiques (7,78×10⁹ km) du Soleil, sa période orbitale est de près de 310 ans (pour comparaison 248 années pour Pluton ).

Le 26 avril 2016 : S/2015 (136472) 1, surnommé MK 2 son unique satellite est découvert grâce aux images prises par la caméra à grand champ du télescope spatial Hubble.
On estime sa taille à environ 150 km de diamètre.

MK2 : Prise de vue de Hubble :

Merci pour cet exposé si descriptif, je suis aussi une passionnée d'astrophysique, je constate que la France tient une place importante dans cette science mais je trouve que l'on n'en parle pas suffisamment, hormis des revues scientifiques de vulgarisation, je peine à trouver plus d'informations sur les avancées de la France dans ce domaine.
Y-a t-il un moyen d'accéder à un site où des livres qui pourrait satisfaire ma curiosité ?
Encore merci Adriana, je constate que vous êtes une grande passionnée.

Jacqueline a écrit:Combien d'exoplanètes découvertes.

Si vous vous promenez sur internet vous trouverez bon nombre d'articles qui donnes des chiffres très variables.
En fait il existe bien sur un comptage très précis mais qui n'est accessible que si l'on possède un accès en tant que chercheur ou affilié.
Mais il existe une base documentaire fiable tenue par Françoise Roques et Jean Schneider de l'Observatoire de Paris. Cette base est ouverte à tout public.
Je remercie au passage Pierre Le Sidaner qui coordonne les informations issues des différentes sources.

Avant d'attaquer le sujet des exoplanètes je dois vous expliquer ce que représente un Parsec abrev. 1pc qui est l'unité de mesure la pus utilisée en ce domaine.
Les distances nous séparant des exoplanètes sont grandes et à de telles distances on ne peut plus compter en kilomètres !On utilise donc le Parsec.

Le Parsec ( parallaxe-seconde) est lui même dérivé de l'ua (unité astronomique de longueur). On utilise l'ua pour les distances entre les objets du Système solaire ou dans le cas d'autres systèmes planétaires.
L'ua ou Unité Astronomique est historiquement basée sur la distance entre la Terre et le Soleil, mais la Terre n’est pas à une distance constante du Soleil, la Terre a une orbite elliptique autour du Soleil, on a donc définit une moyenne entre la distance maximale et la distance minimale. Cette distance a été corrigée plusieurs fois en raison des progrès en matière de précisions de mesure. En 2012 durant la 28e assemblée générale de l’Union astronomique internationale,
l’unité astronomique est définie comme valant exactement 149 597 870 700 mètres.
Pour donner un ordre d'idée, la lumière met 499 s (8 min 19 s) pour parcourir cette distance dans le vide.

Retenez cette valeur : 1 ua = 149 597 870 700 mètres  c'est la plus petite unité utilisée en astronomie. La Terre est donc à 1 ua du soleil.

1 Parsec (pc) vaut à peu près 30 856 775 812 820 km, soit 3,264 Années Lumière.

Je ne décrirai pas ici comment on calcule un Parsec car cela commence à devenir imbuvable pour celui qui n'a pas ou peu de connaissances en astronomie et en géométrie.
Disons pour faire court que : le parsec est défini comme la distance à laquelle une unité astronomique (ua) sous-tend un angle d’une seconde d'arc.
Ce qui déjà n'est pas clair pour le commun des mortels ! On peut aussi le définir comme la distance à laquelle doit se trouver une étoile pour avoir une parallaxe de 1 seconde d'arc.

Retenez donc simplement ceci : 1 parsec = 3,2616 années-lumière.

La première exoplanète découverte est PSR B1957+20 b qui fut découverte en 1988 ce qui déjà avec les moyens dont on disposait à l'époque est une sacrée prouesse !
Cette planète est à 1530.0 pc de nous, comprenez ici 1530 fois 3,2616 années-lumières !
Elle tourne  à raison de d'une rotation toutes les 9.2 heures autour d'un pulsar, on suppose que sa composition est essentiellement de la glace et son atmosphère serait à 99% composée d'argon. C'est justement cette rotation autour du pulsar qui a permit de la découvrir.

Passons maintenant à la plus récente exoplanète découverte : HD 131399A b découverte le 9 juillet 2016, elle est un peu plus proche de nous ; 98.0 pc
Donc en gros pour vous faire une idée elle se situe à un peu plus de 319 années lumières de nous.

HD 131399 Ab  tourne autour de l'étoile HD 131399 A . En fait c'est un système composé de 3 étoiles et une planète, HD 131399 A, étant l'étoile centrale autour de laquelle les 2 autres étoiles et la planète tourne. La période de révolution de HD 131399 Ab est d'environ 550 années.
Elle a été découverte par imagerie directe de son émission thermique, la détection a été faite par SPHERE un Spectro-Polarimètre à Haut contraste dédié à la recherche d'exoplanète. L'appareil est alors assemblé sur le Très Grand Télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral, au Chili.

Voici une prise de vue de l'instrument : l'exoplanète est le petit point marqué HD 131399 Ab.


Alors entre la première et la plus récente exoplanète découverte à ce jour il y a combien d'exoplanètes ?

3444 exoplanètes découvertes à ce jour dont
2572 appartenant à un système planétaire simple
et 586 appartenant à un système complexe (plusieurs étoiles par exemple).

Vous pouvez consulter la liste tenue à jour et qui pour le coup renseigne exactement sur le nombre d'objets de ce type en utilisant le lien suivant :
http://exoplanet.eu/catalog/

Merci pour ce petit rappel des distances, cela m'est bien utile, j'ai un peu de connaissances en géométrie et saisis assez bien le langage scientifique, ma fille est physicienne, donc elle m'aide.
J'ai lu cette suite avec passion, et je reste vraiment émerveillée que les appareils terrestre aillent aussi loin dans l'espace, je ne pensais pas non plus qu'à ce jour on avait trouvé autant d'exoplanètes. Magnifique !

Sujet d'actualité !
Le 14 septembre 2015, les détecteurs d'ondes gravitationnelles de la collaboration LIGO/VIRGO ont observé le signal de la coalescence de deux trous noirs ayant des masses de 36 et 29 masses solaires à une distance d’environ 1,3 milliards d'années-lumière. Cette découverte extraordinaire ouvre la voie à l'astronomie des ondes gravitationnelles.

Dans cette découverte l' UMR7095 - Institut d'Astrophysique de Paris est un des participants. Mais avant d'en dire plus voyons de quoi il en retourne.
l'Institut d'Astrophysique de Paris a étudié dans les années 1990, un formalisme nouveau pour le calcul de l'onde gravitationnelle émise par un système de matière en relativité générale. Ces travaux ont été mis à profit pour analyser les résultats de l'observation.

Les ondes gravitationnelles sont des vibrations de l'espace-temps prédites par la théorie de la relativité générale. Elles se propagent à la vitesse de la lumière et sont produites par le déplacement très rapide de quantités importantes de matière. Les propriétés des ondes gravitationnelles sont très différentes de celles des ondes électromagnétiques. Produites par le mouvement de grandes masses les ondes gravitationnelles interagissent extrêmement faiblement avec la matière, et peuvent donc se propager sans être affectées sur des très grandes distances.

Le 14 septembre 2015, à 9 heures 50 minutes et 45 secondes exactement en temps universel, le détecteur LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) situé sur la côte est américaine dans l'état de Louisiane, observa le signal d'une onde gravitationnelle qui avait été émise lors des derniers instants d'un système de deux trous noirs au moment où les deux trous noirs sont entrés en collision et ont fusionné. Cet événement a été baptisé « GW150914 » (GW pour « gravitational wave », suivi de la date) et s'est produit il y a environ 1,3 milliards d'années. Depuis, l'onde gravitationnelle a voyagé jusqu'à nous, où elle a provoqué sur Terre une infime vibration de l'espace-temps.

Un trou noir est un objet si compact que l'intensité de son champ gravitationnel empêche toute matière ou rayonnement de s’en échapper. Un tel objet ne peut ni émettre, ni réfléchir la lumière, il est donc en principe noir. Toutefois ceci n'est vrai que dans le cadre classique de la relativité générale: on sait, depuis les travaux de Hawking, qu'un trou noir émet du rayonnement à cause d'effets de physique quantique ; mais ce rayonnement est négligeable pour les trous noirs de grande masse, comme c’est le cas pour GW150914.

Avant d'aller plus loin, parlons un peu de LIGO & VIRGO :
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) est un projet auquel participe environ 900 chercheurs dans le monde.
LIGO fonctionne sur le principe des interféromètres de Michelson. Dans sa version la plus simple, l'interféromètre de Michelson est composé d'une source de lumière, de deux miroirs plans réfléchissants, d'une lame semi-réfléchissante et d'un écran.
Voir l'article Wikipedia pour la description générale de l'instrument : https://fr.wikipedia.org/wiki/Interf%C3%A9rom%C3%A8tre_de_Michelson

Mais dans le cas du LIGO l'interféromètre fait 4KM DE LONG !

Voici une photo illustrée montrant un des bras de LIGO et une partie de l'autre :


principe : un rayon laser est envoyé sur un miroir qui le sépare en deux faisceaux. Chacun d’entre eux parcourt l’un des bras de 4km à l’extrémité duquel un miroir renvoie le faisceau. Après plusieurs allers-retours pour augmenter la précision, le faisceau sort du bras pour croiser l’autre faisceau avec lequel il se recompose. Si les deux faisceaux ont parcouru la même distance, ils reviennent au même moment à l’intersection. En revanche, si une onde gravitationnelle a raccourci ou rallonge l’un des bras, l’un des faisceaux sort un peu avant ou après l’autre. C'est ce déphasage que l'on mesure.

En effet, pour faire simple disons que si une onde gravitationnelle traverse la Terre elle va provoquer des contractions et dilatations de la Terre, les déformations sont extrêmement minimes. Pour cette raison on a construit un interféromètre de grande dimension afin de pouvoir les mesurer.
Sous l'effet d'une onde gravitationnelle, l'espace-temps se déforme très légèrement. Ainsi, un objet est également déformé - on peut alors déduire l'intensité et la provenance de l'onde. Il existe cependant de grandes limites pratiques à de tels dispositifs de détection : les ondes gravitationnelles sont d'une intensité minuscule, n'ont donc que très peu d'effet sur la matière. En effet, l'amplitude d'une telle onde diminue avec la distance.

Principe de LIGO :



On sait donc mesurer d'infimes déformations produites par onde gravitationnelle, mais maintenant comment savoir de quelle direction provient cette onde ?
Le même signal a été observé quelques millisecondes après par l'autre détecteur LIGO situé sur la côte ouest américaine, dans l'état de Washington. La différence entre les temps d'arrivée du signal dans les deux détecteurs a permis d'avoir une information sur la direction dans le ciel dans laquelle s'était produit l'évènement.

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Un an après sa formulation de la théorie de la relativité générale en novembre 1915, Einstein prédisait l'existence des ondes gravitationnelles. Puis, en 1918, il obtenait la célèbre formule dite du « quadrupôle » qui donne l'énergie émise sous forme d'ondes gravitationnelles par un système de matière. La preuve de l'existence des ondes gravitationnelles (et de la validité de la formule du quadrupôle) a été apportée en 1979 grâce aux observations du mouvement du pulsar binaire PSR 1913+16 découvert par Hulse et Taylor (prix Nobel en 1993).

PSR 1913+16 est un pulsar binaire (couple d'étoiles dont l'une des étoiles est une étoile à neutrons de type pulsar. La seconde étoile de ce système est appelé « compagnon », et peut être à n'importe quel stade de son évolution) . PSR B1913+16 est le premier représentant découvert de la classe des pulsars binaires. Il est aussi l'un des plus étudiées, du fait de ses caractéristiques orbitales très intéressantes. les deux astres orbitant dans un volume qui pourrait presque être compris à l'intérieur du Soleil, sa période orbitale étant comprise entre 7 et 8 heures. L'extrême régularité des signaux émis par le pulsar permet de déterminer les paramètres orbitaux du système avec une précision impressionnante, au point qu'il est possible d'observer l'infime accélération de la période orbitale du système, signe que son extension diminue au cours du temps. Le phénomène physique à l'origine de ce raccourcissement de l'orbite est le rayonnement gravitationnel, c'est-à-dire l'émission d'ondes gravitationnelles prédite par la relativité générale et consécutive à l'accélération produite par des corps massifs.

Bonjour Adriana.
Quel beau voyage dans les étoiles,
Une petite précision :la Planète Makemake et son satellite, dans quel région dans la ceinture de Kuiper se trouve t-elle, est-ce dans la région de Pluton ?
Afin de me fixer une idée astronomique de sa situation dans l'espace.
Merci Adriana, j'apprécie énormément et j'ajoute que la remise en place de cet imbécile avec son ordre mondial et ses petits hommes verts, tu l'as bien "mouché"
bonne journée

Je n'ai pas tout lu, je prends des notes, je vais donc éplucher tout ce bel exposé, voir ce que je comprends ou pas.
En tout cas mille mercis.

Merci Mesdames pour cette échange, je prends note aussi ^^