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Nde2016 astro club85
Astrophysicien français
décédé le 15 mai 2016
À l’origine de la découverte des
anneaux de Neptune
Il s’intéressa notamment au
processus de structuration des
anneaux
Grand défenseur de la diffusion des
sciences pour tous, il était connu
comme un vulgarisateur
enthousiaste
« La vie est trop courte, ne perdez
pas de temps. Allez au bout de vos
passions »
Un hommage à André Brahic
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L’eau surTerre
L’eau surTerre :
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© ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team
MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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© ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
© ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
© ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
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Nde2016 astro club85

  • 2. Astrophysicien français décédé le 15 mai 2016 À l’origine de la découverte des anneaux de Neptune Il s’intéressa notamment au processus de structuration des anneaux Grand défenseur de la diffusion des sciences pour tous, il était connu comme un vulgarisateur enthousiaste « La vie est trop courte, ne perdez pas de temps. Allez au bout de vos passions » Un hommage à André Brahic © A. Poilleux/Ciel et Espace Photos
  • 3. © Nasa/Modis/Ciel et Espace Photos L’eau surTerre
  • 4. L’eau surTerre : Une ressource précieuse pour la vie L’eau recouvre 71% de la planète Cette eau est essentielle pour la survie de ses êtres vivants :
  • 5. L’eau surTerre : Véritable lieu de rencontre, féconde pour la vie ! © NASA Les propriétés de l’eau ont permis de séparer certains éléments chimiques et de favoriser la rencontre entre des éléments qui ne se seraient jamais rencontrés À condition d’avoir une température et une pression permettant à l’eau de rester sous cet état
  • 6.  La nébuleuse protosolaire  Les astéroïdes  Les comètes © Nasa/JPL-Caltech © Nasa/JPL-Caltech © ESA Des origines mystérieuses : Trois scénarios possibles ... 3 2 1
  • 7. Des origines mystérieuses : De l’eau originaire de laTerre Composition : gaz et poussières Riche en hydrogène et en oxygène Nébuleuse protosolaire qui a formé le Soleil et les planètes © Nasa/JPL-Caltech/Ciel et Esapce Photos Processus :  Les débris et les poussières auraient formé la planète en emprisonnant les molécules d’eau  L’eau aurait été expulsée par dégazage 1
  • 8. Des origines mystérieuses : De l’eau originaire de laTerre Présence d’eau dans le manteau inférieur : Eau légèrement différente Limites :  Longtemps la Terre fut très chaude et recouverte par un océan de magma  Une grande partie de de l’eau aurait donc été perdue Manteau inférieur © O. Hodasava/NASA/Ciel et Espace Photos 1
  • 10. © NASA Des origines mystérieuses : De l’eau originaire de laTerre Eau du manteau faible en deutérium : inférieur à 22% à celui des océans La composition de l’eau a évolué au cours du temps L’eau terrestre, serait-elle différente de ces origines ? 1
  • 11. Des origines mystérieuses : De l’eau venue des astéroïdes © NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA Composition : Débris rocheux, poussières, glace Ils peuvent mesurer jusqu’à quelques centaines de kilomètres Composé de peu de glace (de 0% à 10%) Mais très nombreux Rapport Deutérium / Hydrogène très proche Très bonne candidate 2 Origine : Ceinture d’astéroïdes, ceinture de Kuiper
  • 12. © NASA 2 Ceinture d’astéroïdes : entre Mars et Jupiter ceinture de Kuiper : au-delà de Neptune
  • 13. Des origines mystérieuses : De l’eau venue des comètes La comète Lovejoy © M. Weigand/C&E Photos Composition : glace, poussières Origine : Ceinture de Kuiper et Nuage d’Oort Le noyau peut mesurer de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres Constituée à plus de 50% de glace 3 Mais…
  • 14. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA Ce que nous apprend Rosetta
  • 15. Des origines mystérieuses : Ce que nous apprend Rosetta Rosetta analyse la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko depuis le 6 août 2014 Rosetta et la comète Tchouri © ESA/Rosetta/C&E Photos Le 30 septembre 2016, Rosetta se posera sur la comète 3
  • 16. Des origines mystérieuses : Ce que nous apprend Rosetta La comète Tchouri © ESA/Rosetta/Navcam/Ciel et Espace Photos L’eau de la comète est différente de nos océans L’instrument ROSINA a mesuré un rapport deutérium / hydrogène trois fois supérieur à celui de l’eau sur Terre Remise en question du scénario 3
  • 17. Des origines mystérieuses : Ce que nous apprend Rosetta Les réservoirs à comètes © A. Dagan/Ciel et Espace En 2011 : La comète Hartley 2 (ceinture de Kuiper) : composition similaire à nos océans L’eau terrestre pourrait provenir de comètes originaires de la ceinture de Kuiper mais Tchouri provient elle aussi de la ceinture de Kuiper 3
  • 18. Des origines mystérieuses : Ce que nous apprend Rosetta Tchouri possède des éléments nécessaires aux briques de la vie Des molécules organiques, lointaines initiatrices de l’émergence de la vie sur Terre ? 4 composés organiques détectés pour la 1re fois dans l’Univers Ces composés organiques sont important pour la formation de molécules cruciales à la vie mais Il manque cependant certaines conditions pour qu’elle apparaisse © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA 3
  • 19. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
  • 20. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
  • 21. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA Où se trouvent Rosetta et Tchouri ?
  • 22. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
  • 23.  des origines mystérieuses… Un mystère qui reste entier :  Le rapport deutérium / hydrogène varie d’une comète à l’autre  Le rapport deutérium / hydrogène des astéroïdes est proche de celui de l’eau terrestre  Le rapport deutérium / hydrogène a surement évolué depuis la création de notre planète © Nasa/JPL-Caltech L’eau provient peut- être d’une ou plusieurs de ces sources !
  • 24. De l’eau sur d’autres planètes ? Un état de forte exigence La nébuleuse de la Lagune © R. Gendler/Ciel et Espace Photos L’eau dans l’Univers :  Glace  Vapeur L’eau est constituée d’hydrogène et d’oxygène, or dans l’Univers :  L’hydrogène représente 70% de la masse visible  L’oxygène, plus rare, représente 1% de cette masse
  • 25. H2O dans l’Univers :  Dans l’atmosphère des étoiles froides  Dans les nuages de naissance des planètes  Dans les enveloppes d’étoiles en fin de vie  Dans les comètes, astéroïdes  Dans le système solaire Etoiles en fin de vie © Nasa © Nasa/ESA/Ciel et Espace Photos De l’eau sur d’autres planètes ? Un état de forte exigence
  • 26. Nuage de formation du Système solaire © ESA, NASA, and L. Calcada
  • 27. L’eau liquide est encore plus rare De l’eau sur d’autres planètes ? Un état de forte exigence Elle nécessite certaines conditions particulières :  Une température particulière (une distance propice avec une étoile)  Une pression suffisante Illustration de l’eau sur Mars © C&E Photos En bref des conditions qu’on ne peut éventuellement retrouver que sur les planètes rocheuses et leurs satellites si ces corps sont pourvus d’une atmosphère
  • 28. De l’eau sur d’autres planètes ? Un état de forte exigence Vénus possédait autrefois de l’eau liquide à sa surface © NASA/JPL Toutes les planètes du Système solaire ont pu contenir de l’eau, mais elle a pu disparaitre à cause : D’une distance trop proche du Soleil D’une pression insuffisante D’un état de sol particulier
  • 29. De l’eau sur d’autres planètes ? Vénus, un paradis devenu aride Planète tellurique Température moyenne au sol : 460°C Distance au Soleil : 1,5 fois plus proche que la Terre © Nasa/C&E Photos Aujourd’hui : chaude et aride Vénus possédait autrefois au moins 4 à 5 mètres d’eau à sa surface
  • 30. © NASA/ESA/C&E Photos Mars : A la recherche de la vie
  • 31. De l’eau sur d’autres planètes ? Mars, une histoire de conquête Planète tellurique Température moyenne au sol : -63°C Distance au Soleil : 1,5 fois plus éloignée que la Terre © Nasa/C&E Photos Distance proche Mars est très semblable à la Terre :  Tellurique  Rotation et axe de rotation (donc leurs cycles jour/nuit et leurs saisons sont quasiment identiques)
  • 32. De l’eau sur d’autres planètes ? Mars, une histoire de conquête Depuis 1960, une trentaine de missions ont exploré Mars 1965 : 1er survol et 1ères images de la planète par Mariner 4  Observations d’une zone de cratères  Mars est vue comme une planète « morte » Cliché de Mars réalisé par Mariner 4 © NASA 1975 : Viking 1 et 2, une vision plus réaliste de Mars apparait Captation de Viking 1 © Nasa
  • 33. Mars Pathfinder 1997 © Nasa/JPL 1997 : Sojourner
  • 34. De l’eau sur d’autres planètes ? Mars, une histoire de conquête Une planète bien connue et encore étudiée :  5 sondes sont en orbite autour de la planète  2 rovers actuels :  Opportunity depuis 2004 (42km) !  Et Curiosity depuis 2012 Curiosity © NASA
  • 35. Le Mont Sharp vue par leRover Curiosity (2015) © NASA/JPL-Caltech/MSSS Mont Sharp : montagne de sédiments
  • 36. De l’eau sur d’autres planètes ? Mars, une histoire de conquête  Aujourd’hui : Eau sous forme de glace ou de vapeur  Autrefois : l’eau liquide a probablement coulé Trace découlement d’eau liquide © ESA/DLR/Fu Berlin/Ciel et Espace Photos Une rivière Bighorn (Montana) © NASA Un glacier (de neige carbonique) grand comme la France (au pôle Nord) © NASA
  • 37. De l’eau sur d’autres planètes ? Mars, une histoire de conquête Mars était autrefois habitable Habitable : conditions sont favorables à l’apparition de la vie Curiosity : Atmosphère chaude et humide autrefois Présence d’eau durant une longue période (argiles, roches polies, écoulement) MAVEN : enquête sur la disparition de l'atmosphère Roches martiennes polie par de l’eau © Nasa/JPL-Caltech/MSSS Roches martiennes polie par de l’eau © NASA/JPL-Caltech/MSSS
  • 38. De l’eau sur d’autres planètes ? Mars, une histoire de conquête Mars, à la recherche de la vie passée ExoMars 2016 : Mise en orbite en octobre  étude des gaz atmosphériques ExoMars 2020 : Arrivée de la plateforme et du rover Analyse du sous-sol martien matière organique non affectée par les rayonnements solaires © ESA
  • 39. De l’eau sur d’autres planètes ? Mars, une histoire de conquête Bientôt des humains sur Mars ? Avantages :  Improvisation  Soif de découverte Limites :  Voyage de huit mois environ  Limite technique (radiations, atterrissage)  Financement (apport alimentaire, base spatiale, oxygène) © Nasa/Ciel et Espace Photo
  • 40. Et du côté des géantes, l’eau liquide ? © P. Carril/C&E Photos
  • 41. De l’eau sur d’autres planètes ? Du côté des géantes gazeuses Encelade, la lune glacée Un océan de 45 km d’épaisseur Recouvert par 20 kilomètres de glace en moyenne Sources chaudes et cheminées hydrothermales Un milieu idéal aux bactéries Une lune encore remplie de secret © NASA/JPL/SSI/C&E Photos L’une des lunes de Saturne Distance du Soleil : 10 x Terre Soleil
  • 42. © D. Peach/Nasa/C&E Photos De l’eau sur d’autres planètes ? Du côté des géantes gazeuses De l’eau suspectée sur certaines lunes de Jupiter Distance au Soleil : 5 x Terre - Soleil Présence d’eau suspectée :  Europe  Ganymède  Callisto Sous une croûte de glace
  • 43. De l’eau sur d’autres planètes ? Du côté des géantes gazeuses © Nasa/Ciel et Espace Photos Ganymède, Télescope spatial Hubble :  Océan d’eau salée  100 kilomètres de profondeur  Sous 150 km d’épaisseur de glace La plus grosse lune de Jupiter et du Système solaire Sonde Galiléo : Présence d’un champ magnétique
  • 44. Galiléo : Présence d’argile Télescope spatial Hubble : Observation de panaches d’eau © Nasa/JPL-Caltech Europe, Un monde propice à la vie ? De l’eau sur d’autres planètes ? Du côté des géantes gazeuses
  • 45. La sonde JUNO © NASA/JPL JUNO, À la recherche de l’histoire du Système solaire Arrivée : 4 juillet 2016 (5 ans de voyage) De l’eau sur d’autres planètes ? Du côté des géantes gazeuses Missions :  Origine de Jupiter  Structure intérieure de Jupiter  Composition de l’atmosphère  Champ magnétique
  • 46. La trajectoire orbitale de JUNO © NASA Mais qui ne peut empêcher la sonde d’être en contact avec les radiations La sonde aura donc une durée de vie limitée De l’eau sur d’autres planètes ? Du côté des géantes gazeuses
  • 47. La sonde JUICE © ESA Missions :  Etude de l’habitabilité  Etude du fonctionnement du système jovien Départ : 2022 Début mission : 2030  2, 5 ans : Jupiter, Europe, Callisto  8 mois : Ganymède JUICE 2022 À la recherche de la vie extraterrestre De l’eau sur d’autres planètes ? Du côté des géantes gazeuses
  • 48. Les aurores boréales de Ganymède © NASA Ganymède
  • 49. Représentation du monde glacée d’Europe © Flickr/ NASA Goddard Space Flight Center Europe