Le Livre d'Argent

Un petit #Vulgadredi un peu plus décousu cette semaine, parce que parfois il y a des trucs dont j'ai envie de parler mais qui feraient des threads un peu trop courts. Mais comme j'aime bien trouver des liens entre des choses qui n'en ont pas à première vue, il y a toujours moyen de s'arranger.

On va donc, comme annoncé la dernière fois, passer les seize pouets de ce nouveau #VendrediVulga à parler de comment on détecte les exoplanètes, et d'un des objets les plus chouettes de notre système solaire. Et pour ça, on va commencer par parler des planètes dans Star Wars, parce que pourquoi pas.

2/16 Star Wars, bon, je pense que je n'ai pas besoin de vous présenter ce que c'est. Pour prendre le moins de risques possible, on va dire que c'est une des trois plus chouettes sagas vidéo incluant des vaisseaux spatiaux et dont le nom commence par « star » et finit par un mot de quatre lettres.

Mais, comme pas mal d'autres univers du même style, on peut lui reprocher que ses planètes soient assez… monotones ? Tatooine est uniquement un grand désert, Coruscant une ville géante, et Mustafar un champ de lave. Encore que Naboo nous présente quelques paysages un soupçon plus variés.

3/16 Du coup, ces planètes sont-elles réalistes ? C'est une des questions que s'est posé Roland Lehoucq dans un très chouette bouquin que je vous recommande assez chaudement vu qu'on est aussi #VendrediLecture : « Faire de la science avec Star Wars » (où il étudie aussi la Force, l'Étoile noire et les sabre-lasers).

Je vous laisse découvrir tout ça, mais par exemple, d'après l'aspect des deux soleils que l'on voit dans le film, on peut calculer pour Tatooine une orbite stable autour des deux étoiles à la fois, qui l'amènerait à recevoir environ 10% plus de chaleur que la Terre, ce qui colle plutôt pas mal avec un climat surtout désertique.

4/16 Et puis bon… autour de nous, Mars, Vénus et Mercure peuvent assez facilement être réduites à une seule caractéristique de la même façon, même si quand on les regarde dans le détail il y a évidemment pas mal de choses qui changent d'un endroit à un autre sur chacune d'elles.

Mais, parmi les lieux emblématiques de Star Wars, il y en a un qui est un peu plus difficile à étudier : Yavin Ⅳ, la base rebelle lors de la bataille de la première Étoile noire, qui dans les livres devient ensuite l'emplacement de la nouvelle académie Jedi. Il faut dire que ce n'est pas une planète, mais une lune, et que les lunes… c'est plus dur à détecter.

5/16 Bien sûr, on a pu en trouver un certain nombre autour des planètes de notre système solaire. J'avais même déjà fait un thread pour en lister quelques unes ayant des caractéristiques intéressantes. Mais pour l'instant, on ne connaît que celles des planètes autour de nous : nous sommes totalement incapables d'en détecter autour des exoplanètes.

Et pour comprendre pourquoi… eh bien, vous l'aurez compris, c'est là qu'on va parler de la façon dont on détecte les exoplanètes. Il y a, en gros, trois méthodes, même si, évidemment, on pourrait entrer beaucoup plus dans les détails que ce que je vais faire là, le but est surtout d'avoir une idée de comment ça marche.

Au fait, si vous aviez manqué le thread sur les lunes, qui date d'avant que je me mette à utiliser les hashtags, il est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/AwVATkhLR4bOOKEfCa

6/16 La méthode la plus simple est évidemment de voir directement ces planètes au télescope en observant le voisinage des étoiles. C'est aussi la moins efficace, puisqu'elles sont très lointaines, donc toutes petites vues d'ici, et que la lumière des étoiles nous empêche souvent de voir ce qui est trop près d'elles.

On n'a ainsi pu détecter de cette manière quasiment que des planètes géantes pas mal éloignées de leur étoile, soit pas ce qui nous intéresse le plus. Mais on peut faire quelques progrès en masquant avec précision les étoiles, et le télescope spatial James Webb, par exemple, pourrait bien aider à ce niveau.

7/16 Une autre méthode est au contraire de profiter qu'elles nous bouchent la vue : en passant devant son étoile (par rapport à nous), une planète va masquer une petite partie de la lumière de cette étoile. Quand on parvient à détecter une telle baisse de luminosité, on peut calculer approximativement l'orbite de la planète à partir du temps que ça met à revenir à la luminosité de base.

Et connaissant son orbite, donc sa distance à l'étoile, la proportion de lumière qu'on a en moins nous permet d'estimer la taille de la planète. Là encore, il faut quand même que ces planètes soient assez grosses pour que la différence soit détectable… et il faut aussi que l'orbite de la planète soit orientée correctement, ce qui n'est pas toujours le cas.

8/16 La troisième méthode mobilise quelque chose qu'on a vu il y a deux semaines, dans le thread sur les marées : dans un couple étoile-planète (comme dans un couple planète-lune), ce n'est en fait pas un objet qui tourne autour de l'autre, mais les deux objets qui tournent ensemble autour de leur centre de masse.

La plupart du temps, ce centre de masse est situé à l'intérieur de l'étoile (ou de la planète pour une lune), mais, pour autant, il n'est jamais précisément au centre de l'étoile elle-même. Ce qui signifie que la planète fait toujours très légèrement bouger son étoile en lui tournant autour, et c'est aussi quelque chose qu'on peut détecter.

Oh, si vous avez manqué le thread sur les marées, il est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B4guWlrmqXuPUnovbc

9/16 Il faut évidemment des instruments suffisamment précis, et là encore, c'est beaucoup plus simple de détecter les grosses planètes qui font davantage bouger leurs étoiles, mais on a réussi à détecter pas mal de planètes de cette manière-là aussi. Pas seulement autour d'étoiles classiques, d'ailleurs⁽*⁾.

Mais on peut détecter le mouvement des étoiles parce qu'on peut les voir briller directement : on ne peut pas appliquer cette méthode aux planètes pour trouver leurs lunes. Pas plus qu'on ne peut distinguer de cette manière si ce qui fait bouger l'étoile est une planète isolée, ou un système planétaire complet.

(∗) On avait déjà mentionné le cas de planètes trouvées autour d'étoiles à neutrons dans le thread dédié : https://fadrienn.irlnc.org/notice/AxtkWaoCMXHreCwxYe

10/16 De même pour les deux autres méthodes de détection : si une planète peut être suffisamment grosse pour diminuer la luminosité d'une étoile, ou occuper un pixel d'une photo, les lunes, à ce genre de distance, ne peuvent pas être distinguées de la planète autour de laquelle elles tournent.

Si on peut détecter des exoplanètes, donc, les exolunes sont pour l'instant totalement hors de notre portée. Et donc pour imaginer ce que ça peut donner, on va devoir compter sur notre imagination… et sur l'étude de celles qu'on peut trouver autour de nous. Or, on l'a dit la semaine dernière, nous avons autour de Saturne une lune particulièrement intéressante pour ça : Titan. Jetons-y donc un œil.

11/16 Pourquoi Titan est-elle impressionnante ? D'abord par sa taille. Elle est littéralement de la taille d'une planète, puisqu'elle est légèrement plus grosse que Mercure (qui est, certes, la plus petite de toutes). Et notons que, quoiqu'étant plus grosse, elle est quand même moitié plus légère, parce que la masse dépend de la taille, mais aussi de la composition. Mercure est surtout constituée de fer, donc assez lourde.

Je vous avais dit dans le thread sur les lunes que Titan était la plus grosse de toutes celles du système solaire, et que Ganymède, la plus grosses des lunes de Jupiter (elle aussi beaucoup plus légère que Mercure) n'arrivait que deuxième. Mais dans le thread de la semaine dernière, elles étaient classées dans l'autre sens. En fait, ça dépend de ce qu'on mesure.

Si vous aviez manqué le dernier thread, au fait, il est là : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B4vHf54iKchAXsEmUi

12/16 Si on ne regarde que la matière solide, Titan est effectivement légèrement plus petite que Ganymède, et c'est donc elle qui se classe deuxième. Mais Titan dispose de quelque chose que Ganymède n'a pas : une atmosphère dense. Et si on rajoute l'épaisseur de cette atmosphère, Titan dépasse la taille de Ganymède.

Et cette atmosphère est une autre raison qui rend Titan très particulière : alors que celles de Vénus ou de Mars par exemple contiennent surtout du CO₂, celle-ci est constituée quasi-uniquement d'azote, comme devait l'être l'atmosphère terrestre avant que la photosynthèse réalisée par le vivant ne vienne y ajouter un bon paquet d'oxygène.

Ce qui remonte un peu, comme on l'avait déjà vu : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B2LuuVzTLtGtHpY252

13/16 Aucune autre lune, à notre connaissance, ne possède une telle atmosphère. Mais comme on l'a déjà vu à plusieurs reprises, celle de la Terre est à l'origine en grande partie due aux volcans. Y a-t-il des volcans sur Titan ? Oui, mais d'un genre encore un peu particulier.

Il fait en effet très froid, sur Titan : la température moyenne en surface est autour de -180°. Si vous avez lu le thread de la semaine dernière, vous avez donc probablement déjà en tête le mot « cryovolcanisme ». Et en effet, comme pour pas mal d'autres lunes de planètes géantes, Titan a un sol en grande partie composée de glace d'eau, si froide qu'elle est dure comme de la roche.

14/16 Il y a peut-être, comme pour Europe ou Ganymède, un océan sous-marin, piégé sous la glace. Et il semble effectivement qu'un mélange d'eau et d'ammoniac remonte parfois à la surface. Mais ces volcans ont aussi une caractéristique particulière : ils libèrent du méthane qui s'accumule dans l'atmosphère.

Sauf qu'à des températures aussi basses, le méthane ne reste pas gazeux comme sur Terre : il se liquéfie, et retombe en pluie. Il se forme alors des rivières, puis des lacs de méthanes, qui peuvent ensuite s'évaporer et former des nuages. Un cycle du méthane, comme le cycle de l'eau sur Terre… mais avec donc ici une origine partiellement volcanique.

15/16 Or, le méthane est une molécule organique. Si les conditions sont assez peu propices à la vie telle qu'on la connaît, il est en revanche assez probable qu'il y ait au moins là-bas une chimie complexe, ce qui évidemment donne envie d'aller voir de plus près pour savoir ce qui s'y passe exactement.

Nous avons déjà réussi à y lancer un atterrisseur, baptisé Huygens (du nom de l'astronomie ayant découvert cette lune et dont on a déjà parlé dans un autre thread). Une autre mission en préparation, appelée Dragonfly, devrait partir en 2028 et arriver vers 2034, si tout se passe bien… Aller jusqu'aux alentours de Saturne, ça reste quand même pas mal long.

16/16 Et donc, vu à quoi ressemble Titan, est-ce qu'une lune comme Yavin Ⅳ serrait crédible ? Eh bien, à voir. Si sa planète était plus près de l'étoile, il pourrait y faire plus chaud… par moments : comme notre Lune à nous, Titan présente toujours la même face à Saturne, ce qui affecte son inclinaison par rapport au Soleil, et fait durer les saisons là-bas une quinzaine de nos années !

Et puis, bien sûr, un objet aussi léger que Titan est loin d'avoir une gravité aussi forte que la Terre : ça peut être pratique pour faire décoller les X-Wings, mais ça affecterait sans doute un peu notre façon de se déplacer dessus. Enfin bon, ça ira pour cette fois, mais comme je ne suis pas sûr du prochain sujet, je rajoute un dix-septième pouet avec un sondage.

17/16 On est en effet arrivés au bout de ce que j'avais prévu jusque là. J'ai quand même quelques idées pour la suite, mais ça va être à vous de choisir sur quoi on va aller en priorité. Par exemple, tant qu'on est dans l'espace et vu qu'Artémis Ⅱ va rentrer sur Terre cette nuit, je peux vous faire un petit point sur l'histoire de la conquête spatiale. Ou vous causer un peu plus de Mars, vu que c'est la planète qu'on connaît le mieux après la Terre.

Ou bien, on a mentionné à plusieurs reprises la tectonique des plaques, on peut sans doute dire quelques mots de la façon dont on a découvert ça, qui est assez intéressante. Mais si vous préférez retourner parler un peu de biologie, j'ai sous la main quelques trucs qui peuvent être intéressants sur l'intelligence animale, ou sur l'histoire des vaccins. Et bien sûr, si vous pensez à autre chose, n'hésitez pas ! Et je prends aussi tous les retours sur ce thread-là :-)