Astro News de 60 secondes: Géant de la glace en forme d'impact, les lunes de Jupiter causent des aurores compliquées et Eta Carinae, le pistolet à rayons cosmiques

Cette semaine en astronomie: Un impact cataclysmique sur l'évolution du géant de la glace Uranus, de nouvelles observations de Juno révèlent les complexes aurores de Jupiter et NuSTAR fournit des preuves concluantes que la superstar Eta Carinae agit comme un canon à rayons cosmiques.

Cataclysmique Impact en forme d'évolution pour Uranus géant de glace

Le télescope spatial Hubble a capturé cette photo d'Uranus en 2005.
NASA / ESA / et M. Showalter

Les scientifiques savent depuis longtemps que l'étrange inclinaison d'Uranus ne peut s'expliquer que par un impact terrible. Uranus ne ressemble à aucune autre planète du système solaire dans la mesure où il est incliné: le géant de la glace tourne à angle droit par rapport au plan dans lequel les planètes gravitent, de sorte que ses pôles se prélassent tour à tour au soleil. Maintenant, Jacob Kegerreis (Université de Durham, Royaume-Uni) et ses collègues ont utilisé des simulations informatiques à haute résolution de plus de 50 scénarios d’impact différents pour voir l’évolution de ce dernier.

L'équipe en conclut que la collision, qui a eu lieu il y a environ 4 milliards d'années, a probablement eu lieu avec une protoplanète de roche et de glace au moins deux fois la masse de la Terre. Même si l'impact était suffisamment puissant pour renverser la planète, Uranus a réussi à conserver la majeure partie de son atmosphère gazeuse. Une partie de l'atmosphère perdue a peut-être contribué à former les minces anneaux qui entourent la planète aujourd'hui.

La collision historique permet d'expliquer un certain nombre d'attributs plus curieux du géant de la glace. Son atmosphère est incroyablement froide, même à l’écart du soleil: -216 ° C (57 K). Les simulations suggèrent que les débris de l'impact auraient pu former une mince couche de glace dans Uranus qui emprisonne la chaleur émanant du noyau de la planète. L'impact pourrait également expliquer le champ magnétique incliné et décentré de la planète.

Plus d'informations dans le communiqué de presse de l'université de Durham. L'étude paraît dans le journal astrophysique .

Les lunes de Jupiter et les aurores de Jupiter

Jupiter présente de belles aurores créées lorsque des particules chargées pleuvent le long des lignes de champ magnétique et interagissent avec la haute atmosphère de la planète. Mais contrairement aux aurores boréales éthérées sur Terre, les lunes les plus proches et les plus grandes de Jupiter génèrent des particules chargées dans les aurores de la planète géante, créant ainsi des points de lumière permanents qui suivent les orbites des lunes.

Cette image du télescope spatial Hubble montre des "empreintes" dans les aurores de Jupiter induites par Io, Europa et Ganymède. L'empreinte de Io se trouve à l'extrême gauche, celle de Ganymède, juste en dessous et à droite du centre, et celle d'Europa à droite de celle de Ganymède. Les observations à haute résolution de Juno révèlent une structure surprenante dans ces empreintes.

Maintenant, les scientifiques analysant de nouvelles observations de ces taches aurorales de la sonde spatiale Juno de la NASA ont compris que ces contributions n'étaient pas aussi simples qu'elles étaient apparues. Bien que les observations à basse résolution montrent depuis longtemps que la lune volcanique Io crachant des ions produit une tache brillante dans les aurores de Jupiter, les observations à haute résolution de Juno ont montré que cette tache avait en réalité deux queues de 100 degrés autour de la planète, qui rappellent les les ailes d'une libellule en apparence. Ganymède, la plus grande lune de Jupiter, laisse également une empreinte plus complexe dans les aurores, avec une tache plus claire précédée par une tache plus sombre de «précurseur».

Les observations montrent que les interactions magnétiques entre les hautes atmosphères de Jupiter et ses lunes sont plus compliquées qu'on ne le pensait. Alessandro Mura (Institut national d'astrophysique, Italie) et ses collègues publient ces résultats dans Science du 6 juillet.

Eta Carinae: Superstar et Cosmic Ray Gun

Eta Carinae est l'un des systèmes stellaires les plus lumineux et les plus massifs connus: une paire d'étoiles avec 90 et 30 fois la masse du Soleil qui tourbillonnent toutes les 5, 5 années. Lorsqu'ils s'approchent l'un de l'autre dans leurs orbites ovales, à seulement 140 millions de kilomètres l'un de l'autre, ce qui correspond à peu près à la distance moyenne entre le Soleil et Mars, leurs puissants vents stellaires se heurtent. Dans le numéro du 2 juin de Nature Astronomy, Kenji Hamaguchi (Université du Maryland) et ses collègues rapportent que ces vents en collision agissent comme un canon à rayons cosmiques, projetant des particules énergétiques dans toute la galaxie.

Les mesures prises par l'observatoire de rayons X de Chandra ont montré que les vents en collision produisent des rayons X à basse énergie, mais la provenance de ces rayons X n'était pas claire à 100%. L'observatoire Fermi a également fait allusion à des rayons gamma de haute énergie venant du système, ce qui suggérerait que les particules énergétiques sont responsables du rayonnement, mais les images sont trop floues pour en être sûr.

Eta Carinae brille en rayons X sur cette image de l'observatoire Chandra à rayons X de la NASA. Les couleurs indiquent des énergies différentes. Le rouge couvre de 300 à 1 000 électron-volts (eV), le vert va de 1 000 à 3 000 eV et le bleu couvre de 3 000 à 10 000 eV. À titre de comparaison, l'énergie de la lumière visible est d'environ 2 à 3 eV. Les observations NuSTAR (contours verts) révèlent une source de rayons X dont l’énergie est environ trois fois plus élevée que celle détectée par Chandra.
NASA / CXC et NASA / JPL-Caltech

NuSTAR a maintenant ajouté ses propres images à rayons X à haute énergie au mélange, fournissant ainsi la connexion nécessaire entre les mesures nettes à basse énergie et les mesures à haute énergie plus floues. Les observations montrent de manière concluante que les vents stellaires qui entrent en collision agissent comme un accélérateur de particules cosmiques, produisant des particules relativistes qui, une fois libérées, se frayent un chemin dans la galaxie et, éventuellement, vers la Terre.

Pour un regard approfondi sur Eta Carinae et sur l'évolution de notre compréhension de ce système, voir le numéro d'octobre 2016 de Sky & Telescope .

Voir le communiqué de presse de la NASA pour plus de détails sur cette étude ou regarder leur vidéo fantastiquement illustrée résumant les résultats: