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Actualités du laboratoire Lagrange
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Astrid Lamberts, chargée de recherche CNRS, partage son temps entre les laboratoires Lagrange (Université Côte d'Azur - Observatoire de la Côte d'Azur - CNRS) et Artémis (Université Côte d'Azur - Observatoire de la Côte d'Azur - CNRS) où elle est astrophysicienne, spécialiste des ondes gravitationnelles. Détectées pour la première fois en 2015 par la collaboration LIGO/Virgo lors de la fusion de deux trous noirs, des restes d’étoiles bien plus lourdes que le Soleil, les ondes gravitationnelles étaient prédites par la relativité générale d’Einstein. Leur détection constitue un nouveau moyen d’étudier l’Univers. Si on compare les télescopes à des yeux, les détecteurs d’ondes gravitationnelles sont plutôt des oreilles et depuis quelques années on peut entendre les sons de l’Univers lorsque deux trous noirs ou étoiles à neutrons fusionnent.
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À ce jour, malgré le nombre considérable de découvertes d'exoplanètes, la formation et les propriétés des planètes géantes restent un mystère. Les exoplanètes géantes sculptent les jeunes systèmes exoplanétaires et pourraient déterminer si des planètes plus petites, semblables à la Terre, sont capables d'abriter la vie. L'observation et la caractérisation des propriétés des jeunes exoplanètes sont cruciales pour aider les scientifiques à comprendre de quoi sont faites les exoplanètes géantes et en quoi elles diffèrent de Jupiter et Saturne et comment elles se sont formées.
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L'eau liquide est un élément essentiel à l'apparition de la vie sur Terre. On suppose qu'il en est de même sur d'autres planètes, et c'est pourquoi on définit souvent la « zone habitable » comme la région autour d'une étoile où les planètes (et leurs lunes éventuelles) ne seraient ni trop chaudes ni trop froides pour avoir de l'eau liquide. Mais il existe aussi des planètes qui n'ont pas d'étoile compagnon : éjectées de leur système, ces « planètes flottantes » errent dans notre galaxie dans une obscurité presque totale. En l'absence de rayonnement stellaire direct, la présence d'eau liquide sur ces planètes semble impossible. Cependant, sur les lunes en orbite autour de ces objets errants semblables à Jupiter, la force de marée exercée par leur planète hôte pourrait, en principe, fournir l'énergie nécessaire à la présence d'eau liquide. La distance par rapport à la planète hôte et l'excentricité de l'orbite de la lune déterminent la quantité d'énergie libérée dans la croûte puis dans l'atmosphère.
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Les résultats du premier test de déviation d’astéroïde par la mission DART (Double Asteroid Redirection Test) font l’objet d’une série de cinq articles publiés dans Nature, dont trois auxquels a participé un chercheur du CNRS-INSU. Cette mission de la NASA a réalisé avec succès l’impact à haute vitesse d’une sonde artificielle sur l'astéroïde Dimorphos, le satellite de l'astéroïde binaire Didymos, à 23 h 14 UTC le 26 septembre 2022, dans le cadre du premier test de défense planétaire. Il s’agit d’un test grandeur nature dont la documentation complète sera fournie par la sonde Hera de l’ESA début 2027.
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La formation des super-Terres, planètes extrasolaires de masses intermédiaires entre celle de la Terre et celle de Neptune et très proches de l’étoile centrale, demeure un mystère. Si elles sont très fréquentes autour des étoiles, elles sont absentes dans notre Système solaire.
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Quelle est l’origine de l’air que nous respirons, de l’eau dans nos mers et océans, d’où vient la lumière du jour, pourquoi existe-t-il un climat terrestre, pourquoi des aurores boréales, pourquoi… ? La réponse se trouve dans le ciel. Les étoiles sont un formidable fournisseur d’éléments chimiques et notre Soleil est source de vie. Depuis des temps immémoriaux, l’homme s’est préoccupé d’en savoir toujours davantage sur les astres, leur mouvement, leur dimension, leur composition... Ainsi est née l’astronomie, qui nous renseigne sur les astres célestes. Lesquels sont décrits par diverses caractéristiques, masse, diamètre, rotation, température, composition chimique, etc., auxquelles s’ajoutent la place de ce corps dans l’univers, son histoire, voire, dans le cas du Soleil, ses répercussions sur l’histoire de l’humanité.
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Les succès de l’instrument interférométrique GRAVITY sur le Very Large Telescope Interferometer (VLTI), avec notamment les résultats de confirmation de relativité générale en champ fort qu'il a fourni sur le trou noir de notre Galaxie, SgrA*, a entrainé le démarrage d’un projet d’amélioration de l'instrument et des infrastructures du VLTI afin d'étendre ces performances au domaine des exoplanètes (optique adaptative haut contraste) et à celui de l'astrophysique extragalactique (optique adaptative haute sensibilité avec étoiles laser, double champ); il s’agit du projet GRAVITY+. Le consortium GRAVITY+, composé du MPE, du CNRS (dont le LESIA, l’IPAG, le laboratoire Lagrange et le CRAL), du MPIA, de l'Université de Cologne, du laboratoire CENTRA, de l'Université de Southampton ainsi que de l'ESO, travaille depuis 3 ans à la conception et la réalisation de quatre systèmes d'optiques adaptatives identiques qui remplaceront les systèmes MACAO, âgés de plus de 20 ans. Le MPE est le maître d'œuvre et responsable de la fabrication des analyseurs de surface d'onde pour étoile naturelle et étoile laser ; le LESIA assure la réalisation de l'ordinateur temps réel et l'IPAG, en collaboration avec ALPAO développe le dispositif de correction du front d'onde (miroir déformable avec 41x41 actionneurs). L'Observatoire de la Côte d'Azur est en charge de l'intégration de ces composants sur un banc optique qui reproduit le faisceau Coudé du VLT.
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Il y a deux ans, la mission japonaise Hayabusa2 a effectué une expérience d'impact sur la surface de l'astéroïde Ryugu, qui a donné lieu à un cratère d'une taille inattendue. Pour la première fois, une équipe internationale incluant des chercheurs de l’Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange a simulé intégralement un impact et la formation du cratère en résultant sur un astéroïde, reproduisant le cratère produit par cette expérience sur Ryugu . Ces simulations ont des implications sur l’âge de surface de l’astéroïde, sur ses propriétés matérielles, ainsi que sur la formation et l'évolution des petits astéroïdes en général. Ces simulations sont maintenant appliquées à l’impact de la sonde DART de la NASA sur le petit astéroïde Dimorphos afin de soutenir l’interprétation des données de la sonde Hera de l’Agence Spatiale Européenne qui mesurera en détail le résultat de l’impact et les propriétés de Dimorphos.
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