Astronomie

Quelle est la masse minimale d'un objet céleste pour qu'il puisse avoir une lune ?

Quelle est la masse minimale d'un objet céleste pour qu'il puisse avoir une lune ?

Je me demandais à quel point quelque chose devait être massif pour qu'il puisse attirer les lunes selon les normes de la culture pop (forme ellipsoïde/ronde).

Un planétoïde pourrait-il avoir une lune ? Quelle est la relation entre la masse d'une lune et celle d'une planète ?


Les planétoïdes peuvent avoir des lunes et la taille minimale est "assez petite". Par exemple, 2003 SS84 est un petit astéroïde géocroiseur, d'un diamètre de 120 m et d'une lune d'environ 60 m de diamètre, qui orbite à une distance de 270 m toutes les 24 heures. Il ne s'est probablement pas formé en "attirant la lune", mais la lune s'est probablement formée à la suite d'un impact qui a fendu un astéroïde "en tas de gravats". La lune, dans ce cas, est de taille similaire à l'objet principal. Il existe une large distribution de rapports de taille allant de près de 1:1 à de très petits objets en orbite autour d'objets beaucoup plus gros.

Cependant un aspect de votre question est différent : vous demandez une forme « ronde ». Cela rend les choses plus difficiles, car une forme ronde nécessite une taille assez grande pour tirer l'objet dans une sphère. Il n'y a probablement qu'un seul objet à l'exception des planètes majeures, avec une lune sphérique, et c'est Pluton avec sa lune Charon (et même Charon n'est pas parfaitement arrondi, mais il est proche)

Il est donc assez facile pour un planétoïde d'avoir une lune. Mais il est difficile pour un planétoïde d'être assez grand pour se mettre en équilibre ellipsoïdal


Dans Kollmeier & Raymond (2018), il est dit qu'une lune peut avoir sa propre sous-lune, et que la sous-lune peut avoir une sous-sous-lune, etc. Peu importe que l'objet soit rond ou non, et il n'y a pas de masse minimale en soi , à condition que l'objet secondaire ait $10^{−5}$ fois la masse du corps primaire, en utilisant la règle empirique de Reid (1973). Ainsi, par exemple pour une sous-lune de la Lune, qui a une masse de $7.342×10^{22}$ kg, pourrait avoir une masse maximale de $7.3420×10^{17}$ kg, et cette sous-lune pourrait avoir une sous-sous-lune de $7.3420×10^{12}$ kg. Il pourrait y avoir, aussi, un sous-sous-lune, avec une masse de $7.3420×10^{7}$ kg, ou $10000$ tonnes. Comme vous pouvez le voir, il y a un moment où le plus petit objet a très peu de masse, il peut donc être attaché gravitationnellement à presque n'importe quoi.

Edit : la plus petite lune du système solaire est Deimos, avec une masse de $1.4762×10^{15}$ kg et un diamètre de 12,4 km. Donc, théoriquement, il pourrait avoir une sous-lune de $1.4762×10^{7}$ tonnes.


6 réponses 6

Le bon le mauvais et le laid

Tout ce qu'il faut pour prouver l'existence d'une planète, même visiblement cachée, c'est l'observation, le temps et les mathématiques. Nous prouvons depuis longtemps l'existence de "corps de masse" car les orbites n'ont de sens que si tout est pris en compte. Par conséquent, alors que votre planète peut être visiblement cachée, elle ne peut pas être mathématiquement cachée. Si vos peuples du côté lumineux ont le calcul, ils peuvent prouver l'existence de la planète. Ce qui n'est peut-être pas si moche, car cela pourrait être un point d'intrigue intéressant. Les choses que vous ne pouvez pas voir sont facilement oubliées/ignorées, même lorsqu'un petit groupe de scientifiques n'arrête pas de rappeler aux gens, "il doit y avoir quelque chose là-bas, et voici à quel point c'est énorme".

La limitation est que la masse des deux objets devra être presque identique (je pense) pour minimiser les instabilités. Plus la différence est grande, plus la distance entre les deux mondes est grande (rendant le voyage très difficile) ou plus la possibilité que l'un veuille tourner autour de l'autre plutôt que les deux autour de l'étoile.

alors que votre orbite proposée est théoriquement possible, la réalité est qu'elle est instable. Tout changement de masse, de distance par rapport à l'étoile, même la rotation de l'un ou des mondes (ou d'une comète qui passe, d'ailleurs), et la synchronisation orbitale s'effondreraient. Si l'une ou l'autre planète a une lune, c'est probablement impossible (mais seul un astrophysicien pourrait confirmer cette affirmation).

Cependant, cela pourrait ne pas être un obstacle car les choses peuvent prendre beaucoup de temps à changer en ce qui concerne les phénomènes stellaires, il se peut donc que les deux orbites ne soient pas réellement synchronisées, que l'une soit juste plus rapide que l'autre , et nous sommes dans un. dire. Période de 1 000 ans pendant laquelle votre planète cachée est réellement cachée. Cela pourrait en fait être un point d'intrigue utile pour vous car l'existence de la planète serait suffisamment connue pour que les gens n'y pensent pas réellement (à quelle fréquence pensez-vous à l'arrière de vos genoux ?) et, mieux encore, c'est l'existence serait fondamentalement devenu un mythe. Bien sûr, ces scientifiques embêtants rappellent toujours aux gens qu'il est là, mais votre réponse moyenne pourrait être : « Oui, et selon les contes de fées populaires, les dragons y vivent. N'avons-nous pas quelque chose de plus important à dire ? »

Le bon (ou, du moins, le vraiment cool)

C'est peut-être un peu plus compliqué, mais avec un peu de handwavium, vous pourriez mettre en place un argument pour une orbite de Lissajous autour du point de Lagrange L2. Les points de Lagrange sont (simplement) tourbillons gravitationnels qui peut être mis en orbite comme un corps de masse réel. L2 est directement en ligne "derrière" une planète de telle sorte que la planète protège toujours le point du soleil. Une orbite de Lissajous est une orbite qui ne nécessite aucune propulsion artificielle pour être maintenue. Certes, cela nécessite généralement une boucle autour de la terre pour maintenir l'élan, mais j'ai mentionné le handwavium, n'est-ce pas ?

Ce concept pourrait vous permettre de créer une lune qui n'est jamais vue du côté lumineux. Notez que ces scientifiques embêtants marmonnent encore à propos d'une masse qui continue d'affecter les marées (et ce serait aussi une affectation sauvage et laineuse. ai-je mentionné le point de l'intrigue?), Mais il existe des moyens de discréditer/faire taire/ignorer les scientifiques.

Quelle que soit la solution que vous proposez, elle sera toujours mathématiquement visible. Marées pour les lunes. Perturbations orbitales pour les planètes. L'observation, le temps et les mathématiques les détecteront tous. Par souci de réalisme, vous devrez traiter ce problème désagréable dans votre histoire. Mais c'est un problème cool, tu ne dirais pas ?


Quelle est la masse minimale requise pour qu'un objet céleste prenne une forme sphérique ?

Les lunes, les planètes et les étoiles sont généralement des sphères et de nombreux astéroïdes ont tendance à être de gros rochers. Quelle doit être la masse d'un objet pour que la nature en fasse une sphère ? Et pourquoi les grandes masses deviennent-elles sphériques ?

AFAIK le plus petit rond la lune dans le système solaire est Mimas (environ 3,8 x 10 19 kg), bien qu'elle soit légèrement déformée par les marées ovoïde par la gravité de Saturne.

Les planètes sont rondes parce que leur champ gravitationnel agit comme s'il provenait du centre du corps et attire tout vers lui. Avec son grand corps et le chauffage interne des éléments radioactifs, une planète se comporte comme un fluide et, sur de longues périodes, succombe à l'attraction gravitationnelle de son centre de gravité. La seule façon d'obtenir toute la masse aussi près que possible du centre de gravité de la planète est de former une sphère. Le nom technique de ce processus est « ajustement isostatique ».


Un autre objet céleste massif, avec une étoile compagne en remorque, 19 novembre 2002 13:29 Abonnez-vous

J'ai posté cette question sur Slashdot, mais j'ai pensé que je la jetterais ici. Des physiciens dans la maison ?

La conclusion selon laquelle cela a été lancé par une supernova n'a pas de sens pour moi. Quelqu'un peut-il m'aider à comprendre ? Deux problèmes :

1) Le trou noir a une étoile compagne, alors un coup de pied de cette ampleur ne l'arracherait-il pas à sa compagne et l'empêcherait-il d'en acquérir une autre jusqu'à ce qu'il ralentisse ?

2) Même en ignorant la masse du compagnon, les estimations sont que le BH est d'environ 7 masses solaires. Cela signifie que le BH a acquis une énergie cinétique de 1/2 * 7 * (2^30 kg) * (10^5 m/s)^2 = environ 10^41 J d'énergie, soit environ 1/1000 de l'énergie de l'explosion SN (10^51 erg = 10^44 J). Pour moi, cela semble être une fraction extrêmement importante d'une explosion à peu près isotrope convertie en mouvement. C'est encore pire si vous jetez dans la masse du compagnon.

Quelqu'un a-t-il une idée de comment cela peut arriver?
posté par ptermit à 15:22 le 19 novembre 2002

ptermit, il y en a d'autres qui pourraient le formuler plus éloquemment que moi, étant donné mes connaissances générales en physique :

1) L'étoile compagnon a été piégée par le BH longtemps après le choc de l'arc, sinon, le BH l'aurait absorbée bien avant que quiconque sur Terre puisse l'observer.

2) L'essentiel de l'énergie cinétique du BH se situe dans l'horizon des événements. La production massivement dense est le résultat de la s'effondrer de l'étoile qui a formé le BH.

Donc, ce qui s'est réellement passé, dans l'ordre, était ceci :

1) Une supernova se produit, avec la magnitude d'un sursaut gamma, l'onde de choc de l'explosion s'étend vers une étoile voisine.

2) Affectée par la force du sursaut gamma, l'étoile voisine s'effondre lorsqu'elle est arrachée à sa trajectoire antérieure en fonction de l'âge de l'étoile voisine et de sa proximité avec la nova, elle devient soit une étoile à neutrons, BH/ gravistar, ou lui-même devient nova.

3) Le survivant égaré du sursaut gamma finit par croiser une autre étoile, une étoile plus faible que les deux premières. Le troisième objet suit le voleur jusqu'à ce qu'il soit finalement absorbé. (Si la troisième étoile était plus proche et/ou plus grande, elle se serait effondrée/volée, etc.)

Espérons que cela clarifie les choses.
posté par Smart Dalek à 16h24 le 19 novembre 2002

Smart Dalek : Merci de m'avoir répondu, mais je dois avouer que votre message n'a pas du tout éclairci les choses.

Je n'ai pas compris ce que vous vouliez dire par la plupart (ou une partie) de l'énergie cinétique du trou noir se trouvant à l'intérieur de l'horizon des événements. C'est juste une masse en mouvement, et a donc une énergie cinétique qu'elle peut transférer par gravité en dehors de son horizon des événements, donc je ne peux pas comprendre ce que vous dites là. De plus, les compagnons n'ont pas du tout besoin d'être absorbés par les trous noirs, ils peuvent orbiter indéfiniment, tout comme les planètes peuvent orbiter autour des étoiles. Et je ne vois pas non plus ce que les chocs d'arc ont à voir avec cela, car ils sont produits par des ondes de choc qui ont déjà quitté l'étoile pour être accélérées.

Peut-être que je n'ai pas été très clair, ou que je ne comprends pas ce qui se passe ici. Je pensais que ces gars voyaient un BH et un compagnon qui se déplaçaient rapidement. Ils ont conclu que le BH était si rapide parce qu'il est né dans une supernova, qui a propulsé le BH.

Mon objection est qu'étant donné la quantité d'énergie dans une supernova, le BH se déplace trop vite et ne devrait pas avoir de compagnon. Ça va trop vite parce que le SN ne devrait pas être capable de pomper autant d'énergie dans l'étoile pour la faire bouger comme ça. Il ne devrait pas avoir de compagnon car son compagnon d'origine aurait dû être arraché, et il va probablement trop vite pour acquérir un nouveau compagnon. (Et s'il en a acquis un nouveau, il a dû aller beaucoup plus vite avant, rendant le premier point encore plus gênant.)
posté par ptermit à 20:07 le 19 novembre 2002

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Les humains pourraient-ils construire une grande tour ou une corde géante vers l'espace ?

Les scientifiques ont imaginé des technologies qui pourraient emmener les humains dans les étoiles sans fusées. Une tour géante s'enfoncerait probablement dans la planète. Un câble qui atteint l'orbite pourrait fonctionner, mais seulement si les chercheurs peuvent trouver un matériau suffisamment solide pour le construire.

metamorworks/iStock/Getty Images Plus adapté par L. Steenblik Hwang

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20 septembre 2019 à 5h30

L'astronaute Roy McBride scrute la Terre au début du nouveau film de science-fiction Ad Astra. Ce n'est pas une vue inhabituelle pour lui. Il effectue des travaux mécaniques au sommet d'une antenne spatiale internationale. Cette structure filiforme s'étire vers les étoiles. Mais ce jour-là, la douce vue de McBride est interrompue par une explosion qui le propulse hors de l'antenne. Il plonge de l'obscurité de l'espace vers la Terre jusqu'à ce que son parachute s'ouvre, ralentissant sa descente.

Dans le film, l'antenne spatiale ressemble à des tuyaux empilés sur des tuyaux qui atteignent l'espace. Mais quelqu'un pourrait-il construire quelque chose d'aussi grand ? Et les gens peuvent-ils réellement grimper de la Terre dans l'espace ?

Une grande commande

Il n'y a pas de ligne fixe entre la Terre et l'espace. Où commence l'espace dépend de qui vous demandez. Mais la plupart des scientifiques s'accordent à dire que l'espace commence quelque part entre 80 et 100 kilomètres (50 et 62 miles) au-dessus de la surface de la Terre.

Construire une tour maigre aussi haute n'est pas possible. Quiconque a empilé une tour de Legos sait qu'à un moment donné, la structure ne sera pas assez solide pour supporter son propre poids. Il finit par basculer sur le côté, avant de s'écraser et de disperser ses briques. Une meilleure stratégie consiste à construire quelque chose comme une pyramide qui se rétrécit à mesure qu'elle grandit.

Mais même si nous pouvions construire une tour aussi haute, il y aurait des problèmes, déclare Markus Landgraf. Il est physicien à l'Agence spatiale européenne. Il est basé à Noordwijk, aux Pays-Bas. Une tour qui pourrait atteindre l'espace serait trop lourde pour être supportée par la Terre, dit-il. La croûte terrestre n'est pas très profonde. Il ne fait en moyenne qu'environ 30 kilomètres (17 miles). Et le manteau ci-dessous est un peu spongieux. La masse de la tour pousserait trop fort sur la surface de la Terre. "Cela créerait essentiellement un fossé", explique Landgraf. Et, ajoute-t-il, "Cela continuerait de le faire pendant des milliers d'années. Cela irait de plus en plus profond. Ce ne serait pas joli.

Les physiciens ont donc concocté une autre solution, celle qui renverse l'approche de la tour. Certains scientifiques ont proposé de suspendre un ruban en orbite terrestre et de laisser pendre son extrémité jusqu'à la surface. Ensuite, les gens pourraient monter dans l'espace au lieu de décoller dans des fusées.

Monter

Ce concept est appelé « ascenseur spatial ». C'est une idée lancée pour la première fois par un scientifique russe à la fin des années 1800. Depuis lors, les ascenseurs spatiaux sont apparus dans de nombreux contes de science-fiction. Mais certains scientifiques prennent l'idée au sérieux.

Pour rester en orbite, l'ascenseur devrait mesurer beaucoup plus de 100 kilomètres, soit plus de 100 000 kilomètres (62 000 miles). C'est à peu près un quart de la distance entre la surface de la Terre et la Lune.

L'extrémité du ruban géant se balançant autour de la planète devrait être en orbite géosynchrone. Cela signifie qu'il reste positionné au-dessus du même endroit sur la surface de la Terre et tourne à la même vitesse que la Terre.

« La façon dont il reste là-haut est exactement la même que si vous mettiez une pierre au bout d’une ficelle et la lanciez autour de votre tête. Il y a une force énorme – la force centrifuge [Sen-TRIF-uh-gul] – tirant la roche vers l'extérieur », explique Peter Swan. Swan est le directeur de l'International Space Elevator Consortium. Il est basé à Paradise Valley, en Arizona. Le groupe promeut (vous l'aurez deviné) le développement d'un ascenseur spatial.

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Tout comme la pierre sur la ficelle, un contrepoids à l'extrémité de l'ascenseur pourrait l'aider à rester tendu. Mais si l'on en a besoin dépend du poids et de la longueur de la corde.

Swan et d'autres membres de l'ISEC s'efforcent de faire de l'ascenseur spatial une réalité, car il pourrait rendre plus facile et moins coûteux l'envoi de personnes et d'équipements dans l'espace. Swan estime qu'aujourd'hui, il en coûterait environ 10 000 $ pour envoyer une livre de choses sur la lune. Mais avec un ascenseur spatial, dit-il, le coût pourrait tomber à près de 100 $ la livre.

Prochaine étape : l'espace

Pour quitter la planète, un véhicule appelé grimpeur pourrait s'attacher au ruban. Il saisirait le ruban des deux côtés avec une paire de roues ou de ceintures, un peu comme un tapis roulant. Ils se déplaçaient et tiraient des personnes ou des marchandises sur le ruban. Vous pourriez le considérer, dit Bradley Edwards, comme étant « essentiellement comme un chemin de fer vertical ». Edwards est un physicien basé à Seattle, Washington. Il a écrit des rapports pour la NASA en 2000 et 2003 sur la probabilité de développer des ascenseurs spatiaux.

Une personne pourrait atteindre l'orbite terrestre basse en environ une heure, dit Edwards. Voyager jusqu'au bout du fil prendrait quelques semaines.

"Vous entrez et vous le sentez à peine bouger … ce serait un peu comme un ascenseur normal", dit Edward. Ensuite, vous verriez la station d'ancrage, où le ruban est attaché à la Terre, tomber. Vous pouvez commencer lentement, mais l'ascenseur peut atteindre des vitesses comprises entre 160 et 320 kilomètres par heure (100 à 200 miles par heure).

La vue passerait de l'observation des nuages ​​et des éclairs au-dessus de la surface de la Terre à celle de la courbe de la Terre. Vous passeriez devant la Station spatiale internationale. "Et au moment où vous atteignez l'orbite géosynchrone, vous pouvez lever la main et couvrir la Terre", explique Edwards.

Mais vous n'auriez pas à vous arrêter là. En raison de la façon dont l'extrémité de l'ascenseur est projetée, vous pouvez l'utiliser pour vous lancer sur une autre planète. C'est comme balancer une pierre sur une ficelle autour de votre tête. Si vous lâchez la corde, le rocher s'envole. « La même chose fonctionne avec un ascenseur spatial », explique Edwards. Dans ce cas, la destination pourrait être la lune, Mars ou même Jupiter.

Filage d'un fil

Le plus grand défi de la construction d'un ascenseur spatial est peut-être l'attache longue de 100 000 kilomètres. Il devrait être incroyablement fort pour gérer les forces gravitationnelles et centrifuges qui le tirent.

L'acier utilisé dans les immeubles de grande hauteur ne fonctionnerait pas pour un câble d'ascenseur spatial. Vous auriez besoin d'une masse d'acier plus élevée que toute la masse de l'univers, a noté Landgraf lors d'une conférence TEDx en 2013.

Les scientifiques disent : le graphène

Au lieu de cela, les physiciens se tournent vers les nanotubes de carbone. « Les nanotubes de carbone sont l'un des matériaux les plus résistants que nous connaissions », explique l'ingénieur chimiste Virginia Davis. Davis travaille à l'université d'Auburn en Alabama. Ses recherches portent sur les nanotubes de carbone et le graphène, un autre matériau carboné. Ce sont des matériaux à l'échelle nanométrique, avec au moins une dimension autour d'un millième de l'épaisseur d'un cheveu humain.

La structure des nanotubes de carbone ressemble à une clôture à mailles losangées qui a été enroulée dans un tube. Au lieu d'être constitués de fil, les nanotubes de carbone ne sont constitués que d'atomes de carbone, explique Davis. Les nanotubes de carbone et le graphène sont "beaucoup plus résistants que la plupart des autres matériaux, d'autant plus qu'ils sont vraiment super légers", dit-elle.

« Nous pouvons déjà fabriquer des fibres, des câbles et des rubans à partir de nanotubes de carbone », explique Davis. Mais personne n'a encore rien fabriqué à partir de nanotubes de carbone ou de graphène qui approche même des dizaines de milliers de kilomètres.

Edwards a estimé que la force dont le câble aurait besoin devrait avoir une force d'environ 63 gigapascals. C'est un nombre énorme, des milliers de fois supérieur à la résistance de l'acier. C'est des dizaines de fois plus que certains des matériaux les plus résistants connus, comme le Kevlar utilisé dans les gilets pare-balles. En théorie, la force des nanotubes de carbone dépasse largement 63 gigapascals. Mais ce n'est qu'en 2018 que les chercheurs ont fabriqué un faisceau de nanotubes de carbone qui a dépassé cela.

La résistance d'un ruban massif, cependant, ne dépendrait pas seulement du matériau utilisé, mais aussi de la façon dont il est tissé. Des défauts, tels que des atomes manquants dans les nanotubes de carbone, pourraient également affecter la résistance globale, dit Davis, ainsi que d'autres matériaux utilisés dans le ruban. Et, s'il était construit avec succès, l'ascenseur spatial devrait résister à toutes sortes de menaces, de la foudre aux collisions avec des débris spatiaux.

« Certainement, il y a un long chemin à parcourir », déclare Davis. "Mais beaucoup de choses que nous avions l'habitude de penser à une science-fiction, c'est là que cette idée a commencé, sont devenues des faits scientifiques."

Mots de pouvoir

antenne (pluriel : antennes) En biologie : Soit d'une paire d'appendices sensoriels longs et minces sur la tête d'insectes, de crustacés et de quelques autres arthropodes. (en physique) Dispositifs pour capter (recevoir) l'énergie électromagnétique.

astronaute Quelqu'un formé pour voyager dans l'espace pour la recherche et l'exploration.

atome Unité de base d'un élément chimique. Les atomes sont constitués d'un noyau dense qui contient des protons chargés positivement et des neutrons non chargés. Le noyau est orbité par un nuage d'électrons chargés négativement.

carbone L'élément chimique ayant le numéro atomique 6. C'est la base physique de toute vie sur Terre. Le carbone existe librement sous forme de graphite et de diamant. C'est une partie importante du charbon, du calcaire et du pétrole, et est capable de s'auto-lier chimiquement pour former un nombre énorme de molécules chimiquement, biologiquement et commercialement importantes.

Nanotube de carbone Un matériau en forme de tube à l'échelle nanométrique, fabriqué à partir de carbone qui conduit bien la chaleur et l'électricité.

force centrifuge Une force qui semble tirer un corps en rotation - ou quelque chose sur un objet en rotation (comme un cavalier d'un parc d'attractions) - loin du centre de rotation.

chimique Une substance formée de deux atomes ou plus qui s'unissent (se lient) dans une proportion et une structure fixes. Par exemple, l'eau est un produit chimique fabriqué lorsque deux atomes d'hydrogène se lient à un atome d'oxygène. Sa formule chimique est H2O. Chemical peut également être un adjectif pour décrire les propriétés des matériaux qui sont le résultat de diverses réactions entre différents composés.

Ingénieur chimiste Un chercheur qui utilise la chimie pour résoudre des problèmes liés à la production d'aliments, de carburant, de médicaments et de nombreux autres produits.

consortium Un groupe ou une association d'organisations indépendantes.

dimension Caractéristiques descriptives de quelque chose qui peut être mesurée, telles que la longueur, la largeur ou le temps.

La croûte terrestre La couche la plus externe de la Terre. Il fait relativement froid et cassant.

fibre Quelque chose dont la forme ressemble à un fil ou un filament.

graphène Un matériau ultrafin et ultrarésistant composé d'une couche d'atomes de carbone d'une épaisseur d'un seul atome qui sont liés entre eux.

la gravité La force qui attire n'importe quoi avec de la masse, ou du volume, vers n'importe quelle autre chose avec de la masse. Plus une chose a de masse, plus sa gravité est grande.

Station spatiale internationale Un satellite artificiel en orbite autour de la Terre. Gérée par les États-Unis et la Russie, cette station fournit un laboratoire de recherche à partir duquel les scientifiques peuvent mener des expériences en biologie, physique et astronomie – et faire des observations de la Terre.

Kevlar Une fibre plastique ultra-résistante développée par DuPont dans les années 1960 et initialement vendue au début des années 1970. Il est plus solide que l'acier, mais pèse beaucoup moins et ne fondra pas.

laser Un appareil qui génère un faisceau intense de lumière cohérente d'une seule couleur. Les lasers sont utilisés pour le perçage et la découpe, l'alignement et le guidage, le stockage de données et la chirurgie.

manteau (en géologie) L'épaisse couche de la Terre sous sa croûte externe. Le manteau est semi-solide et généralement divisé en un manteau supérieur et un manteau inférieur.

Masse Un nombre qui montre à quel point un objet résiste à l'accélération et au ralentissement - essentiellement une mesure de la quantité de matière à partir de laquelle cet objet est fabriqué.

mécanique Avoir à voir avec les appareils qui bougent, y compris les outils, les moteurs et autres machines (même, potentiellement, des machines vivantes) ou quelque chose causé par le mouvement physique d'une autre chose.

Nasa Abréviation de l'Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace. Créée en 1958, cette agence américaine est devenue un leader dans la recherche spatiale et dans la stimulation de l'intérêt du public pour l'exploration spatiale. C'est par l'intermédiaire de la NASA que les États-Unis ont envoyé des personnes en orbite et finalement sur la lune. Il a également envoyé des vaisseaux de recherche pour étudier les planètes et autres objets célestes de notre système solaire.

orbite La trajectoire incurvée d'un objet céleste ou d'un vaisseau spatial autour d'une étoile, d'une planète ou d'une lune. Un circuit complet autour d'un astre.

pair (verbe) Examiner quelque chose, chercher des détails.

physicien Scientifique qui étudie la nature et les propriétés de la matière et de l'énergie.

planète Un objet céleste qui orbite autour d'une étoile est suffisamment gros pour que la gravité l'ait écrasé en une boule arrondie et ait dégagé d'autres objets dans son voisinage orbital.

la science-fiction Un domaine d'histoires littéraires ou filmées qui se déroulent dans un contexte fantastique, généralement basé sur des spéculations sur la façon dont la science et l'ingénierie orienteront les développements dans un avenir lointain. Les intrigues de bon nombre de ces histoires se concentrent sur les voyages dans l'espace, les changements exagérés attribués à l'évolution ou à la vie dans (ou sur) des mondes extraterrestres.

cellule photovoltaïque Un appareil qui convertit l'énergie solaire en électricité.

Star Le bloc de construction de base à partir duquel les galaxies sont faites. Les étoiles se développent lorsque la gravité compacte les nuages ​​de gaz. Lorsqu'elles deviennent suffisamment denses pour entretenir des réactions de fusion nucléaire, les étoiles émettent de la lumière et parfois d'autres formes de rayonnement électromagnétique. Le soleil est notre étoile la plus proche.

stratégie Un plan réfléchi et intelligent pour atteindre un objectif difficile ou stimulant.

attache Une cravate ou une corde qui ancre lâchement un objet à une position semi-fixe. Ou le processus consistant à attacher un objet à un cordon qui le maintiendra lâchement fixé à cette position. (Considérez la balle d'attache de jeu de l'enfant, par laquelle une corde est attachée à une balle à une extrémité et un poteau d'ancrage à l'autre extrémité.)

univers Le cosmos entier : Toutes les choses qui existent dans l'espace et le temps. Il s'est étendu depuis sa formation lors d'un événement connu sous le nom de Big Bang, il y a quelque 13,8 milliards d'années (plus ou moins quelques centaines de millions d'années).

verticale Terme désignant la direction d'une ligne ou d'un plan qui monte et descend, comme le fait le poteau vertical d'un lampadaire. C'est l'opposé de l'horizontale, qui serait parallèle au sol.

Citations

Signaler: AVANT JC. Edwards et Eureka scientifique. Étude NIAC de phase II. 1er mars 2003.

Journal: AVANT JC. Edwards et al. Conception et déploiement d'un ascenseur spatial. Acta Astronautica Vol. 47, novembre 2000. doi : 10.1016/S0094-5765(00)00111-9

Signaler: AVANT JC. Edwards et Eureka scientifique. Étude NIAC de phase I. 2000.

À propos de Carolyn Wilke

Carolyn Wilke est une ancienne rédactrice à Actualités scientifiques pour les étudiants . Elle a un doctorat. en génie de l'environnement. Carolyn aime écrire sur la chimie, les microbes et l'environnement. Elle aime aussi jouer avec son chat.

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Un objet céleste qui défie la description

Un objet découvert par des astrophysiciens de l'Université de Toronto à près de 500 années-lumière du soleil pourrait remettre en cause les conceptions traditionnelles de la formation des planètes et des étoiles.

L'objet est situé près de &ndash et orbite probablement &ndash autour d'une très jeune étoile à environ 440 années-lumière du soleil, et amène les astrophysiciens à croire qu'il n'y a pas de ligne facile à définir entre ce qui est et n'est pas une planète.

&ldquoNous avons des mesures très détaillées de cet objet sur sept ans, voire un spectre révélant sa gravité, sa température et sa composition moléculaire. Pourtant, nous pouvons encore déterminer s'il s'agit d'une planète ou d'une étoile défaillante et ce que nous appelons une "naine brune". Selon la mesure que vous considérez, la réponse pourrait être l'une ou l'autre », a déclaré Thayne Currie, post-doctorante au département d'astronomie et d'astrophysique de l'Université de Toronto et auteur principal d'un rapport sur la découverte publié cette semaine dans Astrophysical Journal Letters.

Nommé ROXs 42Bb pour sa proximité avec l'étoile ROXs 42B, l'objet est environ neuf fois la masse de Jupiter, en dessous de la limite que la plupart des astronomes utilisent pour séparer les planètes des naines brunes, qui sont plus massives. Cependant, elle est située 30 fois plus loin de l'étoile que Jupiter ne l'est du soleil.

&ldquoCette situation est un peu différente de celle de décider si Pluton est une planète. Pour Pluton, il s'agit de savoir si un objet d'une masse aussi faible parmi un groupe d'objets similaires est une planète », a déclaré Currie. &ldquoIci, il s'agit de savoir si un objet si massif et pourtant si éloigné de son étoile hôte est une planète. Si oui, comment s'est-il formé ?»

La plupart des astronomes pensent que les planètes géantes gazeuses telles que Jupiter et Saturne se sont formées par accrétion de noyau, les planètes se formant à partir d'un noyau solide qui développe ensuite une enveloppe gazeuse massive. L'accrétion du noyau fonctionne plus efficacement plus près de l'étoile mère en raison du temps nécessaire pour former le noyau.

Une autre théorie proposée pour former des planètes géantes gazeuses est l'instabilité du disque et un processus par lequel un fragment d'un disque de gaz entourant une jeune étoile s'effondre directement sous sa propre gravité en une planète. Ce mécanisme fonctionne mieux plus loin de l'étoile mère.

Sur la douzaine d'autres jeunes objets avec des masses de planètes observées par Currie et d'autres astronomes, certains ont des rapports de masse planète-étoile inférieurs à environ 10 fois ceux de Jupiter et sont situés à environ 15 fois la séparation de Jupiter du soleil. D'autres ont des rapports de masse beaucoup plus élevés et/ou sont situés à plus de 50 fois la séparation orbitale de Jupiter, des propriétés similaires à celles d'objets beaucoup plus massifs largement acceptés pour ne pas être des planètes. Le premier groupe serait constitué de planètes formées par accrétion de noyau, et le deuxième groupe s'est probablement formé tout comme les étoiles et les naines brunes. Entre ces deux populations se trouve un grand fossé séparant les vraies planètes des autres objets.

Currie dit que le nouvel objet commence à brouiller cette distinction entre les planètes et les naines brunes, et peut se trouver à l'intérieur et commencer à combler le vide.

Il est très difficile de comprendre comment cet objet s'est formé comme Jupiter l'a fait. Cependant, sa masse aussi trop faible pour être une instabilité typique du disque nain brune pourrait simplement fonctionner à sa distance de l'étoile. Il peut représenter une nouvelle classe de planètes ou il peut s'agir simplement d'une naine brune très rare et de très faible masse formée comme d'autres étoiles et naines brunes : une naine brune de « masse planétaire ».

"Quoi qu'il en soit, cela devrait stimuler de nouvelles recherches sur les théories de la formation des planètes et des étoiles, et servir de point de référence crucial pour comprendre les propriétés des jeunes planètes à des températures, des masses et des âges similaires", a déclaré Currie.

La découverte est rapportée dans une étude intitulée &ldquoImagerie et spectroscopie directes d'un compagnon candidat en dessous/près de la limite de combustion du deutérium dans le jeune système d'étoiles binaires, ROXs 42B&rdquo. Currie présentera ces résultats et d'autres lors de la réunion annuelle de l'American Astronomical Society à Washington, DC, cette semaine.

Les données d'observation utilisées pour la découverte ont été obtenues à l'aide des télescopes de l'observatoire Keck et de l'observatoire Subaru sur le Mauna Kea, à Hawaï (photo de droite) et des télescopes de l'observatoire européen austral au Chili.

L'équipe de recherche internationale comprend des scientifiques du Space Telescope Science Institute de Baltimore, du docteur en médecine de l'Université de Montréal de l'Université de Hyogo à Kobe, du Japon, de l'Universitats-Sternwarte Munchen et de la Ludwig-Maximilians-Universitat, de Munchen, d'Allemagne et de l'Université d'Hawaï. .

La publication de communiqués de presse ou d'autres contenus sous-traités ne signifie pas une approbation ou une affiliation de quelque nature que ce soit.


Lien manquant des étoiles à neutrons ? Un étrange aimant stellaire en hibernation découvert

Les astronomes ont découvert un objet céleste des plus étranges qui a émis 40 flashs de lumière visible avant de disparaître à nouveau. Il s'agit très probablement d'un chaînon manquant dans la famille des étoiles à neutrons, le premier cas d'un objet doté d'un champ magnétique incroyablement puissant qui a montré une brève et forte activité de lumière visible.

Cet objet étrange a initialement induit ses découvreurs en erreur car il s'est présenté sous la forme d'un sursaut de rayons gamma, suggérant la mort d'une étoile dans l'Univers lointain. Mais peu de temps après, il a présenté un comportement unique qui indique que son origine est beaucoup plus proche de nous. Après l'impulsion de rayons gamma initiale, il y a eu une période d'activité de trois jours au cours de laquelle 40 éruptions de lumière visible ont été observées, suivies d'un bref épisode de torchage dans le proche infrarouge 11 jours plus tard, qui a été enregistré par le Very Large Telescope de l'ESO. Puis la source est redevenue dormante.

"We are dealing with an object that has been hibernating for decades before entering a brief period of activity", explains Alberto J. Castro-Tirado, lead author of a new paper in the journal Nature.

The most likely candidate for this mystery object is a 'magnetar' located in our own Milky Way galaxy, about 15 000 light-years away towards the constellation of Vulpecula, the Fox. Magnetars are young neutron stars with an ultra-strong magnetic field a billion billion times stronger than that of the Earth. &ldquoA magnetar would wipe the information from all credit cards on Earth from a distance halfway to the Moon,&rdquo says co-author Antonio de Ugarte Postigo. "Magnetars remain quiescent for decades. It is likely that there is a considerable population in the Milky Way, although only about a dozen have been identified."

Some scientists have noted that magnetars should be evolving towards a pleasant retirement as their magnetic fields decay, but no suitable source had been identified up to now as evidence for this evolutionary scheme. The newly discovered object, known as SWIFT J195509+261406 and showing up initially as a gamma-ray burst (GRB 070610), is the first candidate. The magnetar hypothesis for this object is reinforced by another analysis, based on another set of data, appearing in the same issue of Nature.

Forty-two scientists used data taken by eight telescopes worldwide, including the BOOTES-2 robotic telescope at EELM-CSIC, the WATCHER telescope at Boyden Observatory (South Africa), the 0.8-m IAC80 at Teide Observatory (Spain), the Flemish 1.2-m Mercator telescope at Observatorio del Roque de los Muchachos (Spain), the Tautenburg 1.34-m telescope (Germany), the 1.5-m at Observatorio de Sierra Nevada (IAA-CSIC), the 6.0-m BTA in Russia, the 8.2-m VLT at ESO in Chile and the IRAM 30-m Pico Veleta y Plateau de Bure telescopes, together with the SWIFT (NASA) and XMM-Newton (ESA) satellites.

About Neutron stars

Neutron stars is the bare, condensed remain of a massive star with between eight and fifteen times the mass of the Sun, which has expelled its outer layers following a supernova explosion. Such stars are only around 20 kilometres in diameter, yet are more massive than the Sun. Magnetars are neutron stars with magnetic fields hundreds of times more intense than the average neutron star fields. The energy release during one flare in the course of a period of activity can amount to the energy released by the Sun in 10 000 years.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par ESO. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Can Moons Have Moons?

Can moons have moons? More technically, could a natural satellite of a major planetary body have its own natural satellite? In short…kind of.

The answer to this question is not black and white. To answer it more completely, let’s back up. What is a moon? The International Astronomical Union Assembly of 2006 yielded this definition for a planet:

“A ‘planet’ is defined as a celestial body that (a) is in orbit around the Sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighbourhood around its orbit.”

Unfortunately there is no official definition of a moon. Most astronomers just refer to them as natural satellites. So throughout this article, when I refer to a moon I am speaking of a natural satellite of a planet as defined by the IAU. So picture looking up on a clear night, and you see the moon, full and bright. After watching it for some time, a second, smaller sphere begins to slowly peek its way around from the other side of the moon. We’ll call this hypothetical object a sub-moon.

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It would be quite a sight, and it seems plausible. After all, the sun is a satellite of the galactic center, and the earth orbits the sun, the moon orbits the earth…couldn’t nature just go one step further? The moon, like all other massive objects, produces it’s own gravity. That’s what allowed us to land on the moon and put things into orbit around it.

So we can orbit the moon, doesn’t that prove sub-moons are a possibility? Again, not exactly. As of right now there are 174 known moons in our solar system orbiting the eight major planets, and none of them have sub-moons of their own. It was thought that Saturn’s moon, Rhea, might have its own ring system, but such claims have been since dismissed. If true this would have been the closest thing to a sub-moon within our solar system.

So it could be possible, but with so many moons why don’t we see it happening? Believe it or not, the reason is likely because of the age of the solar system. All objects within orbit have something called a Hill Sphere, which is an area around an object (say, the Earth) where it’s gravity is more powerful than the object it orbits around. An object outside of the moon’s Hill Sphere would orbit (or fall to) the Earth. Outside the Earth’s sphere you would orbit the sun. The trouble is that the smaller the object, the smaller the sphere.

On top of this, the more levels of orbits you have, the more unstable the orbit is. For example, it would take a lot to pull our sun out of orbit, but to pull the Earth out of orbit would only require another star to pass too close to our solar system. On the level of a sub-moon, the orbit would be horribly unstable for a celestial object. In the case of the Earth-moon system, their are tidal forces between the moon and the Earth, which cause the moon to be gravitationally locked with the Earth. If you combine all of these factors, a possible sub-moon would fall out of orbit on a cosmologically short time scale. A sub-moon could last long enough for us to enjoy it, perhaps thousand of years (its lifespan depends on lots of different factors), but most, if not all, moons probably formed in the early solar system. So a sub-moon would most likely not last long enough for humans to see it 5 billion years down the line. It’s not impossible, it just requires very special circumstances, ones we were not blessed with.


Scientist proposes yet another new definition of a planet

It used to be easy to know what was and wasn’t a planet. Planets were big, bigger than any smaller moons that happened to be orbiting them. They were round. They orbited our sun. Then, in 2006, the erstwhile planet Pluto lost its major planet status, becoming a dwarf planet. Around that time, astronomers were discovering a plethora of small bodies in our own solar system, so that there are now half a million known asteroids and over a thousand Kuiper Belt Objects, including five recognized dwarf planets counting Pluto. Astronomers also now know several thousand exoplanets orbiting other stars. The dramatic expansion in the number of known objects orbiting our sun and other suns has caused some astronomers to try to override or re-define the 2006 planet definition from the International Astronomical Union (IAU), which caused Pluto to lose full planet status. The most recent new planet definition comes from a Johns Hopkins astronomer, Kevin Schlaufman. Read three earlier planet definitions below.

Schlaufman’s definition is based on mass. In a paper published January 22, 2018, in the peer-reviewed Journal d'astrophysique, Schlaufman has set the upper boundary of planet mass between four and 10 times the mass of the planet Jupiter.

Astrophysicist Kevin Schlaufman proposed the new definition of a planet. Image via Johns Hopkins.

Schlaufman said in a statement that setting a limit is possible now mainly due to:

… improvements in the technology and techniques of astronomical observation. The advancements have made it possible to discover many more planetary systems outside our solar system and therefore possible to see robust patterns that lead to new revelations.

The conclusions in the new paper are based on observations of 146 solar systems … Defining a planet, distinguishing it from other celestial objects, is a bit like narrowing down a list of criminal suspects. It’s one thing to know you’re looking for someone who is taller than 5-foot-8, it’s another to know your suspect is between 5-foot-8 and 5-foot-10.

Schlaufman said his definition will help distinguish between two “suspects:” a giant planet and a celestial object called a brown dwarf. Brown dwarfs are more massive than planets, but less massive than the smallest stars. They are thought to form as stars do. His statement described his thinking:

For decades brown dwarfs have posed a problem for scientists: how to distinguish low-mass brown dwarfs from especially massive planets? Mass alone isn’t enough to tell the difference between the two … the missing property is the chemical makeup of a solar system’s own sun. [Schlaufman] says you can know your suspect, a planet, not just by his size, but also by the company he keeps. Giant planets such as Jupiter are almost always found orbiting stars that have more iron than our sun. Brown dwarfs are not so discriminating.

That’s where his argument engages the idea of planet formation. Planets like Jupiter are formed from the bottom-up by first building-up a rocky core that is subsequently enshrouded in a massive gaseous envelope. It stands to reason that they would be found near stars heavy with elements that make rocks, as those elements provide the seed material for planet formation. Not so with brown dwarfs.

Brown dwarfs and stars form from the top-down as clouds of gas collapse under their own weight.

Schlaufman’s idea was to find the mass at which point objects stop caring about the composition of the star they orbit. He found that objects more massive than about 10 times the mass of Jupiter do not prefer stars with lots of elements that make rocks and therefore are unlikely to form like planets.

For that reason, and while it’s possible that new data could change things, he has proposed that objects in excess of 10 Jupiter mass should be considered brown dwarfs, not planets.

Want to be mad at somebody about Pluto’s demotion to dwarf planet status in 2006? These astronomers drafted the IAU resolution that did that. From Upper Left: Andre Brahic, Iwan Williams, Junichi Watanabe, Richard Binzel, Catherine Cesarsky, Dava Sobel (author), Owen Gingerich. Even within this small group, by the way, there was disagreement.

Will Schlaufman’s definition be accepted by other astronomers? Well … the field of planet definitions has gotten crowded. It’s becoming hard to imagine a definition that will be acceptable to every astronomer. For example: here are three more planet definitions:

1. The International Astronomical Union (IAU) planet definition in 2006:

A celestial body that (a) is in orbit around the sun, (b) has sufficient mass for its self-gravity to overcome rigid body forces so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and (c) has cleared the neighborhood around its orbit.

Because the IAU took it upon itself early in the 20th century to be the body that names and defines things in space, this definition is why Pluto is no longer considered a major planet. In other words, Pluto – though it has a moon, an atmosphere, weather and many planet-like qualities – has not yet cleared the neighborhood of its orbit in space.

Jean-Luc Margot (@jeanlucmargot on Twitter) is a professor and chair of UCLA’s Department of Earth, Planetary, and Space Sciences. He proposed a new planet definition in 2015.

2. Planet definition from Jean-Luc Margot at UCLA, offered in 2015. He devised a formula to tell if a body has cleared its orbit of debris (part of the IAU definition for a planet), just by knowing a body’s mass, its orbital period, and the mass of the star it orbits. This formula can be worked out via readily available data, even for most exoplanets. Hence, according to Margot: a body is a planet when it is in orbit around one or more stars, it dominates its orbit as per the formula, and has a mass below 13 Jupiters. There’s no need to require an object to be spherical, as required by the IAU definition, because, Margot has said, bodies that can clear their orbits will almost certainly be round. Read more about Margot’s planet definition.

Astronomer Alan Stern (@AlanStern on Twitter). The New Horizons mission to Pluto was his brainchild. Stern has also founded a private company called UWingU in an attempt to give the public more access to naming and defining things in space.

3. Planet definition via NASA scientists, led by Alan Stern, in early 2017. Stern is the instigator and principal investigator of NASA’s New Horizons mission, which performed a first-ever flyby of Pluto in 2015. Pluto was a major planet when Stern launched his New Horizons mission in January, 2006, but Pluto was demoted to dwarf planet in August of that same year. Not surprisingly, the team’s planet definition focuses on getting rid of the aspect of the IAU’s definition that requires clearing the orbit of debris (the same aspect that caused Pluto’s demotion). The jargon-laden version of their definition is:

A planet is a sub-stellar mass body that has never undergone nuclear fusion and that has sufficient self-gravitation to assume a spheroidal shape adequately described by a triaxial ellipsoid regardless of its orbital parameters.

Their layman’s version is simply:

Round objects in space that are smaller than stars.

According to Stern’s planet definition, our solar system has not 8 major planets, but more than 100, including Pluto, of course, and including Earth’s moon.

So you see that this formerly simple question – “what is a planet?” – is not so simple anymore.

And, by the way, what we’re seeing in this community of professional astronomers is an interesting microcosm, isn’t it? It parallels the larger world of incredibly divided and divisive political thinking in, for example, the U.S. One wonders how much the fast increase in human population in recent decades has contributed to the crazy political situation (human population doubled between 1950 and 1987, from 2.5 to 5 billion people now there are an estimated 7.6 billion people on Earth). Meanwhile, the number of professional astronomers has increased, too. I couldn’t find any solid numbers on how much, but here’s a discussion.

Since both world population and the number of astronomers isn’t likely to decrease dramatically any time soon, it’ll be interesting to see how this ongoing divisiveness (in planet definitions, and, well, everything else) gets resolved … si it does, anytime soon.

Maybe astronomers will act honorably and wisely and set an example for the rest of us! Maybe …

Bottom line: What’s a planet? What’s a dwarf planet? What’s a brown dwarf? In recent years, astronomers have grappled with these definitions. The newest proposal comes from Johns Hopkins.