LA VIE : ORIGINE ET DISTRIBUTION POSSIBLE DANS L'UNIVERS

Il y a environ 4 milliards d'années, se développèrent dans l'eau terrestre des structures capables de se reproduire et d'évoluer. L'omniprésence de la cellule dans tous les systèmes vivants suggère un ancêtre commun de type cellulaire. Dans la mesure où la formation des ARN/ADN porteurs de la mémoire cellulaire apparaît comme peu probable dans l'eau de la Terre primitive, on peut penser que la vie primitive émergea de structures plus simples que la cellule et l'ARN. La simplicité de ces structures suggère qu'elles ont de réelles chances d'apparaître et de se développer chaque fois que sont réunies les conditions qui ont contribué à l'apparition de la vie terrestre : eau liquide, atmosphère, micrométéorites et/ou sources hydrothermales sous-marines. Ces conditions existaient vraisemblablement sur Mars il y a 4 milliards d'années et existent peut-être encore aujourd'hui sous la calotte glaciaire d'Europe, l'une des lunes de Jupiter. Les 83 molécules organiques détectées dans le milieu interstellaire par radioastronomie et la découverte d'une vingtaine de planètes extrasolaires permettent d'envisager la présence de vie au-delà du système solaire.

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LE SOLEIL ET SES EFFETS SUR NOTRE ENVIRONNEMENT TERRESTRE

Conférence de l'Institut d'Astrophysique de Paris présentée par Guillaume Aulanier, astronome à l'Observatoire de Paris-Meudon, au Laboratoire d'Études Spatiales et d'instrumentation en Astrophysique-LESIA, le 7 mai 2013.

Depuis le lancement de SOHO en 1995, dans l'attente de Solar Orbiter et avec les satellites actuels Hinode et SDO, les physiciens solaires du monde entier vivent un âge d'or, et profitent d'une moisson de données d'observation en qualité et en quantité sans précédent. Depuis que l'on peut les combiner avec des modèles théoriques pertinents pour la formation des taches solaires, le déclenchement des éruptions et la propagation des éjections de masse coronales, ces données permettent de comprendre l'origine magnétique, et électrique, des perturbations les plus énergétiques de l'héliosphère qui ont un impact dans l'environnement spatial de la Terre, et même parfois au sol. On suivra l'histoire des champs magnétiques solaires, illustrée avec les données spectaculaires des dernières missions spatiales, et ce depuis leur amplification au sein de notre étoile jusqu'à leur propagation dans l'héliosphère. Puis on verra de quelles façons ces champs magnétiques se manifestent au niveau du Soleil lui-même, et comment et pourquoi ils affectent la Terre. On terminera par une discussion sur les capacités qu'a le Soleil à produire, ou pas, les super-éruptions observées sur certaines étoiles, qui on récemment suscité quelques craintes parmi le public.

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Paris, 15 novembre 2012

Changer la couleur des étoiles pour mieux les voir

Une nouvelle méthode d'imagerie permettant de voir des objets célestes émettant dans le domaine de l'infrarouge vient d'être mise au point par une équipe du laboratoire XLIM (CNRS/Université de Limoges), basée sur la conversion du signal lumineux en provenance de l'astre en un autre dans le visible. L'équipe a effectué un test concluant sur trois étoiles (Bételgeuse, Antares et Pollux) au cours d'une campagne organisée à l'observatoire astronomique du Mauna Kea (Hawaï-Etats-Unis). Ces travaux - qui ont fait l'objet d'une publication le 08 novembre 2012 dans la prestigieuse revue MNRAS (Monthly Notice of Royal Astronomy Society)- pourraient ouvrir la voie à de nombreuses applications dans le domaine de la santé, de l'environnement et des télécommunications. Ils ont été obtenus dans le cadre d'une collaboration internationale (1) avec l'expérience OHANA.
En Astronomie, l'interférométrie optique désigne un procédé consistant à réunir plusieurs télescopes afin de réaliser des images à haute résolution spatiale d'objets célestes de petites tailles ou faiblement lumineux. Cette technique s'avère complexe à mettre en œuvre  lorsque l'astre considéré émet principalement de la lumière dans le domaine de l'infrarouge lointain : outre qu'ils sont moins sensibles à ces longueurs d'onde que dans le visible, les détecteurs et l'ensemble des éléments de l'instrument doivent être munis de systèmes de refroidissement pour fonctionner. Une équipe internationale animée par François Reynaud du département Photonique d'XLIM a démontré qu'il est possible de convertir, sans perte d'information, le signal infrarouge d'une étoile en un autre dans le visible, facilement exploitable par une chaîne d'instruments classiques.  

Pour y arriver, ces chercheurs ont imaginé une utilisation inédite d'une méthode d'optique « non linéaire ». Celle-ci fait appel à des composants développés au sein de l'université de Paderborn (Allemagne) : des cristaux de Niobate de Lithium ayant subi une préparation particulière. Lorsque le faisceau d'un laser de pompe (1064 nm) et un signal infrarouge (1550 nm) sont envoyés simultanément dans ce matériau, celui-ci possède la faculté de produire des photons visibles (630 nm). Or, des tests au laboratoire XLIM ont démontré que ce phénomène est observable même lorsque le flux de photons infrarouges est très faible, comme dans le cas de la lumière en provenance d'une étoile.

Restait à prouver sur un cas réel que le procédé fonctionne. C'est ce qu'ont réussi à faire, les 18 et 19 avril derniers, sur le site de l'observatoire astronomique du Mauna Kea (Hawaï-Etats-Unis, situé à 4200 mètres sur l'île principale d'Hawaï), les physiciens d'XLIM au cours d'une campagne organisée dans le cadre du projet ALOHA (2). A l'aide d'un petit télescope de 20 cm de diamètre, l'équipe a réussi à transformer le rayonnement infrarouge des étoiles Bételgeuse, Antares et Pollux en un signal dans le visible. Elle devrait procéder prochainement à d'autres essais sur l'interféromètre CHARA du Mont Wilson (Etats-Unis) afin de vérifier que la méthode est, effectivement, utilisable pour l'imagerie à haute définition des sources astronomiques.

Si ce nouveau procédé est destiné au départ à l'astronomie, ses domaines d'applications potentielles sont larges et concernent toutes les techniques faisant appel à la détection d'un signal infrarouge de faible intensité. Outre le diagnostic médical et la cryptologie quantique, l'analyse des polluants et la surveillance météorologique dans les aéroports, réalisées à l'aide de Lidars, sont concernés.

C'est dans ce contexte qu'une collaboration entre XLIM et la société LEUKOS, à Limoges a été mise en place. Cette société, reconnue pour ses sources lasers blanches, souhaite, en effet, étendre son domaine de compétences à la détection des rayonnements lumineux. Cette action commune se traduit par un développement conjoint de ce nouveau type de détecteurs.

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VOYAGE AUTOUR (ET À L'INTÉRIEUR) D'UN TROU NOIR

Conférence donnée à l'IAP le 3 janvier 2012 par Alain Riazuelo, astrophysicien à l'IAP.

À quoi ressemble un trou noir ? Curieusement, les scientifiques ont mis beaucoup de temps avant de chercher une réponse à cette question, alors même que les trous noirs font partie des objets les plus extrêmes et les plus déroutants de l'Univers et que les moyens informatiques modernes permettent d'y apporter de nombreux éléments de réponse.
Dans cette conférence à vocation pédagogique, je présenterai quelques résultats obtenus récemment sur ce sujet, en simulant le spectacle qui s'offrirait aux yeux d'un spationaute courageux (et, disons-le, un peu inconscient) qui s'approcherait du voisinage immédiat du trou noir. Les animations présentées, dont l'objectif est d'allier réalisme du point de vue scientifique à un certain souci esthétique, serviront à illustrer quelques uns des nombreux paradoxes de la théorie de la relativité.

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