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L’astronomie moderne est une discipline qui a franchi des barrières autrefois considérées comme insurmontables. Grâce à des missions telles que la sonde OSIRIS-REx de la NASA, qui a récemment rapporté des échantillons de l’astéroïde Bennu, des informations inestimables sur notre propre Système solaire sont désormais disponibles. Cependant, l’étude d’objets cosmiques plus lointains reste un défi colossal.
Techniques d’observation à distance
Les astéroïdes, souvent qualifiés de fossiles célestes, renferment des secrets cruciaux sur la formation des systèmes solaires. Ainsi, les échantillons récupérés par des missions comme celle de la sonde OSIRIS-REx sur l’astéroïde Bennu revêtent une importance majeure. Ils sont presque inchangés depuis la formation du Système solaire et peuvent servir de références fiables pour comprendre la naissance d’autres systèmes planétaires.
Mais les astronomes étudiant les systèmes lointains n’ont pas cette possibilité. Ils se tournent souvent vers des disques protoplanétaires pour comprendre la formation des systèmes solaires. Ces disques de gaz et de poussière gravitent autour de jeunes étoiles et sont considérés comme les berceaux de nouveaux mondes. Mais comment étudier ces disques situés à des années-lumière de la Terre ? Les télescopes terrestres et spatiaux sont les principales ressources à la disposition des astronomes pour observer ces objets lointains.
Mesure de la distance et de la luminosité
Un des défis cruciaux en astronomie est de mesurer les distances entre les objets célestes et la Terre. Pour des systèmes lointains, les astronomes utilisent une technique appelée parallaxe stellaire. Cette méthode mesure les variations de position apparente d’une étoile dans le ciel en fonction du mouvement orbital de la Terre autour du Soleil. Une fois la distance déterminée, cela permet de comprendre d’autres propriétés essentielles des objets observés.
Après avoir évalué les distances, il devient possible de mesurer la luminosité d’une étoile ou d’un objet céleste. Une fois ces distances établies, les astronomes peuvent alors calculer la luminosité des objets étudiés. Cette luminosité, mesurée en watts, donne des indications cruciales sur les propriétés et la composition des objets, influençant notamment la matière des disques protoplanétaires. Cependant, la luminosité d’un objet diminue avec le carré de sa distance par rapport à la Terre, compliquant ainsi sa mesure. Les astronomes se basent sur la luminosité apparente, mesurée sur les images numériques, pour calculer sa luminosité réelle.
Des couleurs aux températures
La température influence également la luminosité : les objets chauds sont généralement plus lumineux, mais la température des systèmes lointains ne peut être déterminée directement. Les astronomes utilisent des mesures précises de la teinte visuelle d’une étoile et du gaz et de la poussière entourant son disque de formation de planètes pour calculer la température.
Les couleurs sont des nombres qui indiquent aux astronomes à quel point un objet est brillant à une certaine longueur d’onde par rapport à sa luminosité à une autre longueur d’onde. Les objets chauds ont une teinte plus bleue et un nombre plus petit parce qu’ils émettent plus de lumière bleue que de lumière rouge. Les astronomes utilisent donc la couleur apparente pour estimer la température.
Les couleurs ne sont pas les seules informations que les astronomes peuvent extraire. En utilisant un petit prisme dans la caméra du télescope, ils dispersent la lumière en un spectre, révélant des détails sur la composition chimique de l’étoile ou du disque protoplanétaire. Des caractéristiques claires ou foncées dans ces spectres peuvent indiquer la présence d’atomes, de molécules ou de minéraux spécifiques.
La limite des mesures et l’importance des interprétations
Finalement, les astronomes se retrouvent avec une série limitée de propriétés qu’ils peuvent mesurer directement : luminosité, couleur, position, et quelques autres. Mais c’est l’application de principes de chimie et de physique à ces données qui permet d’obtenir les descriptions détaillées qui font avancer la connaissance de l’Univers.
L’échantillon de Bennu offre donc une occasion rare de valider ces modèles avec des mesures directes. Dans les années à venir, il pourrait offrir de nouvelles perspectives non seulement sur les astéroïdes et la poussière dans notre propre Système solaire, mais aussi sur des objets similaires dans des systèmes solaires lointains. Les chercheurs, à l’instar de Keller, sont impatients de voir comment ces analyses enrichiront la compréhension de ces mystérieux éléments constitutifs des planètes.