Alma découvre des comètes autour

d'un jeune soleil

Une vue d’artiste d’un équivalent de la ceinture de Kuiper, riche en exocomète, autour d’une jeune étoile similaire au Soleil mais âgée de seulement 23 millions d’années. © Amanda Smith, University of Cambridge

Ce n’est pas la première fois que l’Atacama Large Millimeter/submillimiter Array, en français « grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama » ou Alma, découvre d’importantes quantités de monoxyde de carbone (CO) sous forme gazeuse dans un disque de débris autour d’uneétoile jeune. Déjà en 2014, les astronomes de l’Eso avaient annoncé avoir fait cette découverte avec ce radiotélescope géant composé de 66 antennes d’un diamètre compris entre 7 et 12 mètres qui peuvent être écartées de 16 km à 150 mètres pour faire de la synthèse d’ouverture eninterférométrie. Observant les ondes millimétriques depuis le désert d’Atacama dans le nord du Chili, il avait tourné son regard vers la célèbre Bêta Pictoris, la deuxième étoile la plus brillante de la constellation du Peintre.

On l’étudie depuis longtemps, car elle est assez proche de la Terre et elle contient une exoplanète qui orbite à environ 1,2 milliard de kilomètres de son étoile. Elle est âgée de 20 millions d’années seulement, ce qui veut dire que son disque protoplanétaire, riche en gaz, n’existe plus et que l’on trouve à la place, un disque de poussières et de débris produits par les collisions de petits corps célestes en train de former des planètes.

Une représentation d’artiste d’une jeune étoile entourée de son disque de débris. Une comète morcelée par une collision y est bien visible. © DP, Wikipédia

La présence de CO, alors que cette molécule est très instable autour d’une étoile dont le rayonnement va la détruire en une centaine d’années environ, impliquait qu’il était continuellement généré par des collisions. Mais pas n’importe lesquelles, car certaines devaient faire intervenir un nombre non négligeable de corps glacés, en particulier des comètes, en collision toutes les cinq minutes.

Une jeune cousine de la ceinture de Kuiper

Bêta Pictoris est 1,75 fois plus massive et 8,7 plus lumineuse que notre Soleil. C’est une étoile de type A6V, c’est-à-dire une étoile blanche de la séquence principale de type spectral A et de classe de luminosité V. Un groupe de chercheur vient de publier dans Mnras, les résultats d’une étude portant sur une autre étoile dans la constellation du Peintre nommée HD 181327 dans le fameux catalogue Henry Draper (HD) qui regroupe les données sur plus de 225.000 étoiles dont les magnitudesapparentes vont jusqu’à 9 environ.

Une vue d’artiste du disque de débris contenant des molécules de CO vu par Alma autour de l’étoile HD 181327. © Amanda Smith, University of Cambridge

Établi au début du XX^e siècle par l’astronome Annie Jump Cannon et ses collègues du Harvard College Observatory, il couvre presque toute la voûte céleste. Il tire son nom d’un pionnier de l’astrophotographie, qui fut le premier à obtenir un spectre stellaire, en l'occurence celui de Véga, en 1872. À sa mort, sa veuve avait financé la réalisation de ce catalogue, par la suite largement utilisé par les astronomes. Voilà pourquoi plusieurs étoiles de la Voie lactée étudiées pour leur sexoplanètes sont référencées par les lettres HD.

HD 181327 est située à 169 années-lumière du Soleil mais c’est une étoile de type F6V dans lediagramme de Hertzsprung-Russell, avec une masse supérieure à celle du Soleil de seulement 30 %. Elle ressemble donc plus à notre étoile que Bêta Pictoris. Or, comme elle est âgée de 23 millions d’années, son disque de débris doit plus ressembler à celui qui entourait le Soleil à l’aube de l’histoire du Système solaire. Allait-on y voir également des collisions d'exocomètes en grand nombre avec Alma ?

La réponse est oui, et les chercheurs ont mis en évidence indirectement l’équivalent de la ceinture de Kuiper avec des corps dont la composition au niveau des molécules de monoxyde et de dioxyde de carbone est similaire à celle déterminée dans le Système solaire.

À découvrir en vidéo autour de ce sujet :

La sonde Rosetta et son atterrisseur Philae sont actuellement avec la comète Tchouri, au plus proche du Soleil. L'Esa, l'Agence spatiale européenne, revient sur les découvertes réalisées par la mission et sur la suite du voyage.

Des pluies extrêmes plus fréquentes

dans le sud-est de la France ?

Dans les régions du sud-est de la France, les pluies extrêmes sont-elles devenues plus fréquentes que dans le passé ? Quelles sont les tendances pour le futur ? © alexkatkov, Shutterstock

Il est maintenant avéré que le changement climatique global affecte le cycle hydrologique. Cependant, l’attribution de la variabilité régionale de ce cycle aux processus climatiques et météorologiques reste une question ouverte.

La région méditerranéenne du sud-est de la France est particulièrement sensible aux épisodes de fortes pluies. Parmi les plus récents évènements mémorables, citons les crues gardoises de 1958 et de 1988 (Nîmes), les crues de l’Ouvèze (Vaison-la-Romaine) en 1992, de l’Aude en 1999, du Gard en 2002, du Nartuby (Draguignan) en 2010, de l’Hérault en 2013, 2014 et 2015, et l’inondation de Cannes au début du mois d’octobre 2015…

Au regard de ces dates, les chercheurs s’interrogent : ces évènements de pluies extrêmes sont-ils devenus plus fréquents que dans le passé et qu’en sera-t-il dans le futur ?

Un moyen de répondre à ces questions est d’étudier la tendance de ces fortes pluies. Depuis les années 2000, les études de tendances sur la région méditerranéenne du sud-est de la France se sont multipliées, mais avec des méthodologies et des zones d’études différentes. Elles ont conduit à des résultats contrastés qui n’ont pu être attribués jusqu’à présent aux différences de méthodologie ou à la variabilité du cycle hydrologique.

Augmentation relative des maxima annuels de cumuls quotidiens de pluie entre 1985 et 2014 par rapport à la moyenne des maxima de la série, pour les données des pluviomètres (ronds) et pour les données Safran (carrés, échelle de 8x8 km2). Les plus fortes augmentations (jusqu’à 60 %) issues des données ponctuelles des pluviomètres sont observées sur l’arête des Cévennes. Cette tendance connaît néanmoins une forte variabilité entre stations pluviométriques et c’est pourquoi elle apparaît atténuée avec les données Safran. Inversement, dans la vallée du Rhône, cette variabilité entre stations étant plus faible, les augmentations issues des données Safran y atteignent des valeurs relativement fortes (de 20 à 30 %), comparables aux tendances ponctuelles. Une forte variabilité de la tendance est également observée à l’échelle régionale avec une augmentation statistiquement significative de 20 à 60 % des maxima annuels dans la moitié est de la région, incluant la pente des Cévennes et une partie de la vallée du Rhône (délimitée par le V en pointillé), mais sans aucune tendance significative dans le Massif central et le pourtour méditerranéen. © CNRS

Dégager les tendances passées, actuelles et futures

Des chercheurs du Laboratoire d’études des transferts en hydrologie et environnement (LTHE/OSUG, université Grenoble-Alpes/CNRS/INPG/IRD), d’Hydro-Sciences Montpellier (HSM/OREME, CNRS/université de Montpellier/IRD) et du Centre national de recherches météorologiques (CNRM, CNRS/Météo-France) ont initié une collaboration dans le but de comparer diverses méthodologies utilisées pour détecter les tendances des pluies extrêmes, de fournir un diagnostic unique et consensuel pour la région méditerranéenne française sur la tendance passée de ces évènements et enfin d’estimer leur tendance future à l’aide de la modélisation du climatrégional (Med-Cordex : www.medcordex.eu).

Les chercheurs du LTHE ont tout d’abord montré, sur le plan méthodologique, qu’il était indispensable de travailler dans un cadre probabiliste en utilisant un modèle de probabilité d’occurrence des forts cumuls quotidiens de pluie (ici, les maxima annuels de ces cumuls) pour filtrer les problèmes inhérents à l’échantillonnage de la pluie.

Ce travail s’est différencié des précédents sur plusieurs points :

• un terrain d’étude plus vaste qui incluait sept départements de la région méditerranéenne du sud-est de la France ;
• une analyse à deux échelles spatiales pour évaluer les cumuls de pluie, une échelle ponctuelle (données issues de pluviomètres) et une échelle de 8x8 km2 (données Safran) ;
• l’utilisation d’un modèle probabiliste avec lequel plusieurs scénarii d’évolution des fortes pluies ont été évalués, qui incluaient tous une période de transition précédée ou suivie d’une période d’augmentation ou de diminution des cumuls de pluie.

L’étude a porté sur la période 1958-2014. Il s’avère qu’à l’échelle de la région, le scénario le plus probable est une stabilité jusqu’au milieu des années 1980 puis une augmentation jusqu’à nos jours des maxima annuels des cumuls quotidiens de pluie.

Dans un futur proche, les chercheurs s’attacheront à vérifier la fiabilité de ces résultats, à s’assurer que les modèles climatiques régionaux reproduisent ces tendances pour ensuite estimer les tendances futures selon les différents scénarios d’émission des gaz à effet de serre et d’aérosols et enfin, à mettre en place une méthodologie permettant l’attribution de ces résultats aux processus physiques sous-jacents.