660 likes | 803 Views
Histoire d’eau et de poussière La molécule d’eau, du Big-bang à notre verre François Sibille Académie des Sciences, Belles-lettres et Arts de Lyon 4 décembre 2012. Tableau périodique des éléments … juste après le Big-Bang …. 25%. 75%. … Et après quelques dizaines de millions d’années.
E N D
Histoire d’eau et de poussière La molécule d’eau, du Big-bang à notre verre François Sibille Académie des Sciences, Belles-lettres et Arts de Lyon 4 décembre 2012
Tableau périodique des éléments … juste après le Big-Bang … 25% 75%
Mirage gravitationnel : un télescope géant, naturel et gratuit
Mirage gravitationnel : un télescope géant, naturel et gratuit HST HST Beaucoup d’années lumière
Mirage gravitationnel : un télescope géant, naturel et gratuit HST HST Beaucoup d’années lumière
Un « quasar » très humide : APM 08279+5255 Seulement 1,7 milliard d’années après le Big-Bang Tel qu’il apparaît en rayons X Concept « artistique » images NASA
MILIEU INTERSTELLAIRE DIFFUS Gaz raréfié : 10 atomes / cm3 Pas très froid : 100K (-173 °C) 75% H 24 % He , 1% Traces C, N, 0 etc. Atomes « lourds » Fabriqués dans les étoiles Diffusés dans le milieu 50% de la masse d’une galaxie Mais trop dilué pour former des molécules Très inhomogène
Les nuages denses 1000 à10 0000 atomes/cm3 Rassemblement par la gravité « Nuages » 10- 100 Années lumière 10 000-100 000 Masse du Soleil Equilibre hydrostatique Sir James Hopwood JEANS(1877 -1946)
Et la poussière ! • Petits grains : ~ 1 micron • Suie (graphite) • Poussière de roche (Silicate) Composant mineur : < 1% de la masse du Milieu interstellaire 1 grain pour 1012 atomes Rôles très importants en Astrophysique
Rôles de la poussière • Rougissement : • Absorbe plus le bleu que le rouge • Transparent à l’infrarouge • Refroidissement : • Par émission de photons infrarouges Coucher de Soleil
Les étoiles vieillissantes empoussièrent l’espace Bételgeuse Image du disque par interférométrie au VLT Première historique Première image du disque D’une étoile autre que le Soleil image : Xavier Haubois (Observatoire de Paris) et al. 2 cm à 200 km
Les étoiles vieillissantes empoussièrent l’espace Bételgeuse ( Orionis) Image du disque Par interférométrie au VLT st35gm04n26_I1blm Simulation numériques par Bernd Freytag (CRAL-ENSL) très accéléré : épisode de 7 ans image : Xavier Haubois (Observatoire de Paris) et al. 2 cm à 200 km
Les étoiles vieillissantes empoussièrent l’espace coronographe Bételgeuse, l’étoile masquée par « Coronographie »
Nuages denses : Complètement opaques Très froids : 10K (-263 °C) Grains à l’abris des UV Très froids 10-20 K Chimie dans les nuages denses : WWW.usine_à_ molécules.com
Les atomes du gaz se collent à la surface des grains C H C O H O H H N O H N H C N C N O H H N O C N H C H H O C N
Adsorption + Formation de molécules couche de glace Croissance des grains CO+OCO2 C+OCO O+HOH OH CO CO2 H2O H2O NH3 H2 CO OH H2O CO2 NH3 OH H+HH2 C+HCH etc H2 OH+HH2O
Adsorption + Formation de molécules couche de glace Croissance des grains CO+OCO2 C+OCO O+HOH OH CO CO2 H2O H2O NH3 H2 CO OH H2O CO2 NH3 OH H+HH2 C+HCH etc H2 CH3-CH2-OH OH+HH2O
Adsorption + Formation de molécules couche de glace Croissance des grains CO+OCO2 C+OCO O+HOH OH CO CO2 H2O H2O NH3 H2 CO OH H2O CO2 NH3 OH H+HH2 C+HCH etc H2 CH3-CH2-OH OH+HH2O Glycine Alanine
Quand un grain sort du nuage … Turbulences Retour du grain au milieu diffus • Les étoiles le réchauffe • Sublime la glace • Photodissociation des molécules : • H20 + photon UV OH + H Autre scénario possible …
The_Process_of_Triggered_Star_Formation(converted).avi Démarrage auto Fragmentation du nuage Collapse des fragments Formation ‘un groupe de nouvelles étoiles
m m V r = Moment cinétique d’une particule r V x CG
m • m V r = Moment cinétique d’une particule • m V r = Moment cinétique d’un fragment r V x CG
m m V r = Moment cinétique d’une particule S m V r = Moment cinétique d’un fragment Conservation de S m V r r V x CG solar_system_cloud_collapse_avi.mpg
L’essentiel de la masse va dans l’étoile : nouvel équilibre hydrostatique Le reste va dans un disque en orbite autour de l’étoile Le disque «absorbe» le moment cinétique Le disque refroidit et « coagule » en planètes jpl-formation-ss-from-disk-ssc2004-22v2_full.avi image NASA/ESA Vidéo JPL/NASA
Sec Un peu d’eau Beaucoup de glace Température décroissante T>1000 K T <100K Planètes telluriques : Mercure Vénus Terre Mars Planètes joviennes : Jupiter Saturne Uranus Neptune Ceinture de Kuiper Réserve des noyaux de comètes
Pression Liquide Solide (glace) 1 atm Gazeux (vapeur) 0,01 atm 0°C 273 K 100°C 373 K Température
Pression Liquide Solide (glace) 1 atm Gazeux (vapeur) 0,01 atm x 0°C 273 K 100°C 373 K Température Mars
x Pression Liquide Solide (glace) Vénus 1 atm Gazeux (vapeur) 0,01 atm x 0°C 273 K 100°C 373 K Température Mars
0,02% de la masse de la Terre Toute cette eau est elle d’origine ?
Température (°C) La Terre retient bien son eau D’http://lasp.colorado.edu/~bagenal
Mais ça ne durera pas toujours Croissance de la « Constante solaire » Le Soleil chauffe de plus en plus ! "Constante solaire" 170° 100° 50° 0° -70° L’effet de serre s’emballe Température moyenne dépasse 50 °C Masse de l‘eau des océans L'eau des océans s'évapore Age Soleil (milliard d'années) 2012 1,5 Milliard d'années
Encelade (Saturne) Geysers d’Encelade
Le « Modèle de Nice » ou « Grand Bombardement tardif » (LHB)
Restructuration du Système solaire Neptune passe au-delà d’Uranus Le nuage des planétésimaux « glaçons » est dispersé Les planètes sont moins serrées
? Seule au monde ?
Près de l’étoile entre les deux Loin de l’étoile + icy_planetesimals_(converted).mpg planetesimal_collisions_(converted).mpg Mercure Vénus Terre Mars Astéroïdes Plutino Ceinture de Kuiper Nuage d’Oort Jupiter Saturne Neptune Uranus Glace des grains + matériaux organiques: conservés à partir de Jupiter
http://co2thetruth.e-monsite.com/pages/francais/le-giec-ne-tient-pas-compte-du-http://co2thetruth.e-monsite.com/pages/francais/le-giec-ne-tient-pas-compte-du- role-du-soleil-de-la-vapeur-d-eau-et-des-nuages-dans-ses-calculs-de-prevision-du-climat- de-la-terre-dans-un-siecle.html