Arbre du Cosmosdu champ d'inflaton aux galaxies

L'Arbre du Cosmos du jeu couvre des dizaines d'objets et de structures. Cette page les résume et sépare ce qui est réel de ce qui est spéculatif.

L'Arbre du Cosmos du jeu contient plus de quatre-vingts sortes d'objets et de structures : du champ inflaton, une entité hypothétique jamais détectée directement, jusqu'à des choses proches de nous comme la Voie lactée, le Soleil et les sources hydrothermales des grands fonds. Ils sont rangés par échelle, comme un arbre qui pousse du « plus ancien » au « plus proche ». Cette page choisit quelques dizaines des plus représentatifs et les couvre en cinq parties : l'univers le plus primitif, la vie des étoiles, les galaxies, la structure à grande échelle de l'univers et le Système solaire.

L'univers le plus primitif

EntréeUn fait
Champ inflatonUn champ scalaire hypothétique dont l'énergie stockée a entraîné l'inflation. Il n'a jamais été détecté directement.
Ondes gravitationnelles primordialesOndulations de l'espace-temps prédites par l'inflation, qui laisseraient un motif particulier dans la polarisation du fond diffus cosmologique.
Plasma quarks-gluonsL'état de l'univers pendant ses premières microsecondes, à plus de 2 000 milliards de degrés, quand les quarks et les gluons n'étaient pas encore enfermés dans des protons et des neutrons.
BaryogenèseUn processus encore inconnu a laissé la matière plus nombreuse que l'antimatière d'environ une part sur un milliard. Ce petit reste compose tout ce qui existe aujourd'hui.
Nucléosynthèse primordialeDe 3 à 20 minutes environ après le Big Bang, l'univers a fabriqué de l'hydrogène, de l'hélium et un peu de lithium. Ce fut le premier « fourneau d'éléments ».
RecombinaisonL'univers s'est refroidi à environ 3 000 K, les électrons ont été capturés par les noyaux, et les premiers atomes neutres se sont formés.
Fond diffus cosmologiqueLa lumière libérée à la recombinaison voyage depuis. Étirée par l'expansion en micro-ondes, elle a maintenant une température d'environ 2,7 K.
Halos de matière noireLa matière noire s'est d'abord agglutinée sous l'effet de la gravité, puis le gaz ordinaire est tombé dans ces puits de gravité. Ils furent les germes des galaxies.
Réionisation cosmiqueLa lumière ultraviolette des premières étoiles et galaxies a de nouveau ionisé l'hydrogène neutre diffus, et l'univers est devenu transparent.

Les découvertes clés ici sont les suivantes. Deux chercheurs des Bell Labs n'arrivaient pas à se débarrasser du bruit de leur antenne, et ont fini par comprendre qu'il s'agissait de la rémanence du Big Bang, ce qui leur a valu le prix Nobel 1978 (Penzias et Wilson, The Astrophysical Journal, 1965). Le rayonnement de fond présente des fluctuations de température d'environ une part sur 100 000, et ces infimes différences furent les germes des galaxies futures (Smoot et al., The Astrophysical Journal Letters, 1992).

La vie des étoiles

EntréeUn fait
Étoiles de population IIILa première génération d'étoiles, faites presque entièrement d'hydrogène et d'hélium. Elles ont pu atteindre des centaines de fois la masse du Soleil et ne vivre que quelques millions d'années.
ProtoétoilesÉtoiles embryonnaires formées par l'effondrement de nuages de gaz. Elles n'ont pas encore commencé la fusion de l'hydrogène et brillent en libérant de l'énergie gravitationnelle en se contractant.
Géante bleueÉtoiles massives de type O et B, avec des températures de surface de dizaines de milliers de degrés et jusqu'à des centaines de milliers de fois la luminosité du Soleil, mais du combustible pour quelques millions d'années seulement.
Supergéante rougeLa vieillesse d'une étoile massive. Bételgeuse est une supergéante rouge.
Supernova à effondrement de cœurLe cœur de fer d'une étoile massive s'effondre et rebondit dans une explosion. Des éléments comme l'oxygène, le néon, le magnésium, le silicium, le soufre et le calcium viennent surtout de là.
Géante rougeUne étoile comme le Soleil gonfle en géante rouge après avoir épuisé l'hydrogène de son cœur, et y fusionne trois noyaux d'hélium en carbone.
Étoiles de la branche asymptotique des géantesDernière étape des étoiles de faible masse. À l'intérieur, le processus lent de capture de neutrons fabrique des éléments comme le strontium, le baryum et le plomb.
Naine blancheLe résidu d'une étoile comme le Soleil, avec la masse du Soleil dans un corps de la taille de la Terre. Elle se refroidit lentement pendant des dizaines de milliards d'années.
Étoile à neutronsLe cœur laissé par une supernova, large d'environ 20 kilomètres seulement. Une cuillerée à café de sa matière pèse des milliards de tonnes.
PulsarsÉtoiles à neutrons en rotation rapide qui balaient des ondes radio comme un phare. Les pulsars les plus rapides tournent plus de 700 fois par seconde.
MagnétarLes objets les plus fortement magnétisés, avec des champs jusqu'à mille milliards de fois celui de la Terre.
Trou noir de masse stellaireQuand les étoiles les plus massives meurent, leur cœur s'effondre en trou noir. En 2015, les ondes gravitationnelles ont « entendu » directement deux d'entre eux pour la première fois.
Supernova de type IaUne naine blanche est mise en pièces d'un seul bloc quand sa masse dépasse environ 1,4 masse solaire. Plus de la moitié du fer du Système solaire vient peut-être de là.
Fusions d'étoiles à neutronsDeux étoiles à neutrons entrent en collision et fabriquent des éléments lourds comme l'or, le platine et l'uranium par capture rapide de neutrons.
Naine rougeLes étoiles les plus courantes de la Voie lactée, avec des durées de vie pouvant atteindre des milliers de milliards d'années.
CéphéideÉtoile dont la luminosité pulse selon une période fixe : plus la période est longue, plus l'étoile est brillante. Henrietta Leavitt a trouvé cette règle en 1912, et elle a permis à Hubble de mesurer les distances des galaxies.

L'étude des étoiles compte plusieurs jalons. Les étoiles brillent par fusion nucléaire, ce qui a résolu l'énigme de la façon dont le Soleil peut brûler pendant des milliards d'années (Bethe, Physical Review, 1939). Les naines blanches ont une masse limite, et au-delà une étoile continue inévitablement de s'effondrer (Chandrasekhar, The Astrophysical Journal, 1931). La doctorante Jocelyn Bell a remarqué un signal radio précis à la seconde, d'abord appelé en plaisantant « petits hommes verts », puis confirmé comme une étoile à neutrons (Hewish, Bell et al., Nature, 1968).

Galaxies

  • Galaxie naine : petites galaxies de quelques centaines de millions à quelques milliards d'étoiles seulement et avec une part de matière noire exceptionnellement élevée. Ce sont les « briques » des grandes galaxies.
  • Trou noir supermassif : presque toutes les grandes galaxies en ont un en leur centre, avec une masse de millions à milliards de Soleils.
  • Quasars : la lumière émise quand un trou noir supermassif dévore frénétiquement de la matière. Un quasar peut éclipser la Voie lactée entière de plusieurs centaines de fois.
  • Fusion de galaxies : les galaxies grandissent par collisions. Les fusions déclenchent une formation d'étoiles à grande échelle et peuvent transformer des galaxies spirales en galaxies elliptiques.
  • Galaxie elliptique : formée par de grandes fusions, avec leur gaz épuisé. Elles ne forment presque aucune étoile nouvelle et sont pleines de vieilles étoiles rouges.
  • Galaxie spirale : galaxies à disque dont les bras spiraux donnent sans cesse naissance à de nouvelles étoiles. Environ 60 % des grandes galaxies sont de ce type.
  • Galaxie spirale barrée : une « barre » d'étoiles traverse le centre. La Voie lactée en fait partie.
  • Voie lactée : environ 100 000 années-lumière de large, avec 100 à 400 milliards d'étoiles. Le Soleil met environ 230 millions d'années à faire un tour du centre.
  • Sagittarius A* : le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, d'environ 4 millions de masses solaires. En 2022, l'Event Horizon Telescope en a publié une image.
  • Onde de densité : les bras spiraux ne sont pas des ensembles fixes de matière. Ce sont des « embouteillages » qui tournent lentement.

La structure à grande échelle de l'univers

EntréeUn fait
Groupe localLa famille de la Voie lactée, de la galaxie d'Andromède et d'environ 80 galaxies plus petites, large d'environ 10 millions d'années-lumière.
Amas de galaxiesDes milliers de galaxies rassemblées, avec du gaz chaud à des dizaines de millions de degrés entre elles. L'essentiel de la masse est de la matière noire.
Lentille gravitationnelleUn objet massif courbe la lumière, déformant, agrandissant ou même multipliant l'image d'une galaxie située derrière lui.
FilamentsLes galaxies s'alignent le long d'immenses structures filiformes qui peuvent atteindre des centaines de millions d'années-lumière de long.
Vide cosmiqueRégions vides de plus de 100 millions d'années-lumière de large, avec très peu de galaxies. Elles remplissent la plus grande partie du volume de l'univers.
Toile cosmiqueUn réseau tridimensionnel de filaments, de murs, de nœuds et de vides. C'est l'aspect de l'univers aux plus grandes échelles.
Oscillations acoustiques des baryonsLes ondes sonores de l'univers primitif ont laissé dans la distribution des galaxies un espacement caractéristique d'environ 500 millions d'années-lumière. Il sert de règle pour mesurer l'expansion cosmique.
Énergie noireIl y a environ 5 milliards d'années, l'expansion de l'univers est passée d'un ralentissement à une accélération. Ce qui l'entraîne s'appelle l'énergie noire.

Le Système solaire

EntréeUn fait
Inclusions riches en calcium et aluminiumLes plus anciens solides des météorites, vieux d'environ 4,567 milliards d'années. On s'en sert comme point zéro de la naissance du Système solaire.
SoleilContient 99,86 % de la masse totale du Système solaire et transforme environ 4 millions de tonnes de masse en énergie chaque seconde.
JupiterPlus de deux fois la masse de toutes les autres planètes réunies. Elle s'est peut-être formée la première, et sa gravité a façonné tout le Système solaire.
Ceinture d'astéroïdesSa masse totale n'est que d'environ 3 % de celle de la Lune. La gravité de Jupiter l'a empêchée de jamais s'agglomérer en planète.
SaturneSa densité moyenne est inférieure à celle de l'eau. Ses anneaux sont surtout des blocs de glace et n'ont peut-être que quelques centaines de millions d'années.
NeptuneSa position a été prédite par les mathématiques en 1846, et seulement ensuite trouvée au télescope.
MercureLa planète la plus proche du Soleil. Un jour solaire y dure environ 176 jours terrestres, plus longtemps que son année.
VénusUne épaisse atmosphère de dioxyde de carbone provoque un effet de serre incontrôlé. La surface est à environ 465 °C, plus chaude que Mercure.
MarsAvait autrefois des rivières et des lacs. Curiosity a trouvé dans le cratère Gale des roches sédimentaires d'un ancien lac.
LuneProbablement formée de la matière projetée quand Théia a frappé la Terre. Elle a stabilisé l'axe de rotation de la Terre et apporté les marées.
Champ magnétique terrestreLe flux de fer dans le noyau externe liquide produit un champ magnétique qui bloque le vent solaire et protège l'atmosphère et les océans.
Tectonique des plaquesLa croûte est brisée en plaques qui se déplacent lentement, entraînant du carbone dans le manteau et régulant le climat de la Terre à long terme.
Sources hydrothermales des grands fondsDe l'eau chaude riche en hydrogène et en sulfures jaillit du fond marin. Elles n'ont été découvertes qu'en 1977, et abritent des écosystèmes entiers qui vivent sans lumière du soleil.

Envie des originaux ? Cherchez ces titres

  • Penzias et Wilson (1965) : « A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s »
  • Smoot et al. (1992) : « Structure in the COBE differential microwave radiometer first-year maps »
  • Bethe (1939) : « Energy production in stars »
  • Chandrasekhar (1931) : « The maximum mass of ideal white dwarfs »
  • Hewish, Bell et al. (1968) : « Observation of a rapidly pulsating radio source »

Base réelle

  • Champ d'inflaton: Un champ scalaire hypothétique dont l'énergie stockée a entraîné l'inflation. Il n'a pas été détecté directement.

  • Ondes gravitationnelles primordiales: Ondulations de l'espace-temps prédites par l'inflation, qui laisseraient un motif particulier dans la polarisation du fond diffus cosmologique. Une équipe a annoncé une détection en 2014, mais il s'agissait d'interférences dues à la poussière de la Voie lactée.

  • Plasma quarks-gluons: L'état de l'univers pendant ses premières microsecondes : plus de 2 000 milliards de degrés, avec des quarks et des gluons pas encore confinés dans les protons et les neutrons.

  • Baryogenèse: Un processus encore inconnu a laissé la matière plus nombreuse que l'antimatière d'environ une part sur un milliard. Ce petit reste compose tout ce qui existe aujourd'hui.

  • Nucléosynthèse primordiale: Environ 3 à 20 minutes après le Big Bang, l'univers a fabriqué de l'hydrogène, de l'hélium et un peu de lithium. C'était le premier « four à éléments » de l'univers.

  • Recombinaison: L'univers a refroidi jusqu'à environ 3 000 K, les électrons ont été capturés par les noyaux et les premiers atomes neutres se sont formés.

  • Fond diffus cosmologique: La lumière libérée à la recombinaison a voyagé jusqu'à aujourd'hui, étirée par l'expansion cosmique en micro-ondes à environ 2,7 K.

  • Halos de matière noire: La matière noire s'est d'abord agglutinée sous l'effet de la gravité, puis le gaz ordinaire est tombé dans ces puits gravitationnels. C'étaient les germes des galaxies.

  • Réionisation cosmique: La lumière ultraviolette des premières étoiles et galaxies a de nouveau ionisé l'hydrogène neutre diffus, et l'univers est devenu transparent.

  • Rayon cosmique: Des particules de haute énergie accélérées par les restes de supernovae. Elles brisent des noyaux de carbone, d'azote et d'oxygène, produisant le béryllium de l'univers et la majeure partie de son bore.

  • Protoétoiles: Une étoile embryonnaire formée par un nuage de gaz qui s'effondre. Elle n'a pas encore commencé la fusion de l'hydrogène et brille en libérant de l'énergie gravitationnelle en se contractant.

  • Étoiles de population III: La première génération d'étoiles, faites presque uniquement d'hydrogène et d'hélium, pesant peut-être des centaines de fois la masse du Soleil et ne vivant que quelques millions d'années. Aucune n'a encore été observée directement.

  • Géante bleue: Des étoiles massives de type O et B, avec des températures de surface de dizaines de milliers de degrés et des luminosités jusqu'à des centaines de milliers de fois celle du Soleil, mais avec seulement assez de combustible pour brûler quelques millions d'années.

  • Supergéante rouge: La fin de vie d'une étoile massive. Bételgeuse est une supergéante rouge ; placée là où est le Soleil, sa surface dépasserait l'orbite de Mars.

  • Étoiles de Wolf–Rayet: Des étoiles massives extrêmement chaudes dont de puissants vents stellaires ont arraché l'hydrogène extérieur, exposant l'hélium et le carbone à l'intérieur.

  • Supernova à effondrement de cœur: Le cœur de fer d'une étoile massive s'effondre et l'étoile explose en rebondissant. L'oxygène, le néon, le magnésium, le silicium, le soufre, le calcium et d'autres éléments viennent surtout de là.

  • Étoile à neutrons: Le cœur laissé par une supernova, large d'environ 20 km seulement ; une cuillère à café de sa matière pèse des milliards de tonnes.

  • Trou noir de masse stellaire: Quand les étoiles les plus massives meurent, leur cœur s'effondre en trou noir. En 2015, les ondes gravitationnelles nous ont permis pour la première fois d'« entendre » directement la fusion de deux tels trous noirs.

  • Géante rouge: Quand une étoile comme le Soleil a épuisé l'hydrogène de son cœur, elle gonfle en géante rouge et fusionne trois noyaux d'hélium en carbone dans son cœur.

  • Étoiles de la branche asymptotique des géantes: Le dernier stade des étoiles de faible masse. À l'intérieur, le processus lent de capture de neutrons fabrique du strontium, du baryum, du plomb et d'autres éléments, que les vents stellaires soufflent dans l'espace.

  • Pulsars: Pulsar

  • Nébuleuse planétaire: Une coque de gaz lumineuse rejetée par une étoile, sans rapport avec les planètes. Le nom vient de leur aspect de disques planétaires dans les premiers télescopes.

  • Naine blanche: Le reste d'une étoile comme le Soleil : de la taille de la Terre mais avec environ la masse du Soleil, qui refroidit lentement sur des dizaines de milliards d'années.

  • Magnétar: Les objets les plus fortement magnétisés, avec des champs plus d'un million de milliards de fois supérieurs à celui de la Terre.

  • Nova: Une naine blanche aspire l'hydrogène d'une étoile compagne, la surface subit soudain une explosion nucléaire et la luminosité grimpe de plus de dix mille fois, mais la naine blanche elle-même survit.

  • Supernovae de type Ia: Une naine blanche explose entièrement quand sa masse dépasse environ 1,4 masse solaire. Plus de la moitié du fer du système solaire vient peut-être de là. Ce sont aussi les « chandelles standard » utilisées pour mesurer l'expansion cosmique.

  • Fusions d'étoiles à neutrons: Kilonova

  • Kilonova: La rémanence lumineuse d'une fusion d'étoiles à neutrons, environ mille fois plus brillante qu'une nova, avec des éléments lourds fraîchement fabriqués dans son spectre.

  • Naine rouge: Les étoiles les plus courantes de la Voie lactée, avec une fraction de la masse du Soleil. Elles peuvent vivre des milliers de milliards d'années, bien plus que l'âge actuel de l'univers.

  • Étoile de type solaire: Une naine jaune dont la surface est à environ 5 800 K et dont la durée de vie est d'environ 10 milliards d'années. Le Soleil en est un membre ordinaire.

  • Naine brune: Des « étoiles ratées » sans assez de masse pour allumer la fusion de l'hydrogène, entre les planètes géantes et les étoiles.

  • Système d'étoiles binaires: Environ la moitié des étoiles comme le Soleil ont un compagnon. Le transfert de masse entre les deux étoiles donne naissance aux novae, aux supernovae de type Ia et aux binaires X.

  • Céphéide: Sa luminosité pulse avec une période fixe ; plus la période est longue, plus l'étoile est brillante. Cette règle, trouvée par Leavitt en 1912, a permis à Hubble de mesurer les distances des galaxies.

  • Binaire X: Quand un objet compact dévore son compagnon, le disque d'accrétion est chauffé à des millions de degrés et émet des rayons X. Cygnus X-1 a été le premier candidat trou noir confirmé.

  • Amas globulaire: Une boule de centaines de milliers d'étoiles anciennes serrées les unes contre les autres, âgées de plus de 12 milliards d'années, plus vieilles que la plupart des structures de la Voie lactée.

  • Galaxie naine: De petites galaxies avec seulement des centaines de millions à quelques milliards d'étoiles et une part particulièrement élevée de matière noire ; les « briques » des grandes galaxies.

  • Trou noir supermassif: Presque toutes les grandes galaxies en ont un en leur centre, de millions à milliards de fois la masse du Soleil. Pourquoi ils ont grossi si vite dans l'univers primitif reste une énigme.

  • Quasars: Lumière émise quand un trou noir supermassif se nourrit frénétiquement. Un quasar peut éclipser toute la Voie lactée de plusieurs centaines de fois.

  • Noyau actif de galaxie: Un trou noir supermassif qui se nourrit, avec des jets qui peuvent s'étendre à des centaines de milliers d'années-lumière hors de la galaxie.

  • Protogalaxie: De jeunes galaxies riches en gaz de l'univers primitif, qui forment des étoiles à un rythme effréné. Le télescope Webb les a vues à peine quelques centaines de millions d'années après le début de l'univers.

  • Fusion de galaxies: Les galaxies grossissent par collisions. Les fusions déclenchent une formation d'étoiles à grande échelle et peuvent transformer des galaxies spirales en galaxies elliptiques.

  • Galaxie à sursaut de formation d'étoiles: Elles forment des étoiles à un rythme de dizaines à centaines de fois celui de la Voie lactée, généralement déclenché par des fusions ou de fortes interactions.

  • Galaxie elliptique: Formées par de grosses fusions ; leur gaz est épuisé, elles ne forment presque plus d'étoiles et sont pleines de vieilles étoiles rouges.

  • Galaxie irrégulière: Des galaxies sans forme nette ; les Grand et Petit Nuages de Magellan en sont des exemples, souvent déformées par des perturbations gravitationnelles.

  • Galaxie spirale: Galaxies à disque où de nouvelles étoiles naissent sans cesse le long des bras spiraux ; environ 60 % des grandes galaxies sont de ce type.

  • Galaxie spirale barrée: Elle a une « barre » d'étoiles qui traverse son centre ; la Voie lactée en fait partie.

  • Voie lactée: Environ 100 000 années-lumière de large, avec 100 à 400 milliards d'étoiles. Le Soleil se trouve sur un bras spiral secondaire et fait le tour du centre tous les 230 millions d'années.

  • Sagittarius A*: Le trou noir supermassif au centre de la Voie lactée, d'environ 4 millions de masses solaires. L'Event Horizon Telescope a publié son image en 2022.

  • Onde de densité: Les bras spiraux ne sont pas de la matière fixe mais des « embouteillages » qui tournent lentement ; les étoiles qui les traversent sont comprimées et de nouvelles étoiles se forment.

  • Amas ouvert: Des centaines à des milliers de jeunes étoiles nées du même nuage de gaz, comme les Pléiades, qui se dispersent peu à peu en quelques centaines de millions d'années.

  • Groupe de galaxies: Des dizaines de galaxies liées par la gravité ; le plus petit type d'ensemble de galaxies.

  • Groupe local: Une famille composée de la Voie lactée, de la galaxie d'Andromède et d'environ 80 petites galaxies, large d'environ 10 millions d'années-lumière.

  • Amas de galaxies: Des milliers de galaxies rassemblées, avec du gaz à des dizaines de millions de degrés entre elles ; l'essentiel de la masse est de la matière noire.

  • Superamas: Une structure plus grande faite d'amas de galaxies, s'étendant sur plus de 100 millions d'années-lumière et pas entièrement liée par la gravité.

  • Lentille gravitationnelle: Les objets massifs courbent la lumière, déformant, agrandissant ou même multipliant les images des galaxies situées derrière. On peut s'en servir pour « peser » la matière noire.

  • Filaments: Les galaxies s'alignent le long de gigantesques structures en forme de fil, qui peuvent atteindre des centaines de millions d'années-lumière de long.

  • Vide cosmique: Des régions vides de plus de 100 millions d'années-lumière de large, avec très peu de galaxies, qui occupent l'essentiel du volume de l'univers.

  • Superamas Laniakea: Le superamas qui contient la Voie lactée, cartographié en 2014. Son nom signifie « ciel immense » en hawaïen, et il contient environ 100 000 galaxies.

  • Toile cosmique: Un réseau tridimensionnel de filaments, de murs, de nœuds et de vides : l'aspect de l'univers aux plus grandes échelles.

  • Oscillations acoustiques des baryons: Les ondes sonores de l'univers primitif ont laissé un espacement caractéristique d'environ 500 millions d'années-lumière dans la répartition des galaxies, une règle pour mesurer l'expansion cosmique.

  • Énergie noire: Il y a environ 5 milliards d'années, l'expansion cosmique est passée de la décélération à l'accélération. Ce qui la provoque s'appelle l'énergie noire, environ 70 % de toute l'énergie de l'univers.

  • Disque protoplanétaire: Un disque de gaz et de poussière en rotation autour d'une étoile naissante. Le réseau Atacama Large Millimeter Array a photographié des anneaux et des sillons dans le disque, creusés par des planètes.

  • Inclusions riches en calcium et aluminium: Les plus anciens solides des météorites, âgés d'environ 4,567 milliards d'années, pris comme instant zéro du système solaire.

  • Chondres: De minuscules billes de roche fondues en un éclair puis refroidies dans le disque protoplanétaire. La plupart des météorites en contiennent.

  • Soleil: Concentre 99,86 % de la masse du système solaire et convertit environ 4 millions de tonnes de masse en énergie chaque seconde.

  • Vent solaire: Un flux constant de particules chargées venant du Soleil. Il souffle au-delà de cent unités astronomiques avant de rencontrer le milieu interstellaire.

  • Planétésimaux: Des blocs de roche et de glace de la taille d'un kilomètre, construits pas à pas à partir de poussière. Ce sont les briques des planètes.

  • Jupiter: Plus de deux fois la masse de toutes les autres planètes réunies. Elle s'est probablement formée la première, et sa gravité a façonné tout le système solaire.

  • Ceinture d'astéroïdes: Sa masse totale ne représente qu'environ 3 % de celle de la Lune. La gravité de Jupiter l'a empêchée de jamais former une planète.

  • Saturne: Sa densité moyenne est inférieure à celle de l'eau. Les anneaux sont surtout des blocs de glace et n'ont peut-être que quelques centaines de millions d'années.

  • Hypothèse du Grand Tack: Un modèle dit que Jupiter a migré vers l'intérieur jusque près de l'orbite de Mars avant que Saturne ne la « tire » vers l'extérieur. Cela pourrait expliquer pourquoi Mars est si petite.

  • Uranus: Son axe de rotation est presque couché sur le côté, sans doute à cause d'un impact géant très tôt.

  • Neptune: En 1846, sa position a d'abord été prédite par les mathématiques, puis confirmée au télescope.

  • Mercure: La planète la plus proche du Soleil. Un jour solaire y dure environ 176 jours terrestres, plus que son année.

  • Vénus: Une épaisse atmosphère de dioxyde de carbone provoque un effet de serre incontrôlable. La surface est à environ 465 °C, plus chaude que Mercure.

  • Terre: La seule planète connue avec de la vie, et la planète la plus dense du système solaire.

  • Mars: Elle a eu des rivières et des lacs. Curiosity a trouvé dans le cratère Gale des roches sédimentaires d'un ancien lac.

  • Cérès: Le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes. Dawn a trouvé de brillants dépôts de sel dans ses cratères.

  • Lune: Elle s'est probablement formée à partir de la matière éjectée quand Théia a frappé la Terre. Elle stabilise l'axe de rotation de la Terre et fait monter les marées.

  • Champ magnétique terrestre: Le fer qui coule dans le noyau externe liquide génère un champ magnétique qui bloque le vent solaire et protège l'atmosphère et les océans.

  • Atmosphère primordiale: L'atmosphère primitive était surtout faite de dioxyde de carbone, d'azote et de vapeur d'eau, avec presque pas d'oxygène.

  • Ceinture de Kuiper: Une ceinture de corps glacés au-delà de l'orbite de Neptune. En 2019, New Horizons a survolé l'un d'eux, Arrokoth.

  • Le modèle de Nice: Les orbites des planètes géantes ont connu un réarrangement instable qui a projeté de nombreux petits corps vers l'intérieur du système solaire, déclenchant peut-être le grand bombardement tardif.

  • Pluton: Reclassée planète naine en 2006. New Horizons a découvert que sa région « en forme de cœur » est une plaine de glace d'azote.

  • Nuage d'Oort: Un nuage sphérique de corps glacés qui entoure le système solaire, s'étendant peut-être au-delà de 1 année-lumière. Les comètes à longue période en viennent.

  • Comètes: Une « boule de neige sale ». Rosetta a détecté de la glycine et du phosphore sur la comète 67P.

  • Tectonique des plaques: La croûte est brisée en plaques qui bougent lentement, faisant cycler le carbone vers le manteau et régulant à long terme le climat de la Terre.

  • Sources hydrothermales profondes: De l'eau chaude riche en hydrogène et en sulfures jaillit du fond marin. Découvertes seulement en 1977, elles abritent des écosystèmes entiers qui vivent sans lumière du soleil.

Recherches liées

Ces études sont liées au sujet mais ne prouvent pas directement le contenu de cette page.

  • L'article αβγ: Alpher et Gamow ont calculé comment les éléments légers se sont formés lors du Big Bang, et le nom de Bethe a été ajouté pour faire « αβγ ».

    Source : Alpher, Bethe & Gamow, Physical Review 1948, "The origin of chemical elements"

  • Fond diffus cosmologique: Deux chercheurs des Bell Labs n'arrivaient pas à éliminer le bruit de leur antenne, et ont fini par comprendre que c'était la rémanence du Big Bang. Ils ont reçu le prix Nobel 1978.

    Source : Penzias & Wilson, The Astrophysical Journal 1965, "A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s"

  • Expliquer la rémanence: Une équipe de Princeton se préparait à chercher ce rayonnement, a été devancée par le laboratoire d'à côté, et a rédigé l'explication théorique.

    Source : Dicke, Peebles, Roll & Wilkinson, The Astrophysical Journal 1965, "Cosmic black-body radiation"

  • Un corps noir parfait: Le spectre mesuré par COBE correspondait presque parfaitement à la courbe théorique du corps noir, apportant un soutien décisif à la théorie du Big Bang.

    Source : Mather et al., The Astrophysical Journal Letters 1990, "A preliminary measurement of the cosmic microwave background spectrum by the Cosmic Background Explorer (COBE) satellite"

  • Ondulations dans la rémanence: Le rayonnement de fond présente des ondulations de température d'une partie sur 100 000. Ces infimes différences sont devenues les germes des galaxies.

    Source : Smoot et al., The Astrophysical Journal Letters 1992, "Structure in the COBE differential microwave radiometer first-year maps"

  • Oscillations acoustiques des baryons: Les ondes sonores de l'univers primitif ont laissé une échelle caractéristique d'environ 500 millions d'années-lumière dans la répartition des galaxies, devenue une règle pour mesurer l'univers.

    Source : Eisenstein et al., The Astrophysical Journal 2005, "Detection of the baryon acoustic peak in the large-scale correlation function of SDSS luminous red galaxies"

  • La raie à 21 cm: La première détection de l'émission radio à 21 cm de l'hydrogène neutre a permis à l'humanité de « voir » du gaz de la Voie lactée autrement invisible.

    Source : Ewen & Purcell, Nature 1951, "Observation of a line in the galactic radio spectrum"

  • Signal de l'aube cosmique: L'expérience EDGES a rapporté un signal d'absorption à 21 cm laissé par les premières étoiles, mais le résultat reste contesté et attend une vérification indépendante.

    Source : Bowman et al., Nature 2018, "An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum"

  • Le noyau atomique: Des particules alpha rebondissaient parfois sur une feuille d'or, et Rutherford en a conclu que la masse d'un atome est concentrée dans un minuscule noyau.

    Source : Rutherford, Philosophical Magazine 1911, "The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom"

  • Ce qui fait briller les étoiles: Bethe a calculé que les étoiles brillent par fusion nucléaire, résolvant l'énigme de la façon dont le Soleil peut brûler pendant des milliards d'années.

    Source : Bethe, Physical Review 1939, "Energy production in stars"

  • Masse invisible: La périphérie de la galaxie d'Andromède tourne trop vite : une grande quantité de matière invisible doit fournir la gravité. La matière noire n'était plus une simple supposition.

    Source : Rubin & Ford, The Astrophysical Journal 1970, "Rotation of the Andromeda Nebula from a spectroscopic survey of emission regions"

  • Première proposition de la matière noire: Zwicky a trouvé que les galaxies de l'amas de la Chevelure de Bérénice allaient trop vite et a proposé que la « matière noire » existe. L'idée a été ignorée pendant des décennies.

    Source : Zwicky, Helvetica Physica Acta 1933, "Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln"

  • Amas du Boulet: Après la collision de deux amas de galaxies, le gaz est resté au milieu alors que les centres de gravité se sont retrouvés de part et d'autre. La matière noire avait été « projetée » au loin.

    Source : Clowe et al., The Astrophysical Journal Letters 2006, "A direct empirical proof of the existence of dark matter"

  • L'ombre d'un trou noir: Des radiotélescopes du monde entier ont formé un « télescope virtuel » grand comme la Terre et photographié l'ombre du trou noir au centre de M87.

    Source : Event Horizon Telescope Collaboration, The Astrophysical Journal Letters 2019, "First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The shadow of the supermassive black hole"

  • Ondes gravitationnelles: Deux trous noirs ont fusionné il y a 1,3 milliard d'années, et les ondulations de l'espace-temps ont enfin été entendues par l'humanité, confirmant la prédiction d'Einstein faite un siècle plus tôt.

    Source : Abbott et al. (LIGO & Virgo), Physical Review Letters 2016, "Observation of gravitational waves from a binary black hole merger"

  • La limite de Chandrasekhar: Une naine blanche a une masse maximale, environ 1,4 masse solaire. Au-delà, l'étoile est condamnée à s'effondrer.

    Source : Chandrasekhar, The Astrophysical Journal 1931, "The maximum mass of ideal white dwarfs"

  • Trou noir géant dans l'univers primitif: Quand l'univers avait moins de 700 millions d'années, il y avait déjà un trou noir de 800 millions de masses solaires. Comment a-t-il grossi si vite ? Mystère.

    Source : Bañados et al., Nature 2018, "An 800-million-solar-mass black hole in a significantly neutral Universe at a redshift of 7.5"

  • Le centre galactique: Suivre des étoiles près du centre galactique pendant plus de dix ans a prouvé qu'un trou noir d'environ 4 millions de masses solaires s'y cache. Prix Nobel 2020.

    Source : Ghez et al., The Astrophysical Journal 2008, "Measuring distance and properties of the Milky Way's central supermassive black hole with stellar orbits"

  • B²FH : cet article d'une centaine de pages a expliqué, étape par étape, comment les étoiles forgent les éléments du tableau périodique. Nous sommes tous de la poussière d'étoiles, et c'est ici que cette idée commence.

    Source : Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle, Reviews of Modern Physics 1957, "Synthesis of the elements in stars"

  • La prédiction de Hoyle: Pour que les étoiles fabriquent assez de carbone, Hoyle a prédit que le carbone 12 devait avoir un niveau d'énergie particulier, ce que des expériences ont confirmé.

    Source : Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement 1954, "On nuclear reactions occurring in very hot stars. I. The synthesis of elements from carbon to nickel"

  • Kilonova: La première fois qu'un même événement cosmique a été à la fois « entendu » et « vu » : la fusion de deux étoiles à neutrons.

    Source : Abbott et al., Physical Review Letters 2017, "GW170817: Observation of gravitational waves from a binary neutron star inspiral"

  • D'où vient l'or: La matière éjectée par les fusions d'étoiles à neutrons contient de grandes quantités d'éléments lourds. L'or de ta bague vient probablement d'une telle collision.

    Source : Kasen et al., Nature 2017, "Origin of the heavy elements in binary neutron-star mergers from a gravitational-wave event"

  • Pulsars: L'étudiante en thèse Jocelyn Bell a remarqué un signal radio précis à la seconde. D'abord appelé en plaisantant « petits hommes verts », c'était une étoile à neutrons.

    Source : Hewish, Bell et al., Nature 1968, "Observation of a rapidly pulsating radio source"

  • Une galaxie à décalage vers le rouge 14: Le télescope Webb a confirmé des galaxies brillantes déjà présentes environ 300 millions d'années après le début de l'univers, bien plus tôt que prévu.

    Source : Carniani et al., Nature 2024, "Spectroscopic confirmation of two luminous galaxies at a redshift of 14"

  • Champ profond de Hubble: Hubble a fixé un petit bout de ciel « vide » pendant dix jours de pose et capturé environ trois mille galaxies.

    Source : Williams et al., The Astronomical Journal 1996, "The Hubble Deep Field: Observations, data reduction, and galaxy photometry"

  • Carte stellaire de Gaia: Le satellite Gaia a mesuré les positions et les mouvements de plus d'un milliard d'étoiles, produisant la carte 3D de la Voie lactée la plus détaillée.

    Source : Gaia Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2018, "Gaia Data Release 2. Summary of the contents and survey properties"

  • Matière noire froide: Si la matière noire est « froide » et lente, les galaxies s'assemblent de bas en haut, pas à pas, ce qui correspond aux observations.

    Source : Blumenthal, Faber, Primack & Rees, Nature 1984, "Formation of galaxies and large-scale structure with cold dark matter"

  • La forme des halos de matière noire: Des simulations informatiques montrent que les halos de matière noire froide, des galaxies naines aux amas de galaxies, suivent tous le même profil de densité. Ce profil a ensuite été nommé d'après ses trois auteurs.

    Source : Navarro, Frenk & White, The Astrophysical Journal 1996, "The structure of cold dark matter halos"

  • La recette de l'univers: Le satellite Planck a mesuré les minuscules fluctuations du fond diffus cosmologique : la matière ordinaire représente environ 5 % de l'énergie totale de l'Univers, la matière noire environ 27 %, et le reste est de l'énergie noire.

    Source : Planck Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2020, "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"

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