article original publié par Science @ Nasa
auteur : Docteur Tony Phillips
traduction de Didier Jamet
19 AOUT 2003
Il y a quelques années de cela, quand les astronomes ont établi le programme d’observation du télescope spatial Chandra dédié à l’étude des sources X, ils n’avaient pas les planètes en tête. Ils les considéraient en effet comme trop paisibles pour l’astronomie des rayons X. Chandra devait plutôt nous révéler les effets des collisions de galaxies, les torrides tourbillons de matière autour des trous noirs, les explosions d’étoiles, en d’autres termes de violentes sources de rayons x de haute énergie. En aucun cas des planètes. Et pourtant…
« Et pourtant les planètes se sont révélées être des sources de rayons X plutôt intéressantes », confirme l’astronome Ron Elsner du Centre Spatial Marshall. Jupiter par exemple, est dotée d’un point chaud pulsant situé non loin de son pôle nord. Mars et Vénus scintillent comme des boules à paillettes de boîtes de nuit. Même la Lune émet des rayons X.
Et la Terre ? Bien que quelques satellites sensibles aux rayons X se soient penchés sur la Terre auparavant, notre planète demeure essentiellement une Terra Incognita dans ce domaine. Mais cela va bientôt changer. « Avant la fin de l’année, nous allons pointer Chandra vers la Terre » affirme Elsner. Ce sera la première fois que les astronomes auront l’occasion d’étudier en détail les émissions X de notre planète à l’aide d’un puissant télescope.
Elsner n’est pas certain de ce que Chandra va voir. « Il se peut que la Terre ressemble à Mars ou à Vénus ». Ces planètes scintillent faiblement car elles sont baignées par les émissions X du Soleil. Quand un photon X frappe l’atmosphère de Mars ou de Vénus, il est absorbé par un atome, puis réémis. À chaque poignée de secondes, un minuscule flash de rayonnement X se produit du fait de ce processus, appelé fluorescence. La Lune scintille également, bien qu’elle n’ait pas d’atmosphère. Ici la fluorescence se produit au niveau du sol.
Mais la Terre pourrait tout aussi bien ressembler à Jupiter. « Jupiter scintille de façon similaire à Mars ou Vénus, » fait remarquer Elsner, « mais elle a quelque chose de plus : un point chaud de rayonnement X auroral. »
Ce point chaud est crée par des ions lourds tels que O6+ se fracassant sur l’atmosphère polaire. O6+ est un atome d’oxygène auquel il manque 6 de ses 8 électrons, et il aimerait bien les récupérer. Quand ces ions fortement chargés pénètrent dans l’atmosphère de Jupiter, ils arrachent des électrons aux molécules environnantes. Les chimistes appellent cela une « réaction d’échange de charge ». L’énergie du phénomène est telle près du pôle nord de Jupiter que cette réaction produit des Rayons X.
D’où proviennent ces ions ? Et pourquoi l’activité de ce point chaud croît et décroît-elle parfois toutes les 45 minutes ? « Mystère » confesse Randy Glastone, du SRI, qui collabore avec Elsner sur l’étude des rayons X planétaires.
« Une possibilité serait que les ions d’oxygène proviennent du vent solaire » avance-t-il. Ce n’est pas chose facile de déposséder l’atome d’oxygène de 6 électrons, mais c’est ce qui se produit en permanence dans la couronne solaire où règne une température de plus d’un millions de degrés. Le vent solaire, qui prend sa source dans la couronne, éparpille ces ions dans tout le système solaire.
Tout comme Jupiter, la Terre est dotée d’un fort champ magnétique qui peut canaliser les ions du vent solaire vers les pôles. Aussi peut-être que de la même façon la Terre présente un point chaud pulsant. C’est cette éventualité qui en 2001 a incité Gladstone à proposer de mettre la Terre sur la liste des objectifs de Chandra.
« Techniquement, cette observation est un défi » reconnaît Gladstone. Chandra tourne autour de la Terre suivant une orbite elliptique. Il s’approche jusqu’à 10 000 km de la Terre, et s’en éloigne jusqu’à 140 000 km (un tiers de la distance Terre-Lune). Du fait de cette orbite très allongée, « la Terre est une cible mouvante ». Mouvante et de taille : elle remplit complètement le champ de visée de Chandra. « Quand il est pointé vers la Terre, il ne peut rien voir d’autre, et en particulier les étoiles grâce auxquelles il s’oriente d’habitude. Nous allons devoir le stabiliser à l’aides des seuls gyroscopes de bord » rappelle Elsner.
Est-ce que cela peut marcher ? Vous allez le savoir maintenant dans la suite de cet article, « La Terre dans le collimateur de Chandra » (lien ci-dessous)
