science
La « découverte chanceuse » des astrophysiciens explique comment les galaxies pourraient exister sans matière noire
Dans les simulations, les collisions provoquent la perte de matière des petits amas d’étoiles.
d’une manière nouvelle astronomie naturelle Une équipe internationale dirigée par des astrophysiciens de l’Université de Californie, d’Irvine et du Pomona College a rapporté que lorsque de plus petites galaxies entrent en collision avec de plus grandes galaxies, les plus grandes galaxies peuvent dépouiller les plus petites galaxies de leur matière noire – un matériau que nous ne pouvons pas voir directement, mais les astrophysiciens le croient Il existe parce que sans les effets de la gravité, ils ne peuvent pas expliquer des choses comme les mouvements des étoiles de la galaxie.
C’est un mécanisme qui a le potentiel d’expliquer comment les galaxies pourraient exister sans matière noire – quelque chose que l’on croyait auparavant impossible.
Tout a commencé en 2018 lorsque les astrophysiciens Shany Danieli et Pieter van Dokkum de[{ » attribute= » »>Princeton University and Yale University observed two galaxies that seemed to exist without most of their dark matter.
“We were expecting large fractions of dark matter,” said Danieli, who’s a co-author on the latest study. “It was quite surprising, and a lot of luck, honestly.”
The lucky find, which van Dokkum and Danieli reported on in a Nature paper in 2018 and in an Astrophysical Journal Letters paper in 2020, threw the galaxies-need-dark-matter paradigm into turmoil, potentially upending what astrophysicists had come to see as a standard model for how galaxies work.
Dark matter distribution in a simulated galaxy group, with brighter areas showing higher concentrations of dark matter. Circles show close-up images of the stellar light associated with two galaxies lacking dark matter. If these galaxies had dark matter, they would appear as bright regions in the main image. Credit:Morena et al.
“It’s been established for the last 40 years that galaxies have dark matter,” said Jorge Moreno, an astronomy professor at Pomona College, who’s the lead author of the new paper. “In particular, low-mass galaxies tend to have significantly higher dark matter fractions, making Danieli’s finding quite surprising. For many of us, this meant that our current understanding of how dark matter helps galaxies grow needed an urgent revision.”
The team ran computer models that simulated the evolution of a chunk of the universe – one about 60 million light years across – starting soon after the Big Bang and running all the way to the present.
The team found seven galaxies devoid of dark matter. After several collisions with neighboring galaxies 1,000-times more massive, they were stripped of most of their material, leaving behind nothing but stars and some residual dark matter.
“It was pure serendipity,” said Moreno. “The moment I made the first images, I shared them immediately with Danieli, and invited her to collaborate.”
Robert Feldmann, a professor at the University of Zurich who designed the new simulation, said that “this theoretical work shows that dark matter-deficient galaxies should be very common, especially in the vicinity of massive galaxies.”
UCI’s James Bullock, an astrophysicist who’s a world-renowned expert on low-mass galaxies, described how he and the team didn’t build their model just so they could create galaxies without dark matter – something he said makes the model stronger, because it wasn’t designed in any way to create the collisions that they eventually found. “We don’t presuppose the interactions,” said Bullock.
Confirming that galaxies lacking dark matter can be explained in a universe where there’s lots of dark matter is a sigh of relief for researchers like Bullock, whose career and everything he’s discovered therein hinges on dark matter being the thing that makes galaxies behave the way they do.
“The observation that there are dark matter-free galaxies has been a little bit worrying to me.” said Bullock. “We have a successful model, developed over decades of hard work, where most of the matter in the cosmos is dark. There is always the possibility that nature has been fooling us.”
But, Moreno said, “you don’t have to get rid of the standard dark matter paradigm.”
Now that astrophysicists know how a galaxy might lose its dark matter, Moreno and his collaborators hope the findings inspire researchers who look at the night sky to look for real-world massive galaxies they might be in the process of stripping dark matter away from smaller ones.
“It still doesn’t mean this model is right,” Bullock said. “A real test will be to see if these things exist with the frequency and general characteristics that match our predictions.”
As part of this new work, Moreno, who has indigenous roots, received permission from Cherokee leaders to name the seven dark matter-free galaxies found in their simulations in honor of the seven Cherokee clans: Bird, Blue, Deer, Long Hair, Paint, Wild Potato and Wolf.
“I feel a personal connection to these galaxies,” said Moreno, who added that, just as the more massive galaxies robbed the smaller galaxies of their dark matter, “many people of indigenous ancestry were stripped of our culture. But our core remains, and we are still thriving.”
Reference: “Galaxies lacking dark matter produced by close encounters in a cosmological simulation” by Jorge Moreno, Shany Danieli, James S. Bullock, Robert Feldmann, Philip F. Hopkins, Onur Çatmabacak, Alexander Gurvich, Alexandres Lazar, Courtney Klein, Cameron B. Hummels, Zachary Hafen, Francisco J. Mercado, Sijie Yu, Fangzhou Jiang, Coral Wheeler, Andrew Wetzel, Daniel Anglés-Alcázar, Michael Boylan-Kolchin, Eliot Quataert, Claude-André Faucher-Giguère and Dušan Kereš, 14 February 2022, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-021-01598-4
Funding for the work came from the National Science Foundation, sabbatical leave support for Moreno from Pomona College and the Harry and Grace Steele Foundation, and, for Danieli, from NASA through Hubble Fellowship grant HST-HF2-51454.001-A awarded by the Space Telescope Science Institute, which is operated by the Association of Universities for Research in Astronomy, Incorporated, under NASA contract NAS5-26555. Other collaborators include Francisco Mercado, Courtney Klein and Zachary Hafen, all from UCI.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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Il a été découvert que cette planète rocheuse brûlante, deux fois plus grande que la Terre, possède une atmosphère épaisse
« C’est peut-être la preuve la plus solide à ce jour que cette planète possède une atmosphère », a déclaré Ian Crosfield, un astronome qui n’a pas participé à la recherche publiée dans la revue Nature. Le terme Super Terre fait référence à la taille de la planète, plus grande que la Terre mais plus petite que Neptune. Les températures d’ébullition de la planète – qui peuvent atteindre 2 300 degrés Celsius – signifient qu’il est peu probable qu’elle abrite la vie.
Au lieu de cela, les scientifiques affirment que cette découverte est un signe prometteur selon lequel il pourrait exister d’autres planètes rocheuses dotées d’une atmosphère épaisse qui pourraient être plus habitables. L’exoplanète, située à 41 années-lumière, est huit fois plus lourde que la Terre et orbite si étroitement autour de son étoile Copernic qu’elle a des côtés jour et nuit permanents. Une année-lumière équivaut à environ 9,7 billions de kilomètres. Sa surface est recouverte d’océans magmatiques.
Pour en savoir plus sur la composition de l’atmosphère de la planète, les chercheurs ont étudié les observations du télescope spatial Webb avant et après le passage de la planète derrière son étoile. Ils ont séparé la lumière émise par la planète de son étoile et ont utilisé les données pour calculer la température de la planète. Il est prouvé que la chaleur de la planète était répartie uniformément sur sa surface, une astuce bien connue pour créer une ambiance festive. Les gaz libérés par les océans magmatiques peuvent jouer un rôle clé dans le maintien de la stabilité de leur atmosphère. L’exploration de cette super-Terre pourrait également fournir des indices sur l’évolution de la Terre et de Mars. « C’est une fenêtre rare », a déclaré Renyu Hu du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, qui a participé à la recherche.
Fin de l’article
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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA
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Essai routier de l’injecteur du moteur principal Orion. Crédit : NASA
Lorsque le vaisseau spatial Orion transportera les premiers équipages Artemis vers la Lune et retour, il s’appuiera sur le module de service européen fourni par l’ESA (Agence spatiale européenne) pour effectuer le voyage. Le module de service assure la production d’énergie électrique, la propulsion, le contrôle de la température et le stockage des consommables pour Orion, jusqu’au moment où il se sépare du module d’équipage avant de rentrer dans l’atmosphère terrestre.
Pour les six premières missions Artemis – Artemis 1 à Artemis 6 – la NASA et l’ESA utiliseront un moteur Orbiter Maneuvering System (OMS) remis à neuf du programme de la navette spatiale comme moteur principal du module de service européen. Après Artemis VI, la NASA aura besoin d’un nouveau moteur pour prendre en charge Orion.
Ce besoin sera satisfait par le moteur principal Orion (OME) en cours de développement avec Aerojet Rocketdyne (maintenant connu sous le nom de L3 Harris), mais avant que le moteur principal Orion puisse voler, tous ses composants doivent être minutieusement testés.
Entrez dans le bureau d’essais de propulsion du centre d’essais de White Sands de la NASA. De novembre 2023 à janvier 2024, cette équipe a mené des tests rigoureux sur un composant essentiel de l’OME : l’injecteur qui fournit le propulseur pour démarrer le moteur et fournit la poussée nécessaire pour ramener Orion de la Lune.
Les tests ont été menés sur le banc d’essai 301A dans la zone de propulsion 300 à White Sands. L’injecteur a été monté sur un moteur d’essai et a tiré plusieurs fois pendant trois secondes chacune, pour un total de 21 tests. À chaque test, l’équipe de White Sands a cherché à démontrer la capacité de l’injecteur OME à maintenir une combustion constante et contrôlée et à revenir à des opérations normales si le processus de combustion est artificiellement perturbé.
Plusieurs membres de l’équipe de White Sands ont participé à cet effort. James Hess, chef de projet et directeur des opérations, a veillé à ce que les tests soient réalisés en toute sécurité et avec succès en supervisant les opérations et en s’assurant que les exigences des tests étaient respectées. James Mahoney a géré le calendrier et le budget des tests en tant que chef de projet, tandis que Jordan Addai a dirigé les opérations et les tests proprement dits.
D’autres rôles clés incluent l’ingénieur électricien principal Sal Muniz et l’ingénieur en instrumentation Jesus Lujan Martino. Sean D’Souza d’Aerojet Rocketdyne a servi de responsable des articles de test, garantissant que l’injecteur fonctionnait comme prévu et répondait aux exigences du scénario de test. Un soutien supplémentaire a été fourni par les membres de l’équipe du programme OME du Johnson Space Center et du Glenn Research Center de la NASA.
Les résultats ont confirmé que l’injecteur OME pouvait maintenir une combustion stable et l’équipe a déterminé que les tests étaient réussis. Un aspect unique de l’injecteur OME est qu’il est fabriqué selon un processus de fabrication additive appelé fabrication laser sélective – essentiellement une impression 3D utilisant des poudres métalliques au lieu de plastique. Démontrer l’efficacité des composants imprimés en 3D peut aider la NASA et ses partenaires à réduire les coûts et à accroître l’efficacité des processus de développement.
La conception de l’injecteur sera désormais intégrée dans l’OME complet qui sera testé en tant qu’ensemble moteur complet à White Sands une fois prêt.
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Les passionnés de photographie et d’astronomie de Dublin ont une dernière chance de soumettre leurs candidatures pour l’astrophotographie « Reaching for the Stars », avant la date limite du vendredi 10 mai.
Le concours, organisé par le Dublin Institute for Advanced Study (DIAS), recherche les meilleures images astronomiques prises en Irlande entre le 28 avril 2023 et le 10 mai 2024.
Commentant l’approche de la date limite, le Dr Eucharia Meehan, PDG et registraire de DIAS, a déclaré : « La date limite de 2024 approche à grands pas et nous sommes ravis de voir les candidatures arriver.
« L’ajout d’une nouvelle catégorie cette année, appelant à des candidatures prises sur smartphone, est une excellente opportunité et j’encourage toute personne à Dublin qui s’intéresse à l’astronomie et au ciel nocturne à sortir et à s’impliquer.
« Vous n’avez pas besoin d’être un photographe professionnel pour apprécier notre ciel nocturne, ni de posséder un télescope. Nous vous demandons simplement de suivre attentivement les directives du concours pour vous assurer que vos photos répondent aux critères.
« J’encouragerais vraiment les habitants de Dublin à sortir avec leur appareil photo ou leur téléphone au cours de la semaine prochaine, avant la date de clôture. »
Détails du concours
Les candidatures au concours « Reach for the Stars » seront jugées par le professeur Peter Gallagher, chef du département d’astrophysique du DIAS, aux côtés de Brenda Fitzsimmons, rédactrice photo au Irish Times ; John Flannery, vice-président de la Société irlandaise d’astronomie ; et Niamh Breathnach, directrice des relations publiques d’Alice.
Les participants peuvent soumettre jusqu’à deux photos par catégorie au concours. La date limite de candidature est le vendredi 10 mai 2024 à 17 heures. Les candidatures peuvent être soumises dans cinq catégories différentes.
- Le ciel nocturne à portée de main : des photos d’un spectacle astronomique prises avec un simple smartphone et sans télescope.
- Hors de ce monde – Planètes : Images de planètes, du soleil et de la lune.
- Hors de ce monde – Ciel profond : images d’objets célestes situés au-delà de notre système solaire, tels que des nébuleuses, des amas d’étoiles et des galaxies.
- Retour à la Terre – Paysages : images qui représentent une caractéristique d’importance astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que la nature, la terre ou l’eau.
- Retour sur Terre – Points de repère : images qui représentent une caractéristique d’intérêt astronomique en tant que caractéristique et éléments importants tels que des paysages urbains, des bâtiments, des maisons, des structures historiques ou des monuments.
Forfait prix
Les photographes gagnants dans les différentes catégories recevront divers prix, notamment : des billets pour les trois sites des observatoires astronomiques irlandais – l’observatoire Dunsink (la salle d’évasion Race to Space), l’observatoire d’Armagh et le château de Pere Demesne ; Bons pour du matériel photographique/télescopique ; et abonnements numériques à The Irish Times.
DIAS a l’intention que les images gagnantes et très acclamées soient également incluses dans une exposition au DIAS en 2024.
De plus, toutes les images présélectionnées seront incluses dans une galerie en ligne – à des fins de vote du public – sur le site Web du concours reachforthestars.ie.
Le concours « Reach for the Stars » du DIAS est organisé en partenariat avec The Irish Times et parrainé par Alice Public Affairs et les Irish Astronomical Observatories.
La Société irlandaise d’astronomie soutient cette initiative.
Plus d’informations, y compris les directives du concours et le formulaire d’inscription, sont disponibles sur www.reachforthestars.ie
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