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Résoudre une partie du « problème solaire »

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Résoudre une partie du « problème solaire »

Le modèle développé par les scientifiques comprend l’historique de la rotation du Soleil ainsi que l’instabilité magnétique qu’elle génère. Crédit : Sylvia Ekström/UNIGE

Une équipe internationale d’astronomes a réussi à développer un modèle pour résoudre une partie du « problème du soleil ».

Tout allait mal avec le soleil ! Un nouvel ensemble de données au début des années 2000 a abaissé l’abondance chimique à la surface du Soleil, contrairement aux niveaux prédits par les modèles standard utilisés par les astrophysiciens. Cette nouvelle abondance a souvent été remise en cause par plusieurs nouvelles analyses. Comme ils semblaient corrects, c’était aux modèles solaires de s’adapter, d’autant qu’ils servent de référence pour l’étude des étoiles en général. Une équipe d’astronomes de l’UNIGE en collaboration avec l’Université de Liège a développé un nouveau modèle théorique qui résout une partie du problème : en observant la rotation du Soleil, qui a évolué dans le temps, et les champs magnétiques qu’il génère, ils ont pu expliquer la composition chimique du Soleil. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.

« Le Soleil est l’astre que l’on discerne le mieux, il constitue donc un test essentiel de notre compréhension de la physique stellaire. explique Patrick Egenberger, chercheur au Département d’astronomie de l’Université de Genève, Suisse (UNIGE) et premier auteur de la étude.

Ces observations devraient être cohérentes avec les résultats prédits par les modèles théoriques visant à expliquer l’évolution du Soleil. Comment le soleil brûle-t-il l’hydrogène dans le cœur ? Comment l’énergie y est-elle produite puis transférée vers la surface ? Comment les éléments chimiques dérivent-ils à l’intérieur du soleil, affectés par la rotation et les champs magnétiques ?

Modèle standard solaire

« Le modèle solaire standard que nous avons utilisé jusqu’à présent considère notre étoile de manière très simplifiée, d’une part en termes de transport d’éléments chimiques dans les couches profondes, et d’autre part la rotation et les champs magnétiques internes qui ont complètement négligée jusqu’à présent », explique Gail Boldgen, chercheuse au Département d’astronomie de l’UNIGE et co-auteur de l’étude.

Cependant, tout s’est bien passé jusqu’au début des années 2000, lorsqu’une équipe scientifique internationale a procédé à une révision drastique de l’abondance de l’énergie solaire grâce à une analyse améliorée. La nouvelle abondance a provoqué de profondes ondulations dans les eaux de modélisation solaire. Depuis, aucun modèle n’a pu reproduire les données obtenues par l’héliosmologie (analyse des oscillations du soleil), en particulier l’abondance d’hélium dans l’héliosphère.

Un nouveau modèle et le rôle principal de la rotation et des champs magnétiques

Le nouveau modèle solaire développé par l’équipe de l’UNIGE inclut non seulement l’évolution du spin qui a pu être plus rapide dans le passé, mais aussi l’instabilité magnétique qu’il a créée. « Il faut absolument réfléchir aux effets de la rotation et des champs magnétiques sur le transport des éléments chimiques dans nos modèles stellaires. C’est aussi important pour le Soleil que pour la physique stellaire en général et a un impact direct sur l’évolution chimique de l’atmosphère. l’univers, puisque les éléments chimiques nécessaires à la vie sur Terre sont concoctés au cœur des étoiles ,  » .

Le nouveau modèle prédit non seulement correctement la concentration d’hélium dans les couches externes du Soleil, mais reflète également la concentration de lithium qui a résisté à la modélisation jusqu’à présent. « L’abondance de l’hélium est correctement reproduite par le nouveau modèle car la rotation interne du Soleil imposée par les champs magnétiques génère un mélange turbulent qui empêche cet élément de tomber trop rapidement vers le centre de l’étoile ; parallèlement, l’abondance de le lithium observé à la surface du Soleil est également reproduit car ce mélange le transporte lui-même vers des points chauds où il est détruit », explique Patrick Egenberger

Le problème n’a pas été complètement résolu

Cependant, le nouveau modèle ne résout pas tous les défis posés par l’hélioscience : « Grâce à l’hélioscience, on sait à 500 km dans quelle région commencent les mouvements convectifs de la matière, à 195 000 km sous la surface du Soleil. Cependant, les modèles théoriques de la Soleil prédit une profondeur C’est 10 000 kilomètres ! », explique Sebastian Salmon, chercheur à l’UNIGE et co-auteur de l’article. Si le problème persiste dans le nouveau paradigme, il ouvre une nouvelle porte à la compréhension : « Grâce au nouveau paradigme, nous mettons en lumière des processus physiques qui peuvent nous aider à résoudre cette différence cruciale.

Mise à jour des étoiles semblables au soleil

« Il va falloir revoir les masses, rayons et âges obtenus pour les étoiles de type solaire que nous avons étudiées jusqu’à présent », précise Gaël Buldgen, en détaillant les étapes suivantes. En fait, dans la plupart des cas, la physique solaire est transférée à des études de cas proches du Soleil. Par conséquent, si les modèles d’analyse du Soleil sont modifiés, cette mise à jour devrait également être effectuée pour d’autres étoiles similaires à la nôtre.

Patrick Eggenberger précise : « Cela est particulièrement important si l’on veut mieux caractériser les étoiles hôtes des planètes, par exemple dans le cadre de la mission PLATO. » Cet observatoire de 24 télescopes doit s’envoler vers le point de Lagrange 2 (à 1,5 million de km de la Terre, face au Soleil) en 2026 pour découvrir et caractériser des planètes mineures et améliorer les propriétés de leur étoile hôte.

Référence : « The Sun’s internal rotation and its correlation with the solar surface Li and He » par P. Eggenberger, G. Buldgen, SJAJ Salmon, A. Noels, N. Grevesse et M. Asplund, 26 mai 2022, astronomie naturelle.
DOI : 10.1038 / s41550-022-01677-0

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Les perroquets en captivité semblent apprécier le chat vidéo avec leurs amis sur Messenger

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Les perroquets en captivité semblent apprécier le chat vidéo avec leurs amis sur Messenger

Les perroquets sont des créatures naturellement sociales. En captivité, où ils n’ont généralement pas de troupeau avec qui interagir, cela peut présenter de réels défis pour les garder heureux et en bonne santé. Mais des recherches récentes suggèrent que la technologie pourrait les aider à répondre davantage à leurs besoins sociaux. une Dirigé par des chercheurs de Université de Glasgow La Northeastern University a comparé les réponses des perroquets lorsqu’ils avaient la possibilité de discuter en vidéo avec d’autres oiseaux via Meta’s Messenger par rapport au visionnage de vidéos préenregistrées. Ils semblent préférer les conversations en temps réel.

La recherche s’appuie sur les résultats d’une série de petites études menées au cours des dernières années, dont une dans laquelle l’équipe a entraîné des perroquets de compagnie à passer des appels vidéo entre eux (avec l’assistance humaine) et une autre dans laquelle on leur a appris à jouer à des jeux sur tablette. Lors de la dernière expérience, neuf propriétaires de perroquets ont reçu des comprimés pour se préparer à accueillir leurs animaux de compagnie, puis ont été surveillés pendant six mois. Au cours de cette période, les perroquets, initialement présentés les uns aux autres par chat vidéo, ont pu s’appeler pendant jusqu’à trois heures, réparties sur 12 sessions. La moitié de ces sessions comprenaient des vidéos préenregistrées, tandis que l’autre moitié était des chats vidéo en direct via Messenger.

Les soignants qui ont enregistré les séances ont rapporté que les oiseaux semblaient plus engagés lors des interactions en direct. Ils ont lancé plus d’appels dans ces scénarios et ont passé en moyenne plus de temps à interagir avec les oiseaux à l’autre bout du fil.

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Au cours de chaque session, les perroquets étaient autorisés à passer jusqu’à deux appels, et les chercheurs ont constaté que ceux qui parlaient via Messenger atteignaient cette limite 46 % du temps, contre environ la moitié lorsqu’ils regardaient des vidéos préenregistrées. Au total, ils ont passé 561 minutes à discuter en vidéo sur Messenger, contre seulement 142 minutes à regarder des vidéos préenregistrées.

« L’apparence » vivante « semble avoir fait une différence dans les interactions des perroquets avec leurs parades. » Le Dr Elena Hercej Douglas a déclaré, même s’il convient de noter qu’une étude plus approfondie sera nécessaire avant de pouvoir tirer des conclusions définitives. « Leur comportement lors de l’interaction avec un autre oiseau vivant reflétait souvent les comportements qu’ils adopteraient avec d’autres perroquets dans la vie réelle, ce qui n’était pas le cas dans les sessions préenregistrées. » Cependant, les soignants ont généralement signalé que les appels en direct et préenregistrés semblaient avoir un effet positif sur les oiseaux.

« Internet recèle un grand potentiel pour donner aux animaux la possibilité d’interagir les uns avec les autres de nouvelles manières, mais les systèmes que nous construisons pour les aider à y parvenir doivent être adaptés à leurs besoins spécifiques et à leurs capacités physiques et mentales », a déclaré le médecin. Hersky Douglas. « Des études comme celle-ci peuvent aider à jeter les bases d’un Internet véritablement centré sur les animaux. »

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Comment les chats atterrissent-ils sur leurs pattes ?

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Comment les chats atterrissent-ils sur leurs pattes ?

Lorsque les chats tombent, ils se retournent sans effort, ce qui laisse les scientifiques perplexes depuis des décennies. Nos amis félins semblent défier les lois de la physique en se remodelant dans les airs sans interférence d’une autre force. Alors, comment ont-ils fait ?

Plusieurs facteurs influencent la capacité d’un chat à atterrir à quatre pattes, mais en termes simples, deux forces principales sont en jeu : la physique et les neurosciences.

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Que se passe-t-il lorsque la NASA perd les yeux sur Terre ? Nous sommes sur le point de le découvrir.

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Que se passe-t-il lorsque la NASA perd les yeux sur Terre ?  Nous sommes sur le point de le découvrir.

Au cours des prochaines années – personne ne sait exactement quand – trois satellites de la NASA, chacun aussi lourd qu’un éléphant, cesseront leurs activités.

Ils dérivent déjà et perdent peu à peu de l’altitude. Ils observent la planète depuis plus de deux décennies, bien plus longtemps que prévu, nous aidant à prévoir la météo, à gérer les incendies de forêt, à surveiller les marées noires et bien plus encore. Mais l’âge les rattrape, et bientôt ils serviront leur dernier service et entameront leur lente et définitive chute au sol.

C’est un moment que craignent les scientifiques.

Lorsque les trois orbiteurs – Terra, Aqua et Aura – seront arrêtés, une grande partie des données qu’ils collectaient les accompagnera, et les nouveaux satellites ne compenseront pas tout le ralentissement. Les chercheurs devront soit s’appuyer sur des sources alternatives qui ne répondent peut-être pas à leurs besoins spécifiques, soit rechercher des solutions alternatives pour permettre la continuité de leurs archives.

Avec certaines des données collectées par ces satellites, la situation est encore pire : aucun autre instrument ne continuera à les collecter. Dans quelques années, les belles caractéristiques qu’elle révèle de notre monde deviendront encore plus mystérieuses.

« La perte de ces données irremplaçables est tout simplement tragique », a déclaré Susan Solomon, chimiste atmosphérique au MIT. « À une époque où la planète a désespérément besoin de se concentrer sur la compréhension de la manière dont elle nous affecte et de la manière dont nous l’affectons, nous semblons être catastrophiquement endormis au volant. »

La principale zone que nous négligeons est la stratosphère, le foyer le plus important de la couche d’ozone.

À travers l’air raréfié et froid de la stratosphère, les molécules d’ozone sont constamment créées et détruites, éjectées et balayées, à mesure qu’elles interagissent avec d’autres gaz. Certains de ces gaz ont des origines naturelles ; D’autres sont là à cause de nous.

Un instrument sur Aura, une sonde à micro-ondes, nous donne notre meilleur aperçu de cet intense drame chimique, a déclaré Ross J. Salwich, un scientifique atmosphérique à l’Université du Maryland. Une fois le corona disparu, notre vision deviendra considérablement plus faible, a-t-il déclaré.

Les données provenant des sondes micro-ondes des membres ont récemment prouvé leur valeur de manière inattendue, a déclaré Salwich. Il a montré l’étendue des dommages causés à l’ozone par les feux de brousse dévastateurs en Australie fin 2019 et début 2020, et par une éruption volcanique sous-marine près des Tonga en 2022. Il a permis de montrer à quel point la pollution appauvrissant la couche d’ozone augmente dans la stratosphère à l’est. Asie de la mousson d’été dans la région.

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Si la connexion Internet n’est pas coupée aussi rapidement, l’appareil audio pourrait également aider à résoudre un grand mystère, a déclaré Salwich. « L’épaisseur de la couche d’ozone au-dessus des zones peuplées de l’hémisphère Nord est restée pratiquement inchangée au cours de la dernière décennie », a-t-il déclaré. « Il devrait être en train de récupérer. Et ce n’est pas le cas. »

Jack Kay, administrateur associé pour la recherche à la Division des sciences de la Terre de la NASA, a reconnu les inquiétudes des chercheurs concernant la fin de la sonde. Mais d’autres sources, y compris les instruments des satellites les plus récents, de la Station spatiale internationale et ici sur Terre, fourniront toujours une « très bonne fenêtre sur ce que fait l’atmosphère », a-t-il déclaré.

Les réalités financières obligent la NASA à prendre des « décisions difficiles », a déclaré Kay. « Ce serait génial si tout restait pour toujours ? Oui », a-t-il déclaré. Il a ajouté qu’une partie de la mission de la NASA consiste également à fournir de nouveaux outils aux scientifiques, des outils qui les aident à regarder notre monde sous un nouvel angle. mais, comme « Vous savez, si tout n’est pas pareil, vous devez faire de votre mieux. »

Pour les scientifiques qui étudient notre planète en évolution, la différence entre des données identiques ou presque identiques peut être significative. Ils peuvent penser qu’ils comprennent comment quelque chose se développe. Mais ce n’est qu’en le surveillant continuellement, de manière constante et sur une longue période, qu’ils pourront être sûrs de ce qui se passe.

Même une courte interruption dans les journaux peut créer des problèmes. Supposons que la banquise s’effondre au Groenland. William B. a dit : Gale, ancien président de la Société météorologique américaine, a déclaré qu’à moins de mesurer l’élévation du niveau de la mer avant, pendant et après, on ne pouvait jamais être sûr qu’un changement soudain était provoqué par un effondrement. « Vous pouvez l’imaginer, mais vous n’avez pas de données quantitatives », a-t-il déclaré.

L’année dernière, la NASA a interrogé des scientifiques sur la façon dont la fin de Terra, Aqua et Aura affecterait leur travail. Plus de 180 d’entre eux ont répondu à l’appel.

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Dans leurs lettres, obtenues par le New York Times grâce à une demande du Freedom of Information Act, les chercheurs ont exprimé leurs inquiétudes concernant un large éventail de données provenant des satellites. Informations sur les particules trouvées dans la fumée des incendies de forêt, la poussière du désert et les panaches volcaniques. Mesures d’épaisseur des nuages. Cartes à petite échelle des forêts, prairies, zones humides et cultures du monde.

Même s’il existe des sources alternatives pour ces informations, elles peuvent être moins fréquentes, moins précises ou limitées à certaines heures de la journée, autant de facteurs qui déterminent l’utilité des données, ont écrit les scientifiques.

Liz Muir adopte une approche rapprochée pour étudier l’atmosphère terrestre : en faisant voler des instruments à travers elle, sur des avions à des altitudes beaucoup plus élevées que celles que la plupart des avions peuvent atteindre. « Je me suis lancé dans ce domaine parce qu’il est passionnant et difficile d’accès », a déclaré Muir, qui enseigne à l’Université de Chicago. « Il est difficile de construire des instruments qui fonctionnent là-bas, il est difficile d’effectuer des mesures et il est difficile d’envoyer des avions là-bas. »

Elle a dit que ce serait plus difficile une fois le corona disparu.

Les avions peuvent échantillonner directement la chimie atmosphérique, mais pour comprendre la situation dans son ensemble, les scientifiques doivent encore combiner les mesures des avions avec les lectures des satellites, a déclaré Muir. « Sans satellites, nous prenons des instantanés sans contexte », a-t-elle déclaré.

Une grande partie des recherches de Muir se concentrent sur de minces nuages ​​de glace qui se forment entre 9 et 12 milles au-dessus de la surface de la Terre, dans l’une des couches les plus mystérieuses de l’atmosphère. Ces nuages ​​contribuent à augmenter la température de la planète, et les scientifiques tentent toujours de comprendre comment le changement climatique d’origine humaine les affectera.

« Il semble que nous allons arrêter de surveiller cette partie de l’atmosphère, exactement au moment où elle change », a déclaré Muir.

La fin de Terra et Aqua affectera la façon dont nous surveillons un autre facteur important de notre climat : la quantité de rayonnement solaire que la planète reçoit, absorbe et rebondit dans l’espace. L’équilibre entre ces quantités – ou plutôt le déséquilibre – détermine le degré de réchauffement ou de refroidissement de la Terre. Pour comprendre cela, les scientifiques s’appuient sur les instruments cloud de la NASA et sur le système d’énergie radiante de la Terre, ou CERES.

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Actuellement, quatre satellites volent avec des instruments CERES : Terra, Aqua et deux satellites plus récents qui approchent également de leur fin de vie. Cependant, une seule alternative est en préparation. Son espérance de vie ? cinq ans.

Norman J. a dit : « Au cours des dix prochaines années, nous passerons de quatre missions à une seule, et les autres missions auront dépassé leur apogée », a déclaré Loeb, le scientifique de la NASA qui dirige le CERES. « Pour moi, c’est vraiment préoccupant. »

De nos jours, avec l’essor de l’industrie spatiale privée et la prolifération des satellites autour de la Terre, la NASA et d’autres agences explorent une approche différente pour observer notre planète. L’avenir réside peut-être dans des instruments plus petits et plus légers, pouvant être mis en orbite à moindre coût et plus agiles qu’à l’époque de Terra, Aqua et Aura.

La National Oceanic and Atmospheric Administration développe une telle flotte pour surveiller la météo et le climat. Loeb et d’autres personnes de la NASA travaillent sur un instrument léger pour poursuivre leurs mesures du bilan énergétique de la Terre.

Mais pour que de telles technologies soient utiles, dit Loeb, elles doivent commencer à voler avant que les orbiteurs actuels ne disparaissent.

« Il faut une bonne et longue période de chevauchement pour comprendre les différences et résoudre les problèmes », a-t-il déclaré. « Sinon, il sera très difficile de faire confiance à ces mesures, si nous n’avons pas la possibilité de les prouver par rapport aux mesures existantes. »

D’une certaine manière, selon les scientifiques, c’est tout à l’honneur de la NASA que Terra, Aqua et Aura aient duré aussi longtemps. « Grâce à une combinaison d’une excellente ingénierie et d’une énorme chance, nous avons ces choses depuis 20 ans maintenant », a déclaré Walid Abdel Aty, ancien scientifique en chef de la NASA, aujourd’hui à l’Université du Colorado à Boulder.

« Nous sommes devenus accros à ces satellites. Nous sommes victimes de notre propre succès », a déclaré Al-Abdalati. « En fin de compte, la chance s’épuise. »


Cet article a été initialement publié sur New York Times.

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