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Le télescope Webb révèle les couleurs d’Earendel, l’étoile la plus lointaine jamais découverte

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Le télescope Webb révèle les couleurs d’Earendel, l’étoile la plus lointaine jamais découverte

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Cette image du télescope spatial James Webb de la NASA d’un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08 contient la galaxie zoom la plus puissante connue du premier milliard d’années de l’univers : l’Arc Sun, et à l’intérieur de cette galaxie, l’étoile la plus éloignée jamais détectée. L’étoile, surnommée Earendel, a été découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble. Des observations de suivi avec la webcam NIRCam (Near Infrared Camera) révèlent que l’étoile est une étoile massive de type B deux fois plus chaude que notre soleil et environ un million de fois plus lumineuse. Earendel est placé le long d’une ride dans l’espace-temps qui lui donne un grossissement extrême, lui permettant d’apparaître depuis sa galaxie hôte, qui apparaît comme une teinte rougeâtre dans le ciel. L’étoile ne peut être détectée qu’en raison de la puissance combinée de la technologie humaine et de la nature grâce à un effet appelé lentille gravitationnelle. Sur cette image, l’arc du lever du soleil est visible sous la hauteur de diffraction à 5 heures. Les galaxies blanches plus floues au centre de l’image font partie d’un groupe de galaxies liées par la gravité. Les différentes galaxies rouges et courbes sont des galaxies d’arrière-plan capturées par le miroir sensible de Webb. Crédit image : NASA, ESA, CSA, Science : Dan Coe (STScI/AURA pour ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Traitement d’image : Zolt G. Levay.

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Cette image du télescope spatial James Webb de la NASA d’un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08 contient la galaxie zoom la plus puissante connue du premier milliard d’années de l’univers : l’Arc Sun, et à l’intérieur de cette galaxie, l’étoile la plus éloignée jamais détectée. L’étoile, surnommée Earendel, a été découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble. Des observations de suivi avec la webcam NIRCam (Near Infrared Camera) révèlent que l’étoile est une étoile massive de type B deux fois plus chaude que notre soleil et environ un million de fois plus lumineuse. Earendel est placé le long d’une ride dans l’espace-temps qui lui donne un grossissement extrême, lui permettant d’apparaître depuis sa galaxie hôte, qui apparaît comme une teinte rougeâtre dans le ciel. L’étoile ne peut être détectée qu’en raison de la puissance combinée de la technologie humaine et de la nature grâce à un effet appelé lentille gravitationnelle. Sur cette image, l’arc du lever du soleil est visible sous la hauteur de diffraction à 5 heures. Les galaxies blanches plus floues au centre de l’image font partie d’un groupe de galaxies liées par la gravité. Les différentes galaxies rouges et courbes sont des galaxies d’arrière-plan capturées par le miroir sensible de Webb. Crédit image : NASA, ESA, CSA, Science : Dan Coe (STScI/AURA pour ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Traitement d’image : Zolt G. Levay.

La découverte d’étoiles extrêmement lointaines, ou les plus proches dans le temps du Big Bang, peut donner un aperçu des premiers chapitres de l’histoire de notre univers. En 2022, le télescope spatial Hubble a battu son propre record en repérant l’étoile la plus éloignée à ce jour. Surnommée Earendel, cette étoile a émis sa lumière durant le premier milliard d’années de la vie de l’univers.

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Cependant, découvrir et confirmer la distance de l’étoile n’est que le début. C’est là qu’intervient le télescope spatial James Webb de la NASA. Les premières observations d’Eärendel par Webb ont révélé des informations sur le type d’étoile, et même sur la galaxie entourant l’étoile. Une analyse future des observations spectroscopiques de Webb sur Earendel et sa galaxie hôte, Sunrise Arc, pourrait révéler des informations sur la luminosité, la température et la composition.

Le télescope spatial James Webb de la NASA a suivi les observations faites par le télescope spatial Hubble de l’étoile la plus lointaine jamais découverte dans l’univers très lointain, au cours du premier milliard d’années après le Big Bang. L’instrument NIRCam (Near Infrared Camera) de Webb révèle que l’étoile est une étoile massive de type B deux fois plus chaude que notre soleil et environ un million de fois plus lumineuse.

L’étoile, que l’équipe de recherche a nommée Earendel, est située dans la galaxie Sunrise Arc et n’est détectable qu’en raison de la puissance combinée de la technologie humaine et de la nature via un effet appelé lentille gravitationnelle. Hubble et Webb ont pu repérer Earendel grâce à leur alignement chanceux derrière une ride dans l’espace-temps créée par l’énorme amas de galaxies WHL0137-08.

L’amas de galaxies, situé entre nous et Erendel, est si massif qu’il déforme le tissu même de l’espace, produisant un effet grossissant, permettant aux astronomes de regarder à travers l’amas comme une loupe.

Cette image du télescope spatial James Webb de la NASA montre un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08. Sur la droite, la plus grande galaxie agrandie connue au cours du premier milliard d’années de l’univers : le lever du soleil Sagittaire. Dans cette galaxie se trouve l’étoile la plus éloignée jamais détectée, découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble. L’instrument NIRCam (Near Infrared Camera) de Webb révèle que l’étoile, surnommée Earendel, est une étoile massive de type B plus de deux fois plus chaude que notre Soleil et environ un million de fois plus lumineuse. Les étoiles de cet amas ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s’attendaient pas à ce que Webb détecte l’un des compagnons d’Eärendel car ils seraient si proches les uns des autres qu’ils seraient impossibles à distinguer dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d’Earendel détectées par Webb, les astronomes pensent qu’ils voient des indices d’une étoile compagne plus froide. Crédit image : NASA, ESA, CSA, Science : Dan Coe (STScI/AURA pour ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Traitement d’image : Zolt G. Levay

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Cette image du télescope spatial James Webb de la NASA montre un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08. Sur la droite, la plus grande galaxie agrandie connue au cours du premier milliard d’années de l’univers : le lever du soleil Sagittaire. Dans cette galaxie se trouve l’étoile la plus éloignée jamais détectée, découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble. L’instrument NIRCam (Near Infrared Camera) de Webb révèle que l’étoile, surnommée Earendel, est une étoile massive de type B plus de deux fois plus chaude que notre Soleil et environ un million de fois plus lumineuse. Les étoiles de cet amas ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s’attendaient pas à ce que Webb détecte l’un des compagnons d’Eärendel car ils seraient si proches les uns des autres qu’ils seraient impossibles à distinguer dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d’Earendel détectées par Webb, les astronomes pensent qu’ils voient des indices d’une étoile compagne plus froide. Crédit image : NASA, ESA, CSA, Science : Dan Coe (STScI/AURA pour ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Traitement d’image : Zolt G. Levay

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Alors que d’autres caractéristiques de la galaxie apparaissent plusieurs fois en raison de la lentille gravitationnelle, Earendel n’apparaît que comme un seul point lumineux, même dans l’imagerie infrarouge haute résolution de Webb. Sur cette base, les astronomes ont déterminé que l’objet était agrandi d’un facteur d’au moins 4 000, et donc très petit – l’étoile la plus éloignée jamais découverte, observée un milliard d’années après le big bang.

L’ancien détenteur du record de l’étoile la plus éloignée a été découvert par Hubble et repéré environ 4 milliards d’années après le Big Bang. Une autre équipe de recherche utilisant Webb a récemment identifié une étoile à lentille gravitationnelle appelée Quyllur, une étoile géante rouge observée 3 milliards d’années après le Big Bang.

Les grandes stars comme Earendel ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s’attendaient pas à ce que Webb détecte l’un des compagnons d’Eärendel car ils seraient si proches les uns des autres qu’ils seraient impossibles à distinguer dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d’Earendel, les astronomes pensent qu’ils voient des indices d’une étoile compagne plus froide et plus rouge. Cette lumière a été étirée par l’expansion de l’univers à des longueurs d’onde plus longues que les instruments de Hubble ne peuvent détecter, et n’aurait donc pu être détectée qu’avec Webb.

Le NIRCam de Webb montre également d’autres détails remarquables dans l’arc du lever du soleil, la galaxie la plus massive jamais découverte au cours du premier milliard d’années de l’univers. Les caractéristiques comprennent de jeunes régions de formation d’étoiles et de vieux amas d’étoiles de 10 années-lumière de diamètre. De chaque côté du pli de grossissement maximal, qui traverse directement l’Earendel, ces caractéristiques sont reflétées par la distorsion de la lentille gravitationnelle.

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La région de formation d’étoiles semble allongée et est estimée à moins de 5 millions d’années. Les points plus petits de chaque côté d’Earendel sont deux images d’un amas d’étoiles plus ancien et plus établi, estimé à au moins 10 millions d’années. Les astronomes ont déterminé que cet amas d’étoiles est gravitationnellement lié et est susceptible de persister à ce jour. Cela nous montre à quoi ressemblaient les amas globulaires de notre galaxie, la Voie lactée, lorsqu’ils se sont formés il y a 13 milliards d’années.

Les astronomes analysent actuellement les données des instruments NIRSpec (Near Infrared Spectrometer) de Webb pour Sunrise Arc et Earendel, qui fourniront des mesures précises de la composition et de la distance de la galaxie.

Depuis la découverte d’Earendelle par Hubble, Webb a découvert d’autres étoiles beaucoup plus éloignées en utilisant cette technique, bien qu’aucune ne soit aussi éloignée qu’Earendelle. Les découvertes ont ouvert un tout nouveau domaine du cosmos pour la physique stellaire et un nouveau sujet pour les scientifiques étudiant l’univers primitif, car les galaxies étaient autrefois les plus petits corps cosmiques détectables.

L’équipe de recherche espère prudemment qu’il s’agit d’une étape vers la découverte éventuelle de l’une des premières générations d’étoiles, composée uniquement des ingrédients primordiaux de l’univers apparus lors du Big Bang – l’hydrogène et l’hélium.

Plus d’information:
Brian Welch et al, JWST Imaging of Earendel, étoile fortement agrandie à Redshift z = 6,2, Lettres du journal astrophysique (2022). DOI : 10.3847/2041-8213/ac9d39

Eros Vanzella et al, JWST/NIRCam Investigations of Young Star Clusters in the Reionization Era Sunrise Arc, Journal astrophysique (2023). DOI : 10.3847/1538-4357/acb59a

Informations sur la revue :
Lettres du journal astrophysique


Journal astrophysique


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Une éruption solaire massive éclate quelques jours après qu’une intense tempête ait créé les aurores boréales.

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Une éruption solaire massive éclate quelques jours après qu’une intense tempête ait créé les aurores boréales.

Une autre énorme éruption solaire a explosé quelques jours après la dernière éruption, provoquant des expositions époustouflantes d’aurores boréales à travers le Royaume-Uni et les États-Unis – mais ne vous attendez pas à une autre exposition époustouflante.

Cette dernière éruption est plus puissante que l’explosion du week-end et constitue la plus importante depuis près de deux décennies.

Cette éruption est beaucoup plus grande, mais la placer face au soleil en réduit l’effet.Crédit : NOAA
Une tempête solaire majeure au cours du week-end a donné lieu à des expositions éblouissantes d’aurores boréales à travers le Royaume-Uni et les États-Unis.Crédit : PA

De graves tempêtes solaires peuvent perturber les satellites GPS, les réseaux électriques, les appareils électroniques, y compris les téléphones portables, et Internet.

Le résultat le moins destructeur et le plus délicieux est l’éblouissante aurore boréale verte et violette, connue sous le nom d’aurores boréales.

Mais cette nouvelle éruption ne devrait pas provoquer de chaos, et il est peu probable que de la lumière apparaisse non plus.

Le pire des cas est une perte temporaire des signaux radio, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

La Terre a échappé à la ligne de mire lorsque l’éruption a éclaté sur une partie du Soleil en orbite loin de nous.

L’Administration nationale des océans et de l’atmosphère (NOAA) a émis une alerte indiquant que le soleil n’est « pas encore en plein soleil ».

La dernière fusée éclairante a été classée par les experts comme X8.7, plus forte que la fusée X2.2 du week-end.

Il s’agit du plus grand cycle solaire actuel de 11 ans.

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« Compte tenu de son emplacement, toute éjection de masse coronale associée à cette éruption n’aurait probablement aucun effet géomagnétique sur Terre », a expliqué la NOAA.

Mais Brian Brasher, de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), a déclaré à l’AP que la lueur pourrait être plus forte lorsque les scientifiques collectent des données provenant d’autres sources.

Les Britanniques de tout le pays ont pu profiter d’une vue éblouissante sur les aurores boréales grâce à la tempête solaire.

Pendant ce temps, le Met Office britannique a déclaré : « Toutes les vues seront probablement limitées aux hautes latitudes » avec « seulement une faible chance de s’étendre aussi loin au sud que l’Écosse ou des latitudes similaires ».

Le Soleil approche du sommet de son cycle de 11 ans, créant de puissantes explosions d’énergie et de matière qui sont libérées très rapidement et pourraient heurter le champ magnétique terrestre.

Aucune perturbation majeure n’est attendue cette fois

Qu’est-ce que les aurores boréales ?

Les aurores boréales se produisent lorsque des particules chargées entrent en collision avec des gaz présents dans l’atmosphère terrestre autour des pôles magnétiques.

Dans l’hémisphère Nord, la majeure partie de cette activité se produit dans une bande connue sous le nom d’ovale d’aurore, couvrant des latitudes comprises entre 60 et 75 degrés.

Lorsque l’activité est forte, elle s’étend pour couvrir une zone plus vaste – ce qui explique pourquoi les expositions peuvent parfois être vues aussi loin au sud que le Royaume-Uni.

La visibilité des aurores boréales a augmenté vendredi en raison d’une « forte » tempête géomagnétique, selon l’Administration nationale américaine des océans et de l’atmosphère (NOAA).

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Ce phénomène apparaît sous la forme de magnifiques bandes de lumière vertes et violettes dansantes, qui captivent les gens depuis des milliers d’années.

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Des scientifiques irlandais développent un système capable de prouver l’existence de la vie sur Mars

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Des scientifiques irlandais développent un système capable de prouver l’existence de la vie sur Mars

Les scientifiques de la Dublin City University (DCU) estiment que notre planète a 4,5 milliards d’années et que les premiers signes de vie ici – créés par des organismes microscopiques – se trouvaient dans des roches anciennes, il y a 3,7 milliards d’années.

Le professeur Sean Jordan, de la DCU, a déclaré : « Le problème avec les estimations des premières formes de vie est que les caractéristiques créées par ces premiers organismes, qui ont laissé des empreintes physiques dans ces roches anciennes, pourraient, je pense, avoir été créées par un autre processus qui ne le fait pas. pas « . Cela n’implique aucune forme de vie.

Le Dr Jordan, dont les recherches viennent d’être publiées dans la revue scientifique, a ajouté : « Les recherches que nous menons à la DCU pourraient fournir une bien meilleure façon de répondre à cette question importante avec plus de certitude. » Communications Terre et Environnement.

La NASA prévoit une mission de retour d’échantillons sur Mars dans les années 2030.

Cela impliquera de renvoyer des échantillons de roches et de poussières sur Terre pour analyse. À ce stade, il sera crucial pour la science de disposer d’une méthode éprouvée et fiable pour identifier les premiers signes de vie dans les spécimens anciens.

Le Dr Jordan a déclaré : « Nous devons de toute urgence développer une méthode scientifique éprouvée pour identifier les premiers signes de vie dans les roches anciennes, et c’était l’objet de cette nouvelle recherche. » « Actuellement, lorsque nous observons de petites structures microscopiques dans des roches anciennes, nous ne pouvons pas être sûrs si elles ont été formées par des organismes vivants primitifs ou par un processus non vivant.

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« Ce processus non vivant peut être le signe de structures chimiques qui conduisent à l’origine de la vie.

« Je développe des méthodes qui nous permettront d’étudier exactement cela. C’est important car cela permettra aux scientifiques d’identifier les premiers signes de vie sur Terre et peut-être sur d’autres planètes. »

Mars a déjà été décrite comme un désert aride, où les températures descendent jusqu’à -153°C en hiver et où l’atmosphère ne représente que 1 % de la densité terrestre, composée principalement de dioxyde de carbone.

Au cours du premier milliard d’années, les océans et les mers étaient protégés par une épaisse couche d’air.

Cependant, son champ magnétique s’est fermé, permettant au vent solaire d’emporter l’atmosphère et l’eau et de disparaître dans l’espace.

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Des chercheurs démontrent les transformations induites par laser du plasma solide en plasma ultrarapide

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Des chercheurs démontrent les transformations induites par laser du plasma solide en plasma ultrarapide

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Une technique de sonde à tir unique et une approche de modélisation détectent la transition ultrarapide du solide au plasma induite par le laser. Crédit : Transred

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Une technique de sonde à tir unique et une approche de modélisation détectent la transition ultrarapide du solide au plasma induite par le laser. Crédit : Transred

L’interaction de matériaux solides avec des impulsions laser très courtes et de haute intensité a permis des avancées technologiques majeures au cours du dernier demi-siècle. D’une part, l’ablation laser de matériaux solides permet une fabrication précise et une miniaturisation d’éléments dans des dispositifs médicaux ou de communication. D’un autre côté, les faisceaux d’ions accélérés provenant de matériaux solides utilisant des lasers intenses pourraient ouvrir la voie à de nouvelles opportunités de traitement du cancer grâce à la protonthérapie laser, à la recherche sur l’énergie de fusion et à l’analyse du patrimoine culturel.

Cependant, il reste encore des défis à relever pour pousser les performances d’ablation laser à l’échelle nanométrique et parvenir à une accélération ionique pilotée par laser dans l’industrie et à des fins médicales.

Lors de l’interaction d’une impulsion laser ultracourte avec une cible solide, cette dernière évolue vers un état ionisé ou plasma dans un laps de temps très court (moins d’une picoseconde). [ps]), où se produisent de nombreux processus physiques complexes et couplés, alors que l’interaction entre eux n’est pas encore entièrement comprise.

En raison du développement de la cible ultrarapide, l’étape initiale de la réaction, c’est-à-dire la formation du plasma, est difficile à atteindre expérimentalement. Par conséquent, cette transition ultrarapide du solide au plasma, qui définit les conditions initiales des processus ultérieurs tels que l’ablation ou l’accélération des particules, a jusqu’à présent été abordée par des hypothèses approximatives dans la plupart des modèles numériques décrivant une telle interaction.

En neuf papier Publié dans Lumière : science et applications, une équipe internationale de scientifiques, dont Yasmina Azzammoum et Malti C. Kaluza de l’Institut Helmholtz de Jena et de l’Université Friedrich Schiller de Jena, Allemagne, Stefan Skupin de l’Institut Lumière-Matier, France, et Guillaume Duchateau de la Commission de l’énergie. atomique (CEA-Cesta), France et ses co-auteurs ont franchi une étape importante en élucidant la transformation ultrarapide induite par laser du solide au plasma et en fournissant une compréhension approfondie de l’interaction des processus sous-jacents.

Il offre une technologie avancée d’inspection optique mono-coup qui permet une vue complète de la dynamique de la cible, depuis les solides froids passant par la phase d’ionisation jusqu’aux plasmas extrêmement denses. Ceci est réalisé en utilisant une impulsion de sonde laser avec un spectre optique à large bande qui éclaire l’interaction de l’impulsion de pompe avec des flocons de carbone de type diamant d’une épaisseur nanométrique. Différentes couleurs de l’impulsion de la sonde arrivent à différents moments d’interaction en raison du gazouillis temporel.

Par conséquent, l’évolution de l’état cible codé dans la lumière de sonde transmise peut être capturée avec une seule impulsion de sonde. Cette technique d’inspection ponctuelle est avantageuse par rapport aux méthodes pompe-sonde traditionnelles, où le processus étudié doit être reproduit à l’identique par la pompe pour chaque délai de sonde. Ceci est particulièrement important lors de l’utilisation de systèmes laser haute puissance, qui souffrent souvent de fortes fluctuations entre les impulsions.

En outre, les scientifiques ont démontré que pour l’interprétation correcte des profils de transport de sonde mesurés, une description précise de la transition précoce solide-plasma est cruciale. Un modèle de réaction en deux étapes est développé, la première étape considérant la dynamique d’ionisation de la cible à l’état solide et la deuxième étape considérant la cible à l’état plasma.

Une évolution détaillée de l’état cible à haute résolution temporelle et spatiale (respectivement sub-ps et nm) est fournie, ainsi qu’un aperçu sans précédent de l’interaction entre les processus fondamentaux tels que la dynamique d’ionisation, les collisions de particules et l’expansion hydrodynamique du plasma.

Les résultats et l’interprétation de cette nouvelle technique de criblage devraient contribuer à une compréhension plus approfondie de la dynamique des différentes cibles et à une meilleure compréhension des processus physiques sous-jacents. Ces avancées contribueront probablement à aller au-delà des méthodes traditionnelles de traitement des matériaux par laser ultrarapide et à rendre les technologies ioniques accélérées par laser utilisables dans des applications sociétales.

Plus d’information:
Yasmina Azzam et al., Examen optique des transitions de plasma solide à plasma hyper-densité induites par des lasers ultrarapides, Lumière : science et applications (2024). est ce que je: 10.1038/s41377-024-01444-j

Informations sur les magazines :
Lumière : science et applications


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