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Les études réalisées par le télescope Swift-UVOT de la NASA fournissent les aperçus les plus détaillés jamais capturés en lumière ultraviolette des Grands et Petits Nuages de Magellan, les deux grandes galaxies les plus proches de la nôtre. Les chercheurs utilisent cet ensemble de données ultraviolettes pour identifier les systèmes candidats ciblés dans cet article. Source : NASA/SWIFT/S. Imler (Goddard) et M. Siegel (Pennsylvanie)
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Les études réalisées par le télescope Swift-UVOT de la NASA fournissent les aperçus les plus détaillés jamais capturés en lumière ultraviolette des Grands et Petits Nuages de Magellan, les deux grandes galaxies les plus proches de la nôtre. Les chercheurs utilisent cet ensemble de données ultraviolettes pour identifier les systèmes candidats ciblés dans cet article. Source : NASA/SWIFT/S. Imler (Goddard) et M. Siegel (Pennsylvanie)
Des astronomes de l’Université de Toronto ont découvert un groupe d’étoiles massives qui ont été dépouillées de leur enveloppe d’hydrogène par leurs compagnes des systèmes binaires. les résultats, Publié dans les sciencesmettant en évidence les étoiles chaudes à l’hélium qui seraient à l’origine des fusions de supernovae et d’étoiles à neutrons pauvres en hydrogène.
Depuis plus d’une décennie, les scientifiques supposent qu’environ une étoile massive sur trois est privée de son enveloppe d’hydrogène dans les systèmes binaires. Cependant, jusqu’à présent, un seul candidat potentiel a été identifié.
« Ce n’est pas un problème », déclare la co-auteure Maria Drott, professeure adjointe au David A. Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique et Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique de l’Université de Toronto : « C’était un trou immense et évident. »
Vue d’artiste de l’évolution d’une étoile binaire chaude et de masse élevée. film. Crédit : ISO/L. calsada/m. Kornmesser/SE de Mink
« Si ces étoiles s’avèrent rares, alors tout notre cadre théorique pour tous ces différents phénomènes est erroné, avec des implications pour les supernovae, les ondes gravitationnelles et la lumière provenant de galaxies lointaines », explique Drot. « Cette découverte montre que ces étoiles existent bel et bien. »
« Désormais, nous pourrons faire une physique plus détaillée avec ces étoiles », explique Drot. « Par exemple, les prévisions sur le nombre de fusions d’étoiles à neutrons que nous devrions observer sont basées sur les propriétés de ces étoiles, telles que la quantité de matière qui en sort dans le vent stellaire. Désormais, pour la première fois, nous pourrons mesurer cela, alors qu’avant on extrapolait. »
Des étoiles binaires nues ont déjà été invoquées pour expliquer pourquoi un tiers des supernovae effondrées contiennent beaucoup moins d’hydrogène que l’explosion typique d’une étoile supergéante rouge. Drot et ses collègues suggèrent que ces étoiles nouvellement découvertes finiront par exploser sous forme de supernovae pauvres en hydrogène. On pense également que ces systèmes stellaires sont essentiels à la formation de fusions d’étoiles à neutrons, comme celles qui émettent des ondes gravitationnelles détectées depuis la Terre par l’expérience LIGO.
En fait, les chercheurs pensent que certains des objets de leur échantillon actuel sont des étoiles nues avec des compagnons d’étoiles à neutrons ou de trous noirs. Ces objets existent à un stade juste avant de devenir des étoiles à neutrons doubles ou des étoiles à neutrons ainsi que des systèmes de trous noirs qui peuvent éventuellement fusionner.
« De nombreuses étoiles font partie d’une danse cosmique avec un partenaire, en orbite autour de l’autre dans un système binaire. Ce ne sont pas des géants isolés, mais plutôt une partie d’un duo dynamique, interagissant et s’influençant tout au long de leur vie », explique Bethany Ludwig, chercheuse scientifique. Doctorant. Dr.. Étudiant au département David A.. Professeur Dunlap d’astronomie et d’astrophysique à l’Université de Toronto et troisième auteur de cet article. « Notre travail met en lumière ces relations fascinantes, révélant un univers plus interconnecté et plus dynamique que nous ne l’imaginions auparavant. »
« Tout comme les humains sont des créatures sociales, les étoiles, surtout les plus massives, sont rarement seules », explique Ludwig.
À mesure que les étoiles évoluent et se dilatent pour devenir des géantes rouges, l’hydrogène situé à leurs bords extérieurs peut être éliminé par la gravité de son compagnon, laissant ainsi exposé le noyau d’hélium extrêmement chaud. Ce processus peut prendre des dizaines de milliers, voire des centaines de milliers d’années.
Les étoiles abstraites sont difficiles à trouver car une grande partie de la lumière qu’elles émettent se situe en dehors du spectre de la lumière visible et peut être obscurcie par la poussière de l’univers ou éclipsée par leurs étoiles compagnes.
Drott et ses collaborateurs ont commencé leurs recherches en 2016. Après avoir étudié les supernovas pauvres en hydrogène au cours de sa thèse de doctorat, Drott s’est mise à la recherche des étoiles nues qui se trouveraient au cœur de leur noyau au cours d’une bourse postdoctorale Hubble de la NASA dans les observatoires cosmiques. Institution Carnegie pour les sciences. Lors d’une conférence, elle a rencontré sa co-auteure Ylva Gottberg, aujourd’hui professeure adjointe à l’Institut des sciences et technologies d’Autriche (ISTA), qui avait récemment construit de nouveaux modèles théoriques de ce à quoi devraient ressembler ces étoiles.
Drout, Götberg et leurs collaborateurs ont conçu une nouvelle étude pour examiner la partie ultraviolette du spectre où les étoiles très chaudes émettent la majeure partie de leur lumière. Bien que les rayons ultraviolets soient invisibles à l’œil nu, ils peuvent être détectés par des instruments et télescopes spécialisés.
À l’aide des données du télescope ultraviolet/optique Swift, les chercheurs ont collecté la luminosité de millions d’étoiles dans les Grands et Petits Nuages de Magellan, deux des galaxies les plus proches de la Terre. Ludwig a développé le premier catalogue UV à grande échelle des nuages de Magellan et a utilisé la photométrie UV pour détecter des systèmes présentant des émissions UV inhabituelles, suggérant l’existence possible d’une étoile nue.
Ils ont mené une étude pilote de 25 objets, obtenant une spectroscopie optique à l’aide des télescopes Magellan de l’Observatoire de Las Campanas entre 2018 et 2022. Ils ont utilisé ces observations pour prouver que les étoiles étaient chaudes, petites, pauvres en hydrogène et dans des systèmes binaires – tout cela était conforme aux attentes de leur modèle.
Actuellement, les chercheurs continuent d’étudier les étoiles identifiées dans cet article et élargissent leurs recherches pour en trouver davantage. Ils effectueront des recherches dans les galaxies proches et dans notre propre galaxie, la Voie lactée, grâce à des programmes basés sur le télescope spatial Hubble, le télescope à rayons X Chandra, les télescopes Magellan et le télescope anglo-australien. Dans le cadre de cette publication, tous les modèles théoriques et données utilisés pour identifier ces étoiles ont été publiés et mis à la disposition d’autres scientifiques.
Les institutions collaboratrices comprennent l’Université de Toronto, les observatoires de la Carnegie Institution for Science, l’Institut Max Planck d’astrophysique, l’Institut Anton Pannekoek d’astronomie, l’Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique et l’Observatoire Steward.
La mission ExoMars Rosalind Franklin est propulsée par la technologie de la NASA, suite aux changements apportés à la mission après que l’Agence spatiale européenne a rompu ses liens avec l’agence spatiale russe Roscosmos.
La NASA et l’Agence spatiale européenne (ESA) renforcent leurs liens avec un nouvel accord sur la mission européenne du rover sur Mars.
La mission ExoMars Rosalind Franklin verra l’Agence spatiale européenne lancer un rover en 2028 vers la planète rouge. Cette mission d’exploration vise à rechercher la vie passée et présente sur Mars.
L’ESA et la NASA ont signé un protocole d’accord pour actualiser la participation de la NASA à la mission. La principale mise à jour est que l’agence américaine fournira des unités de chauffage légères à radio-isotopes pour le véhicule.
« Cet accord crucial renforce nos efforts de collaboration pour le programme ExoMars et garantit que le rover Rosalind Franklin posera ses roues sur le sol martien en 2030 », a déclaré Daniel Neuenschwander, directeur de l’exploration humaine et robotique de l’ESA.
« Ensemble, nous ouvrons de nouvelles frontières dans notre quête pour percer les secrets de Mars. Nous démontrons notre engagement en faveur de l’exploration spatiale pionnière et du développement des connaissances humaines. »
Il y a deux ans, la mission ExoMars a été bouleversée après que l’Agence spatiale européenne a interrompu sa coopération avec la société russe Roscosmos à la suite de l’invasion de l’Ukraine par ce pays. En conséquence, l’ESA et l’industrie européenne ont remodelé la mission grâce à de nouvelles synergies et partenariats.
Un investissement de 360 millions d’euros a été obtenu en 2022 pour relancer la mission, et la mission ExoMars a son plan actuel pour un lancement en 2028.
« Les capacités de forage uniques du rover Rosalind Franklin et du laboratoire d’échantillonnage à bord sont d’une valeur scientifique exceptionnelle dans la recherche par l’humanité de preuves d’une vie passée sur Mars », a déclaré Nicola Fox, administratrice associée de la NASA. « La NASA soutient la mission de Rosalind Franklin visant à poursuivre le partenariat solide entre les États-Unis et l’Europe pour explorer l’inconnu dans notre système solaire et au-delà. »
En 2019, l’Agence spatiale européenne a décidé de donner au rover ExoMars le nom de la chimiste britannique et cristallographe aux rayons X Rosalind Franklin, considérée comme la femme qui a déverrouillé la structure de l’ADN.
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L’extrait de vanille est l’un des composés aromatiques les plus utilisés dans les produits alimentaires et cosmétiques. L’arôme agréable et sucré de cette saveur classique est conféré par le composé chimique « vanilline » présent dans les gousses des plants de vanille appartenant à la famille des orchidées. Dans les plantes, la vanilline est synthétisée en convertissant l’acide férulique par une enzyme – VpVAN. Cependant, la biosynthèse in vitro de la vanilline à partir de VpVAN d’origine végétale ne produit que de très petites quantités de vanilline et n’est donc pas commercialement pratique. De plus, bien que les extraits de vanille d’origine chimique soient disponibles à bas prix, ils n’ont pas la saveur de l’extrait de vanille naturel, et ce dernier reste très demandé. De plus, les limitations climatiques imposées à la culture des plants de vanille et le rendement relativement faible obtenu par plant ont conduit à une diminution de l’offre et à une hausse des prix de l’extrait naturel de vanille.
Face à ces défis, le professeur Toshiki Furuya du Département de biosciences appliquées de la Faculté des sciences et technologies de l’Université des sciences de Tokyo et ses étudiants diplômés Shizuka Fujimaki et Satsuki Sakamoto ont réussi à développer une enzyme qui génère de la vanilline à partir de plantes. acide férulique. « L’acide férulique, la matière première, est un composé qui peut être obtenu en abondance à partir de déchets agricoles tels que le son de riz et le son de blé. La vanilline est produite simplement en mélangeant l’acide férulique avec l’enzyme développée à température ambiante. méthode simple et respectueuse de l’environnement. » Pour produire des composés aromatiques », explique le professeur Furuya. Leur étude a été publiée le 10 mai 2024 dans Microbiologie appliquée et environnementale.
Les chercheurs ont utilisé des techniques de génie génétique pour modifier la structure moléculaire de l’enzyme Ado. Ado est à l’origine une enzyme oxydase qui ajoute un atome d’oxygène au substrat – l’isoeugénol. Dans son état originel, il n’a pas la capacité de convertir l’acide férulique en vanilline. Grâce à l’analyse de modélisation structurelle, les chercheurs ont pu prédire les modifications des acides aminés dans l’Ado qui permettraient son interaction avec l’acide férulique. Dans cette optique, ils ont mené une série d’expériences en remplaçant les résidus d’acides aminés phénylalanine et valine à des positions spécifiques de la structure Ado par divers autres acides aminés. Ils ont continué à examiner la capacité de conversion de l’acide férulique de diverses protéines mutantes modifiées.
Après de nombreux essais et erreurs, ils ont découvert que la protéine mutante dans laquelle seuls trois résidus phénylalanine et valine étaient remplacés par de la tyrosine et de l’arginine, réagissait de manière stable avec l’acide férulique et montrait une activité de conversion élevée. Notamment, l’enzyme modifiée ne nécessitait aucun cofacteur pour la conversion, contrairement à d’autres oxydases, et produisait de la vanilline à l’échelle d’un gramme par litre de solution réactionnelle, avec une efficacité catalytique et une affinité supérieures à celles de l’enzyme de type sauvage. La réaction nécessite uniquement de mélanger l’enzyme, l’acide férulique et l’air (oxygène moléculaire) à température ambiante, ce qui en fait un processus simple, durable et économiquement évolutif. En outre, l’enzyme développée au niveau moléculaire a également montré une activité de conversion en acide coumarique et en acide sinapique, des composés obtenus à partir de la dégradation de la lignine – un déchet agricole courant.
À ce jour, aucune enzyme microbienne ou végétale n’a démontré la capacité de convertir l’acide férulique en vanilline à l’échelle industrielle. Par conséquent, l’enzyme développée dans la présente étude présente un grand potentiel pour permettre la production commerciale et économique de vanilline naturelle.
Expliquant les implications à long terme de leurs recherches, le professeur Furuya déclare : « Exploiter le potentiel des micro-organismes et des enzymes pour extraire des composés précieux dans des conditions modérées à partir de ressources végétales renouvelables offre actuellement une approche durable pour réduire l’empreinte environnementale. société, nos efforts de recherche sont axés sur la mise en œuvre réelle de la production de vanilline grâce à l’utilisation de l’enzyme nouvellement développée.
Cet article a été révisé selon Science Processus d’édition
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crédit: Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214
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crédit: Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214
Les modèles de surface terrestre sont un outil indispensable pour les écologistes pour cartographier les caractéristiques naturelles de notre monde, en particulier lorsqu’ils surveillent les effets du changement climatique ou évaluent les efforts de conservation.
Cependant, les modèles à grande échelle couvrant de vastes régions telles que les continents utilisent souvent des tailles de grille qui ne capturent pas correctement la variation pouvant exister au sein de chaque carré. Cela peut constituer un problème particulièrement important en terrain montagneux, où l’altitude, la température et la teneur en eau peuvent être très différentes, même au sein d’un seul pixel de carte.
dans Stade Récemment publié dans le magazine Recherche sur les ressources en eauDes chercheurs de l’Institut des sciences industrielles de l’Université de Tokyo ont démontré une nouvelle façon de visualiser les gradients de végétation en terrain montagneux.
Premièrement, les chercheurs ont regroupé les pixels en unités hydrologiques plus grandes pour représenter le flanc de la colline. Ensuite, ils ont divisé les données en plages d’élévation verticales pour estimer le profil de la pente. Cela a permis d’identifier le type de couverture terrestre dominant dans chaque plage d’altitude, et les zones où le modèle de végétation est influencé par les pentes des collines ont ensuite pu être identifiées.
« La différence d’humidité entre les collines et les vallées due à un terrain en pente peut créer une dynamique et des modèles de végétation uniques. En fait, un changement d’altitude de quelques mètres seulement peut entraîner des changements spectaculaires dans la végétation locale », explique l’auteur principal de l’étude, Shuping. . Il m’explique. Les chercheurs ont appelé ce phénomène « végétation influencée par les pentes ».
L’étendue de la végétation affectée par les pentes des collines n’était pas connue auparavant, ni même si elle pouvait être déterminée dans le monde entier sous différents climats. Une nouvelle analyse des données haute résolution sur le terrain et la végétation a montré qu’il s’agit en fait d’un phénomène mondial très courant.
Les zones identifiées comme présentant une végétation influencée par les pentes des collines sont largement réparties à travers le monde dans diverses zones climatiques. Certains des exemples récemment découverts dans l’étude se trouvent dans le nord-est de la Russie et dans la Corne de l’Afrique.
Cela indique que l’influence de l’hydrodynamique des terrains en pente sur les régimes de végétation peut se produire même dans les régions boréales sèches et semi-arides.
Les chercheurs ont également démontré que la simple prise en compte des effets de l’élévation, comme dans le cas de la « limite des arbres » sur une montagne sans aucun arbre ne poussant au-dessus, ne suffit pas.
« Nous avons montré que la simple prise en compte de l’effet de l’élévation – qui est principalement dû aux changements de température – ne suffit pas à expliquer l’hétérogénéité de la végétation. La dynamique de l’eau dans les paysages en pente ne peut être ignorée en tant que facteur important », explique le chercheur principal. Dai Yamazaki.
Les chercheurs pensent que leur méthode peut être appliquée aux données du monde entier pour améliorer notre compréhension de l’impact des changements d’altitude sur la vie végétale, ce qui pourrait grandement faciliter les efforts de modélisation climatique pour fournir des informations plus détaillées sur le changement climatique.
Plus d’information:
Shuping Li et al., Où dans le monde les modèles de végétation sont-ils contrôlés par la dynamique de l’eau des pentes ?, Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214
Informations sur les magazines :
Recherche sur les ressources en eau
