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ALMA détecte l'ombre du flux moléculaire d'un quasar alors que l'univers avait moins d'un milliard d'années

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ALMA détecte l'ombre du flux moléculaire d'un quasar alors que l'univers avait moins d'un milliard d'années

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Vue d'artiste du flux de gaz moléculaire du quasar J2054-0005. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

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Vue d'artiste du flux de gaz moléculaire du quasar J2054-0005. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Les prédictions théoriques ont été confirmées par la découverte d'un flux de gaz moléculaire provenant d'un quasar alors que l'univers avait moins d'un milliard d'années.

Un quasar est une région compacte alimentée par un trou noir supermassif situé au centre d’une galaxie massive. Ils sont très lumineux, ressemblent à des étoiles et sont très éloignés de la Terre. En raison de leur distance et de leur luminosité, ils donnent un aperçu des conditions de l’univers primitif, alors qu’il avait moins d’un milliard d’années.

Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur agrégé Dragan Salak de l'université d'Hokkaido, le professeur agrégé Takuya Hashimoto de l'université de Tsukuba et le professeur Akio Inoue de l'université Waseda a découvert la première preuve de la suppression de la formation d'étoiles due à la sortie de gaz moléculaire dans un galaxie hôte quasar dans l'univers primitif. Leurs résultats, basés sur les observations qu'ils ont faites à l'aide du réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), au Chili, ont été publiés dans Journal d'astrophysique.

Le gaz moléculaire est vital pour la formation des étoiles. En tant que principal combustible pour la formation des étoiles, la simple présence et les fortes concentrations de gaz moléculaires dans une galaxie conduiront à la formation d’un grand nombre d’étoiles. En rejetant ce gaz dans l’espace intergalactique plus rapidement qu’il ne peut être consommé par la formation d’étoiles, les flux moléculaires empêchent efficacement la formation d’étoiles dans les galaxies hébergeant des quasars.

Un réseau d'antennes ALMA de 12 mètres surveille le ciel nocturne. Les observations dans cette étude ont été effectuées à l'aide d'antennes de 12 m. Source : Image : ESO/Y. Beletski

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Un réseau d'antennes ALMA de 12 mètres surveille le ciel nocturne. Les observations dans cette étude ont été effectuées à l'aide d'antennes de 12 m. Source : Image : ESO/Y. Beletski

« Les travaux théoriques suggèrent que les sorties de gaz moléculaires jouent un rôle important dans la formation et l'évolution des galaxies dès le plus jeune âge, car elles peuvent réguler la formation des étoiles », explique Salak. « Les quasars sont des sources d'énergie particulièrement importantes, nous nous attendions donc à ce qu'ils soient capables de générer de puissants flux sortants. »

Le quasar observé par les chercheurs, J2054-0005, présente un redshift très important, et lui et la Terre semblent s'éloigner très rapidement l'un de l'autre.

« J2054-0005 est l'un des quasars les plus brillants de l'univers lointain, nous avons donc décidé de cibler cet objet comme un excellent candidat pour étudier de puissants flux sortants », explique Hashimoto.

Les chercheurs ont utilisé ALMA pour observer le flux de gaz moléculaire provenant du quasar. En tant que seul télescope au monde doté de la sensibilité et de la couverture de fréquence nécessaires pour détecter les sorties de gaz moléculaires dans l'univers primitif, ALMA a joué un rôle clé dans cette étude.

Parlant de la méthode utilisée dans l'étude, Salak a déclaré : « Le gaz moléculaire (OH) en circulation a été détecté dans l'absorption. Cela signifie que nous n'avons pas observé de rayonnement micro-ondes provenant directement des molécules OH. Au lieu de cela, nous avons observé un rayonnement provenant du quasar brillant. « Et l'absorption signifie que les molécules OH ont absorbé une partie du rayonnement du quasar. C'était donc comme détecter la présence du gaz en voyant « l'ombre » qu'il projette devant la source de lumière. »

Le flux de gaz moléculaire provenant du quasar comprend de l'hydroxyle (OH) (en haut). En raison du mouvement du gaz moléculaire vers l'observateur, le pic OH dans le spectre d'absorption (ligne bleue pointillée en bas) apparaît à une longueur d'onde plus courte (ligne bleue continue), un phénomène connu sous le nom d'effet Doppler. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) Modifié à partir de Dragan Salak et al. Journal d'astrophysique. 1 février 2024

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Le flux de gaz moléculaire provenant du quasar comprend de l'hydroxyle (OH) (en haut). En raison du mouvement du gaz moléculaire vers l'observateur, le pic OH dans le spectre d'absorption (ligne bleue pointillée en bas) apparaît à une longueur d'onde plus courte (ligne bleue continue), un phénomène connu sous le nom d'effet Doppler. Source : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) Modifié à partir de Dragan Salak et al. Journal d'astrophysique. 1 février 2024

Les résultats de cette étude constituent la première preuve solide de l’existence de forts flux de gaz moléculaires provenant des galaxies hôtes quasars et qui ont influencé l’évolution des galaxies au début de l’ère cosmique.

« Le gaz moléculaire est un composant très important des galaxies car c'est le carburant nécessaire à la formation des étoiles », conclut Salak. « Nos résultats montrent que les quasars sont capables de supprimer la formation d'étoiles dans leurs galaxies hôtes en éjectant du gaz moléculaire dans l'espace intergalactique. »

Plus d'information:
Flux moléculaire dans le quasar J2054-0005 de l'ère de la réionisation révélé par des observations de 119 μm OH, Journal d'astrophysique (2024). est ce que je: 10.3847/1538-4357/ad0df5

Informations sur les magazines :
Journal d'astrophysique


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Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

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Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

Les chercheurs suggèrent que le Tyrannosaurus rex était peut-être 70 % plus lourd qu’on ne le pensait auparavant et 25 % plus long.

Le plus grand T. rex jamais trouvé vivant pourrait être beaucoup plus grand que le plus grand spécimen actuellement connu, puisqu’il pèse environ 15 tonnes au lieu de 8,8 tonnes et mesure 15 mètres de long au lieu de 12 mètres, selon l’étude.

De nombreux dinosaures plus grands appartenant à divers groupes ont été identifiés à partir d’un seul bon spécimen fossile.

Il est donc impossible de savoir si cet animal est un grand ou un petit exemplaire de cette espèce.

Les chercheurs soulignent que déterminer quel dinosaure était le plus grand, sur la base d’une poignée de fossiles, n’a pas beaucoup de sens.

Dans la nouvelle étude, le Dr Jordan Malone du Musée canadien de la nature à Ottawa, au Canada, et le Dr David Hone de l’Université Queen Mary de Londres, ont utilisé la modélisation informatique pour évaluer un groupe de dinosaures T. rex.

Ils ont pris en compte des facteurs tels que la taille de la population, le taux de croissance, la durée de vie moyenne et le caractère incomplet des archives fossiles.

« Notre étude suggère que pour les grands animaux fossiles tels que le T. rex, nous n’avons aucune idée, d’après les archives fossiles, de la taille absolue qu’ils ont pu atteindre », a déclaré le Dr Malone.

« C’est amusant de penser à un T. rex de 15 tonnes, mais les implications sont également intéressantes d’un point de vue biomécanique ou écologique. »

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Le Dr Hohn a déclaré : « Il est important de souligner qu’il ne s’agit pas vraiment du T. rex, qui constitue la base de notre étude, mais que cette question s’applique à tous les dinosaures et à de nombreuses autres espèces fossiles.

« Se disputer sur « qu’est-ce qui est le plus gros ? » en se basant sur quelques squelettes n’a pas vraiment de sens. »

Le T. rex a été choisi pour le modèle car bon nombre de ses détails étaient déjà bien appréciés.

Le modèle est basé sur des modèles de crocodiles vivants, choisis en raison de leur grande taille et de leur relation étroite avec les dinosaures.

Les chercheurs ont découvert que les plus grands fossiles connus de T. rex se situent probablement dans le 99e centile, soit le 1 pour cent supérieur de la taille du corps.

Cependant, ils soulignent que pour trouver un animal parmi les 99,99 pour cent (un tyrannosaure sur dix mille), les scientifiques devraient fouiller des fossiles au rythme actuel pendant encore 1 000 ans.

Les estimations de taille sont basées sur un modèle, mais la découverte de géants d’espèces modernes suggère qu’il devait encore y avoir des dinosaures plus grands.

« Certains des os et morceaux isolés indiquent clairement des individus plus gros que les squelettes dont nous disposons actuellement », a déclaré le Dr Hoon.

Les résultats ont été publiés dans la revue Ecology and Evolution.

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Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

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Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

Un scientifique du Lawrence Berkeley National Laboratory travaille sur un dispositif de séparation lors d’une expérience. Crédit image : Laboratoire national Lawrence Berkeley

Une équipe de scientifiques et de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie a récemment annoncé une réalisation révolutionnaire : la création du Livemorium, ou élément 116, à l’aide d’un faisceau de particules de titane.

C’est la première fois qu’un hépatique est fabriqué de cette manière, rapprochant les chercheurs de l’insaisissable « îlot de stabilité », où les éléments très lourds sont censés avoir une durée de vie plus longue, ce qui les rend plus faciles à étudier. Plus important encore, c’est la première fois qu’un objet extrêmement lourd est fabriqué de cette manière par des humains.

Rainer Kröcken, directeur des sciences nucléaires au Berkeley Lab, a exprimé son optimisme quant à la découverte, soulignant la nature collaborative de l’expérience. Il a déclaré que la production de l’élément 120, la prochaine cible, prendrait beaucoup plus de temps mais semblait désormais possible. Annoncé lors de la conférence Nuclear Structure 2024, l’article sera bientôt disponible sur le référentiel de prépublications arXiv et sera soumis à la revue Physical Review Letters.

Utilisation innovante d’une poutre en titane pour créer l’élément 116
Dans leur expérience, les scientifiques ont utilisé un faisceau de titane-50, un isotope spécifique, pour générer du Livemorium, ce qui en fait l’élément le plus lourd créé à ce jour au laboratoire de Berkeley. Ce laboratoire a une riche histoire de découverte d’éléments, qui a contribué à l’identification de 16 éléments allant du technétium (43) au seaborgium (106).

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Jacqueline Gates, qui a dirigé le dernier effort, a exprimé sa confiance dans les résultats, notant que les chances que les résultats soient une anomalie statistique sont très faibles. Le processus impliquait de chauffer le titane à environ 3 000 °F (1 649 °C) jusqu’à ce qu’il se vaporise. L’équipe a ensuite bombardé le titane vaporisé avec des micro-ondes, en enlevant 22 électrons et en préparant les ions pour l’accélération dans un cyclotron de 88 pouces au laboratoire de Berkeley.

Les ions de titane accélérés sont dirigés vers une cible de plutonium, des milliards d’ions frappant la cible chaque seconde. Ce bombardement intense a finalement créé deux atomes de Livermorium sur une période de 22 jours. L’utilisation du titane à cette fin représente une nouvelle technologie pour synthétiser des éléments plus lourds, car les éléments précédents de cette gamme, de 114 à 118, avaient été synthétisés à l’aide d’un faisceau de calcium 48.

Jennifer Burr, physicienne nucléaire au groupe des éléments lourds du Berkeley Lab, a souligné l’importance de cette méthode. La production de l’élément 116 à partir de titane valide cette nouvelle approche, ouvrant la voie à de futures expériences visant à produire des éléments plus lourds, comme l’élément 120.

Trouver l’article 120
Le succès de la création de l’élément 116 a ouvert la voie au prochain objectif ambitieux de l’équipe : créer l’élément 120. S’il est atteint, l’élément 120 sera l’atome le plus lourd jamais créé et fera partie de « l’îlot de stabilité », un groupe théorique d’éléments super-lourds de qui devrait être plus long que ceux découverts jusqu’à présent.

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Le laboratoire prévoit de commencer à tenter de créer l’élément 120 en 2025. Le processus devrait prendre plusieurs années, reflétant la complexité et les défis inhérents à cette recherche de pointe. Les physiciens explorent les limites du tableau périodique, s’efforçant de repousser les limites de la connaissance et de la compréhension humaines en explorant les limites de la stabilité atomique.

Cette réalisation majeure démontre non seulement la créativité des scientifiques du Berkeley Lab, mais ouvre également la voie à de futures découvertes dans le domaine des éléments super-lourds, qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles connaissances sur la nature fondamentale de la matière.

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

La directrice de l’Institut des sciences spatiales et cosmiques, la Dre Jennifer Lutz, a accepté la recommandation principale du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques et a décidé de procéder à une étude à grande échelle des exoplanètes naines rocheuses de type M.

Le programme utilisera environ 500 heures du temps discrétionnaire du directeur sur le télescope spatial James Webb pour rechercher l’atmosphère de plus d’une douzaine de systèmes proches.

Près de 250 observations ultraviolettes en orbite avec le télescope spatial Hubble seront utilisées pour déterminer l’activité des étoiles hôtes. Les observations seront effectuées par une équipe de direction du Space Science Institute dirigée par le Dr Nestor Espinosa et soutenue par le Dr Hannah Diamond Lowe en tant qu’équipe adjointe.

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques emploie également un comité consultatif scientifique externe pour donner des conseils sur tous les aspects du programme, y compris la sélection des cibles, la vérification des données et les interactions communautaires équitables. Les membres du comité consultatif scientifique seront représentatifs de la communauté exoplanétaire au sens large, couvrant un large éventail d’affiliations institutionnelles et d’étapes de carrière.

Le Space Science Institute annoncera bientôt la possibilité de soumettre des candidatures, y compris des auto-nominations. La contribution de la communauté sera sollicitée sur la liste des cibles ; Les plans d’observation seront publiés bien avant la date limite de GWebb IV.

Rapport du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques avec le télescope spatial Hubble et le télescope spatial James Webb

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Astrobiologie

Membre de l’Explorers Club, ancien gestionnaire de charge utile de la Station spatiale de la NASA/biologiste spatial, homme de plein air, journaliste, ancien grimpeur, synesthésie, mélange de Na’vi, Jedi, Freeman et bouddhiste, langue des signes américaine, camp de base de l’île Devon et vétéran de l’Everest, (il /lui) 🖖🏻

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