La sonde Chang’e 5 a atterri avec succès dans le désert mongol le 17 décembre 2020, avec une journée … [+] A bord, les premières roches lunaires sont revenues sur Terre il y a plus de 40 ans.
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Le célèbre « Homme sur la Lune » est une illusion d’optique, basée sur des motifs formés par le terrain sombre et blanc de la surface de la Lune. Les hautes terres de couleur claire sont constituées d’anorthosite, une roche ignée considérée comme le vestige de la croûte primordiale de la lune, datant d’il y a 4,5 à 3,9 milliards d’années. Les marias lunaires, les régions sombres de la lune, se sont formées lorsque les bassins de la lune se sont remplis de basalte, une roche volcanique, il y a environ 3,9 à 3,2 milliards d’années. Il n’y a pas de volcans actifs sur la Lune que l’on puisse trouver aujourd’hui.
Mais les échantillons de roche sont revenus sur Terre récemment La mission chinoise Chang’e-5 Il s’avère que la lune a été active beaucoup plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant. Chang’e-5 est la première mission à récupérer des roches lunaires sur Terre en 45 ans.
Les échantillons précédents des missions Apollo et des missions soviétiques Luna provenaient tous de la partie centrale et orientale de la face proche de la lune. Mais les données de télédétection indiquent que l’activité volcanique la plus récente sur la Lune s’est produite dans la partie ouest, de sorte que cette zone est devenue une cible privilégiée pour la collecte d’échantillons.
Connaître la durée des volcans lunaires est très important pour comprendre l’évolution thermique de la Lune. La Lune est beaucoup plus petite que la Terre, perdant sa chaleur interne – conduisant à des volcans à la surface – à un rythme beaucoup plus rapide. Mais la Lune a pu contenir des poches de roche en fusion beaucoup plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant, comme l’explique le professeur Head :
« La zone à partir de laquelle ces échantillons ont été échantillonnés est une zone unique sur la Lune, qui semble avoir de fortes concentrations d’éléments radioactifs – en particulier de thorium. Donc, une idée de pourquoi l’activité volcanique dure plus longtemps dans cette zone par rapport aux autres était que vous avez tous ces éléments radioactifs sont concentrés ensemble, ce qui produit beaucoup de chaleur. Cette chaleur fait fondre le manteau et provoque des coulées volcaniques.
« Cependant, dans ces échantillons, nous n’avons pas réellement vu une composition élevée d’éléments radioactifs. Si ces éléments radioactifs sont à l’origine de l’activité volcanique dans cette zone, nous nous attendrions à voir une radioactivité accrue dans les échantillons. Mais nous ne le pouvions pas. Au lieu de cela. , la composition était similaire au basalte persan des sédiments anciens. Cela jette un doute sur cette hypothèse de volcanisme à long terme. »
Selon le professeur Head, le nouveau calendrier est également important pour une exploration plus approfondie du système solaire :
« Lorsque nous regardons une surface ou une caractéristique sur la Lune dont nous n’avons pas d’échantillons de datation radioactifs, nous essayons d’estimer son âge à travers la taille et la distribution de fréquence des cratères d’impact. Essentiellement, au fil du temps, plus les impacts deviennent gros Ainsi, en calculant des cratères de différentes tailles, nous pouvons déterminer l’âge relatif de la surface.Mais il y a environ un et trois milliards d’années, nous n’avons pas beaucoup de bons points de données pour nous dire quel est l’effet du flux. Avoir une date radioactive absolue pour cette surface semble nous aider à calibrer la courbe de flux, ce qui nous aide à dater d’autres surfaces. Ce n’est pas vrai. Pour la Lune seulement. Cela nous aide à calibrer les âges pour Mars, Vénus et d’autres endroits. «
La Chine a de grandes ambitions pour son programme d’exploration lunaire. Une mission possible serait un échantillon robotique revenant de la face cachée de la lune – une zone appelée Bassin Antarctique – Aitken. L’un des plus anciens et des plus grands cratères d’impact, des parties du manteau lunaire peuvent être exposées au fond du bassin. Les échantillons de roche peuvent également être datés par radiographie, donnant une date précise de l’impact.
Paris : Les enregistrements sismiques d’un vaisseau spatial de la NASA ont révélé que la planète Mars est bombardée presque quotidiennement par des météorites de la taille d’un ballon de basket, soit cinq fois plus que les estimations précédentes.
Avant la publication de la nouvelle étude vendredi, la meilleure estimation du nombre de météorites ayant frappé Mars était faite en examinant des images prises par des vaisseaux spatiaux en orbite ou des modèles basés sur des cratères sur la Lune.
Mais la sonde InSight de la NASA, qui s’est posée sur une plaine martienne appelée Elysium Planitia en 2018, a permis aux scientifiques d’écouter pour la première fois les grondements intérieurs de la planète rouge.
Mars fait environ deux fois la taille de la Lune et est beaucoup plus proche de la principale ceinture d’astéroïdes de notre système solaire, ce qui en fait une cible privilégiée pour les gros rochers qui traversent l’espace.
La plupart des météorites qui volent vers la Terre se désagrègent dans notre atmosphère. Mais l’atmosphère de Mars est 100 fois plus fine que celle de la Terre, n’offrant que peu de protection.
Au lieu de passer au crible des images prises de loin, l’équipe internationale de chercheurs à l’origine de la nouvelle étude Nature Astronomy a pu écouter des météorites entrant en collision avec Mars.
« Écouter les impacts semble être plus efficace que les rechercher si nous voulons comprendre à quelle fréquence ils se produisent », a déclaré le co-auteur de l’étude Gareth Collins de l’Imperial College de Londres dans un communiqué.
Les chercheurs ont utilisé les données du sismomètre d’InSight pour estimer que chaque année, Mars est frappée par 280 à 360 météorites, qui font toutes exploser des cratères de plus de huit mètres (26 pieds) de large.
« Ce taux était environ cinq fois supérieur au nombre estimé à partir des seules images orbitales », a déclaré Geraldine Zenhausern, co-auteure de l’étude de l’Université technologique fédérale de Zurich.
Missions sur Mars, prenez note
Les tempêtes de poussière fréquentes et intenses rendent particulièrement difficile pour les vaisseaux spatiaux en orbite autour de Mars de voir les petits cratères de météorites en dessous.
Il est plus facile de découvrir de nouveaux cratères dans des zones plates et poussiéreuses, mais « ce type de terrain couvre moins de la moitié de la surface de Mars », a expliqué Zenhausern.
« Cependant, le sismomètre sensible InSight peut entendre chaque impact dans la plage d’affaissement », a-t-elle ajouté.
Les scientifiques ont suivi un signal acoustique spécifique produit lorsque des météorites frappent Mars pour estimer le diamètre et la distance des cratères depuis InSight.
Ils ont ensuite calculé le nombre de cratères survenus en un an à proximité de l’atterrisseur, avant d’extrapoler ce nombre à l’ensemble de la planète.
« Il s’agit du premier article de ce type permettant de quantifier la fréquence à laquelle les météorites impactent la surface de Mars à partir de données sismiques », a déclaré Domenico Giardini, qui travaille sur la mission InSight.
Il a ajouté que ces données devraient être prises en compte lors de la « planification des futures missions vers Mars ».
Un instrument clé du rover Perseverance a été relancé pour poursuivre la recherche de preuves de vie microbienne sur Mars.
Analyse des environnements habitables par Raman et fluorescence pour détecter les substances organiques et chimiques (Sherlock) outil installé sur persévéranceLe bras robotique de l’Observatoire du Futur est hors service depuis environ six mois, car le cache de protection mobile de la lentille ne fonctionnait pas correctement à cause de la poussière.
Ingénieurs à la NASA Laboratoire de propulsion à réaction Le JPL a utilisé diverses stratégies, notamment chauffer le moteur, rediriger le bras robotique et même utiliser la perceuse à percussion du rover pour tenter de libérer le couvercle.
Boîtier et contexte de l’imageur à mise au point automatique sur l’instrument SHERLOC de Perseverance sur Mars, imagé par l’instrument Mastcam-Z du rover le 11 mai. (Crédit image : NASA/JPL-Caltech/Arizona State University/Centre des sciences spatiales et sociales)
En mars, l’équipe a pu ouvrir le couvercle de la caméra SHERLOC à mise au point automatique et imagerie contextuelle (ACI), ouvrant ainsi son champ de vision. À partir de là, l’équipe a trouvé un moyen d’utiliser le bras robotique de Perseverance pour se concentrer sur les cibles. Le 17 juin, ils avaient confirmé le statut opérationnel du Sherlock.
« Le bras robotique du rover est incroyable. Il peut être dirigé par étapes aussi petites qu’un quart de millimètre pour nous aider à évaluer la nouvelle position de mise au point de SHERLOC, et il peut placer SHERLOC avec une grande précision sur la cible », a déclaré Kyle Ockert, adjoint de SHERLOC. chercheur principal. Laboratoire de propulsion à réaction, en A déclaration.
« Après avoir testé d’abord sur le terrain, puis sur Mars« Nous avons déterminé que la distance optimale pour le placement du SHERLOC avec le bras robotique est d’environ 40 millimètres », soit 1,58 pouces. « À cette distance, les données que nous collectons devraient être aussi bonnes que jamais. »
à propos de: Un échantillon de roches martiennes capturé par le rover Perseverance pourrait contenir la meilleure preuve d’une vie ancienne possible
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L’équipe Perseverance a utilisé l’imageur SHERLOC AF et Context pour capturer cette image de la cible d’étalonnage le 11 mai afin de confirmer que le problème du capuchon d’objectif coincé avait été résolu. La silhouette du détective fictif Sherlock Holmes apparaît au centre de la cible. (Crédit image : NASA/JPL-Caltech)
Le dispositif SHERLOC utilise la spectroscopie Raman, qui consiste à diriger un laser ultraviolet sur une cible et à analyser la lumière diffusée pour identifier les vibrations moléculaires, qui sont utilisées pour révéler la structure chimique. La spectroscopie de fluorescence est également utilisée pour détecter des composés organiques. Lorsque la lumière UV brille sur des matériaux organiques, elle excite leurs molécules, qui émettent de la lumière à différentes longueurs d’onde, que l’appareil SHERLOC collecte ensuite.
C’était l’outil Utilisé pour trouver des preuves Les éléments constitutifs de la vie existaient peut-être il y a longtemps sur Mars.
Le rover Perseverance a atterri sur le fond du cratère Jezero en février 2021, une zone d’atterrissage qui a été évaluée comme un ancien site de bassin lacustre qui aurait pu avoir un fort potentiel d’habitation passée.
Le rover est dans les dernières étapes de sa quatrième campagne scientifique, selon le JPL. Elle recherche actuellement des preuves de dépôts de carbonate et d’olivine dans une zone située le long de la marge intérieure de Jezero.
« Toutes les bonnes choses ont une fin. » Ce dicton est vrai dans l’univers tel qu’il s’applique à la Terre.
Nous réalisons que les étoiles, comme tout le reste, doivent mourir. Lorsqu’elles manquent de combustible pour la fusion nucléaire dans leur noyau, les étoiles de toutes tailles s’effondrent sous l’influence de leur propre gravité, mourant pour former des restes cosmiques denses tels qu’une naine blanche, une étoile à neutrons ou un trou noir. Notre étoile, le Soleil, connaîtra ce sort dans environ 5 milliards d’années, lorsqu’elle grossira initialement pour devenir une géante rouge et effacera les planètes intérieures, y compris la Terre. Après environ un milliard d’années, cette phase prendra également fin, laissant le noyau du Soleil comme une cendre naine blanche entourée d’un nuage de cendres cosmiques sous forme de matière stellaire refroidissante.
Les scientifiques ont développé la carte de Hertzsprung-Russell, une carte de la vie astrale, de l’au-delà et de la mort. Ce graphique suit les étoiles de toutes masses au cours de leur évolution depuis les étoiles de la séquence principale brûlant de l’hydrogène jusqu’aux restes cosmiques denses.
Mais de nouvelles recherches révèlent que certaines étoiles au cœur de notre galaxie ignorent peut-être nos meilleurs modèles de vie et de mort des étoiles. Peut-être que ces étoiles se nourrissent de matière noire, la substance la plus mystérieuse de l’univers, pour s’octroyer l’immortalité cosmique, ce qui nécessiterait la création d’un « diagramme sombre de Hertzsprung-Russell ».
à propos de: Dans tout l’univers, l’annihilation de la matière noire pourrait réchauffer les étoiles mortes
« Le centre de la Voie Lactée est un environnement très extrême et très différent de notre emplacement dans la Voie Lactée », a déclaré à Space.com Isabelle Jun, chef de l’équipe de recherche de l’Institut Kavli de physique des particules et de cosmologie. de la galaxie, appelées « étoiles en amas », S », très déroutantes.
« Ils présentent une série de propriétés que l’on ne trouve nulle part ailleurs : on ne sait pas clairement comment ils se sont rapprochés du centre, où l’environnement est considéré comme quelque peu hostile à la formation d’étoiles. »
John a ajouté que les étoiles de l’amas S, situées à environ trois années-lumière du cœur de notre galaxie, semblent également beaucoup plus jeunes que ce à quoi on pourrait s’attendre si des étoiles migraient vers cette région depuis un autre endroit de la Voie Lactée. « Ce qui est encore plus mystérieux, c’est que non seulement les étoiles semblent inhabituellement jeunes, mais qu’il y a moins d’étoiles plus âgées que prévu », a-t-elle poursuivi. « De plus, il semble y avoir de nombreuses étoiles étonnamment lourdes. »
Le centre de la Voie Lactée vu par GRAVITY montre deux étoiles du groupe S (Crédit image : ESO/MPE/S. Gillessen et al.)
John et ses collègues émettent l’hypothèse que la raison de ces caractéristiques inhabituelles pourrait être que ces étoiles accumulent de grandes quantités de matière noire, qui est ensuite détruite en leur sein. Ce procédé pourrait leur fournir un type de carburant complètement nouveau et inattendu.
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« Nos simulations montrent que les étoiles peuvent survivre uniquement grâce à la matière noire comme combustible, et comme il y a une quantité extrêmement grande de matière noire à proximité du centre galactique, ces étoiles deviennent immortelles », a ajouté John. « C’est très remarquable car nos simulations montrent des résultats similaires aux observations d’étoiles de l’amas S : la matière noire comme combustible gardera les étoiles éternellement jeunes. »
« L’idée d’étoiles immortelles », a poursuivi John, « peut expliquer à la fois plusieurs propriétés inhabituelles des étoiles du groupe S. Si les étoiles au centre de la galaxie sont devenues immortelles en raison de la forte densité de matière noire, cela pourrait expliquer. l’abondance inhabituelle de jeunes étoiles sur « Ce qui semble être au centre de la galaxie explique en même temps le manque d’étoiles plus âgées ».
La matière noire est son pire ennemi
La matière noire constitue un problème pour les physiciens car elle représente environ 85 % de l’univers et nous est invisible car elle n’interagit pas avec la lumière. De plus, la matière noire ne semble pas interagir avec la « matière ordinaire ». Cette matière ordinaire est constituée de protons, de neutrons et d’électrons et comprend toutes les étoiles, planètes, lunes, astéroïdes, comètes, gaz, poussières et organismes vivants de l’univers.
Les scientifiques ne peuvent déduire l’existence de la matière noire que parce qu’elle interagit avec la gravité, et cette interaction peut affecter la matière ordinaire et certainement la lumière. Cependant, si des interactions entre la matière noire et la matière ordinaire se produisent, elles sont rares et faibles ; Les scientifiques ne croient pas que nous n’ayons jamais découvert une telle interaction auparavant.
Mais ce qui est moins sûr, c’est si la matière noire interagit avec elle-même. Pour comprendre ce que cela signifie, nous devons nous rappeler que chaque particule de matière ordinaire a une version d’elle-même dans l’antimatière. Par exemple, il existe une antiparticule chargée positivement appelée positron pour un électron chargé négativement. Lorsque la matière et l’antimatière se rencontrent, elles s’annihilent et libèrent de l’énergie.
Ces particules candidates de matière noire, appelées WIMPS, se rencontrent puis s’annihilent pour créer une pluie de particules connues et d’énergie sous forme de photons. (Crédit image : Gao Linqing et Lin Sujie)
« L’annihilation de la matière noire est similaire à l’annihilation de la matière et de l’antimatière : si une particule rencontre son antiparticule, elle est détruite et d’autres particules sont produites, par exemple des photons. De même, les particules de matière noire peuvent s’annihiler de cette manière », John. dit. . « Dans de nombreux modèles de matière noire, les particules de matière noire constituent leur propre antiparticule, ce qui signifie que deux particules de matière noire peuvent s’annihiler mutuellement. »
Cependant, nous ne constatons pas d’annihilation de la matière noire, cela doit donc être assez rare. Cela signifie, dit John, que cela se produira très probablement dans un environnement où d’énormes quantités de matière noire peuvent être regroupées. Peut-être que la région ultra-dense au cœur d’une étoile est l’endroit où la gravité, avec laquelle la matière noire interagit, est la plus forte.
Le soleil pourrait-il aussi devenir immortel ?
Les étoiles de la séquence principale brûlent de l’hydrogène dans les processus de fusion nucléaire au cours de leur vie. Cela crée de l’hélium, la majorité de l’énergie de l’étoile, et une « pression radiative » externe qui équilibre la poussée vers l’intérieur des forces gravitationnelles de l’étoile. Cette lutte cosmique entre la pression des radiations et la gravité se poursuit pendant des millions, voire des milliards d’années, maintenant ces étoiles dans un équilibre stable.
« Pendant la majeure partie de la vie d’une étoile, ces processus se produisent principalement au cœur de l’étoile, là où la pression gravitationnelle est la plus élevée », a déclaré John. « Nous avons montré que si les étoiles accumulent une grande quantité de matière noire, qui est ensuite détruite à l’intérieur de l’étoile, elles peuvent également exercer une pression externe, rendant l’étoile stable en raison de l’annihilation de la matière noire plutôt que de la fusion nucléaire. Par conséquent, les étoiles peuvent utiliser l’obscurité. » matière comme carburant au lieu de l’hydrogène.
« Les étoiles consomment de l’hydrogène, ce qui finit par les faire mourir. La matière noire, en revanche, peut s’accumuler en continu, ce qui rend ces étoiles immortelles. »
Alors, le soleil peut-il s’accorder l’immortalité en se tournant vers cette source d’énergie alternative ? John ne pense pas que cela soit possible. Il est situé au milieu d’un des bras spiraux de la Voie Lactée, et il n’est pas au bon endroit dans notre galaxie pour atteindre cette sombre fontaine de jouvence.
« Les étoiles ont besoin de très grandes quantités de matière noire pour déplacer efficacement la fusion nucléaire. Dans la plupart des régions de la Voie lactée, la densité de matière noire n’est pas suffisamment élevée pour affecter les étoiles de manière significative. est très élevé. « Il pourrait être des milliards de fois plus élevé que celui de la Terre, qui fournit la quantité de matière noire nécessaire pour rendre les étoiles immortelles », a expliqué John. « Donc, notre soleil n’est pas immortel. »
La situation du système solaire à mi-chemin du centre galactique signifie qu’il ne deviendra pas immortel en se nourrissant de matière noire (Crédit image : NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech))
John a ajouté que les découvertes de l’équipe pourraient révéler de nombreux secrets sur la matière noire elle-même, ainsi que sur les étoiles immortelles qui pourraient l’alimenter.
« Nos résultats nous indiquent que la matière noire peut se disperser avec des particules ordinaires, ce qui est nécessaire pour ralentir les particules de matière noire à l’intérieur de l’étoile afin de les capturer – et que les particules de matière noire peuvent s’annihiler les unes les autres », a-t-elle déclaré. « En observant la répartition des étoiles immortelles autour du centre galactique, nous obtiendrons également des informations sur la répartition et la densité de la matière noire autour du centre galactique. »
John a expliqué que pour vérifier ces résultats, les astronomes ont besoin d’observations plus précises des étoiles intérieures de la Voie Lactée afin de déterminer si ces étoiles se trouvent dans une « séquence principale sombre », ce qui pourrait indiquer leur immortalité.
Ils entendent également déterminer l’effet de l’annihilation de la matière noire sur différentes étoiles. Les premières simulations suggèrent que les étoiles plus claires deviendront « gonflées » et perdront leurs couches externes lorsqu’elles allumeront ce combustible sombre. Cela peut expliquer la nature des « objets G » au centre de la galaxie, qui sont des objets stellaires qui semblent entourés de nuages de gaz.
« Jusqu’à présent, nos travaux se sont concentrés sur les étoiles de la séquence principale. Nous souhaitons également comprendre comment la matière noire affecte les étoiles aux stades évolutifs ultérieurs lorsqu’elles s’éloignent de la séquence principale et subissent différents processus de fusion nucléaire », a déclaré Jones. « Nos résultats sont passionnants car ils montrent que les observations stellaires offrent un moyen supplémentaire et unique d’étudier et de comprendre les interactions de la matière noire avec la matière ordinaire. »
Une version précédemment évaluée par des pairs des recherches de l’équipe est disponible dans le référentiel de documents de recherche. arksif.
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