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Certains des éléments lourds ont peut-être « grimpé » vers la Terre sur les ondes de choc de la supernova

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Certains des éléments lourds ont peut-être « grimpé » vers la Terre sur les ondes de choc de la supernova

Lorsque les étoiles meurent, elles répandent dans l’espace les éléments qu’elles ont créés dans leur noyau. Mais d’autres objets et processus dans l’espace créent également des éléments. Finalement, ces « objets étoiles » se dispersent à travers la galaxie dans des nuages ​​de débris géants. Plus tard – parfois après des millions d’années – il s’installe sur les planètes. Quel est le chaînon manquant entre la formation des éléments et leur dépôt sur un monde lointain ?

C’est la question que les chercheurs se posent depuis des années alors qu’ils tentent de comprendre comment des éléments lourds comme le manganèse, le fer et le plutonium sont apparus sur Terre. Il s’avère qu’ils sont fabriqués selon différents processus, souvent dans différentes parties de la Voie lactée. Cependant, ils se trouvent superposés sur le fond marin sur Terre. Cela signifie qu’ils sont arrivés à peu près au même moment, malgré leurs origines différentes.

Des scientifiques de l’Université de Hertfordshire au Royaume-Uni et de l’Observatoire et du Centre de recherche Konkoli pour l’astronomie et les sciences de la Terre en Hongrie ont combiné certaines théories et modèles informatiques pour simuler la façon dont les éléments se déplacent dans l’espace. La réponse qu’ils ont trouvée : les éléments d’événements lointains sont transportés par des fronts de choc de supernova un peu comme des surfeurs attrapant une vague.

événements d’éléments lourds

Pour comprendre comment des objets provenant d’incendies lointains se sont retrouvés sur Terre, il vaut la peine de jeter un coup d’œil rapide à ces événements. Premièrement, il y a les supernovae de type II. Ils se produisent lorsqu’une étoile massive meurt. C’est au moins huit fois la masse du Soleil. Ces étoiles fusionnent des éléments de plus en plus lourds (comme le carbone) dans leur noyau. Lorsqu’ils commencent à produire du fer, ils n’ont pas assez d’énergie pour suivre la chaîne de production. Les noyaux s’effondrent, puis tout se dilate rapidement vers l’extérieur dans une explosion de supernova. C’est suffisant pour envoyer ses éléments lourds courir dans l’espace.

SN 1987A, un exemple de supernova de type II-P. Cela crée probablement des éléments plus lourds tels que le fer.

Nasa

Ensuite, il y a les supernovae de type Ia. Cela se produit dans une paire binaire d’étoiles. Le matériel de l’étoile de la séquence principale s’accumule sur son partenaire, une naine blanche. Lorsqu’une grande quantité de matière s’accumule, une explosion se produit. Il en résulte la « nucléosynthèse » des éléments lourds, dont le manganèse.

Illustration d’une naine blanche se nourrissant de son étoile compagne. Cela provoquera une explosion de supernova qui peut produire des éléments plus lourds.

eso / m. Commissaire

Un autre événement potentiellement catastrophique qui crée des éléments lourds est Collision (ou fusion) de deux étoiles à neutrons. Alors qu’ils tournent en spirale l’un vers l’autre et finissent par s’écraser, ils libèrent une pluie de neutrons. Ceux-ci, à leur tour, bombardent les atomes proches. Cet événement « r-process » produit très rapidement des éléments lourds comme le plutonium.

D’une manière ou d’une autre, tout ce matériel provenant de différentes sources s’est retrouvé sur Terre à peu près au même moment. Les scientifiques en ont trouvé des preuves alléchantes dans les dépôts d’isotopes radioactifs au fond de la mer en 2021. Ils ne se sont pas formés naturellement sur Terre ou lors de la naissance du système solaire il y a environ 4,5 milliards d’années. Ils devaient venir d’ailleurs.

Apportez des objets de là à ici

Pour que les « trucs stellaires » qui en résultent se retrouvent sur n’importe quel monde dans n’importe quel système stellaire, il doit y avoir un service de livraison cohérent à l’échelle galactique. Le concept a intrigué Chiaki Kobayaski de l’Université du Hertfordshire, qui a déclaré : « Je travaille sur les origines des éléments stables dans le tableau périodique depuis de nombreuses années, mais je suis ravi d’avoir obtenu des résultats sur les radio-isotopes dans cet article. Leur abondance peut être mesurée par des télescopes à rayons gamma dans l’espace ainsi qu’en creusant des roches sous la surface de la terre.

Les roches auxquelles Kobayashi fait référence proviennent de l’exploration sous-marine des océans de la Terre, selon le responsable de l’étude Benjamin Weimayer. Ils ont créé des modèles informatiques montrant que les ondes de choc presque continues d’une supernova pourraient être un mécanisme de transport viable pour acheminer ces éléments vers la Terre (ou d’autres planètes). « Nos collègues ont excavé des échantillons de roche du fond de l’océan, les ont dissous, les ont placés dans un accélérateur et ont examiné les changements couche par couche de sa composition », a-t-il déclaré. « En utilisant nos modèles informatiques, nous avons pu interpréter leurs données pour voir exactement comment les atomes se déplacent dans la galaxie. »

Les efforts de modélisation montrent que les isotopes peuvent se propager sur de vastes étendues de la galaxie via des ondes de choc de supernova. Ces fronts balayent des groupes d’éléments provenant de différents endroits.

Implications pour les exoplanètes

Comprendre ce processus de livraison est particulièrement critique alors que les astronomes commencent des études à grande échelle d’exoplanètes où la vie pourrait être possible. Savoir comment ils ont obtenu leur composition raciale est un grand pas vers la compréhension des possibilités de la vie.

« C’est un pas en avant très important, car cela nous montre non seulement comment les isotopes sont répartis dans la galaxie, mais aussi comment ils deviennent abondants sur les exoplanètes, c’est-à-dire les planètes en dehors de notre système solaire », a déclaré Wehmeyer. « C’est très excitant car l’abondance isotopique est un facteur important pour déterminer si une exoplanète est capable de retenir de l’eau liquide – ce qui est essentiel à la vie. À l’avenir, cela pourrait aider à identifier les régions de notre galaxie où nous pouvons trouver des exoplanètes habitables ». .

Cet article a été initialement publié l’univers aujourd’hui par Collins Petersen. Lis le L’article d’origine est ici.

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Regardez la lune recouvrir l’étoile géante bleue Spica le 13 juillet

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Regardez la lune recouvrir l’étoile géante bleue Spica le 13 juillet

L’un des événements les plus intéressants de l’astronomie optique, et certainement le plus rapide, se produit lorsque la Lune éclipse une étoile. Le bord de la lune se rapproche, semble appuyer dessus pendant plusieurs secondes, puis l’étoile disparaît soudainement ! Il réapparaît à la même vitesse sur la face cachée de la Lune jusqu’à une heure ou plus plus tard.

Le samedi 13 juillet, toute personne disposant d’un télescope et d’un ciel dégagé devrait se concentrer sur la lune de ce soir-là, juste après son premier quartier (éclairée à 52 %). À ce moment-là, la Lune passera devant l’étoile de première magnitude Cygnus Spongiosa vue d’Amérique du Nord.

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enfin! Les astronautes peuvent désormais boire leur propre urine lors d’une sortie dans l’espace, grâce à un nouvel appareil intelligent

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enfin!  Les astronautes peuvent désormais boire leur propre urine lors d’une sortie dans l’espace, grâce à un nouvel appareil intelligent

Sortir de la Station spatiale internationale (ISS) est déjà un véritable défi sans avoir à se soucier des appels de la nature à mi-chemin d’une sortie dans l’espace. Aujourd’hui, les scientifiques affirment avoir mis au point une nouvelle façon de capturer l’urine des astronautes et de la recycler en eau potable en quelques secondes. minutes.

Pendant des années, lors de sorties dans l’espace autour de la Station spatiale internationale, les astronautes se soulageaient en utilisant des couches jetables à l’intérieur de leurs combinaisons spatiales, connues sous le nom de Des vêtements avec une absorption maximale (MAG). Ces vêtements, conçus pour la première fois en Début des années 1980Il collecte et stocke l’urine, permettant ainsi aux astronautes de « partir » en mouvement. Mais comme les sorties dans l’espace peuvent parfois prendre jusqu’à huit heures, les appareils MAG peuvent mettre les astronautes physiquement mal à l’aise. Risque d’irritation et d’infection cutanée.

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Une nouvelle proposition changerait cela

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Une nouvelle proposition changerait cela

Droit d’auteur : Unsplash/CC0 Domaine public

Les planétologues proposent une nouvelle définition d’une planète pour remplacer celle que de nombreux chercheurs considèrent comme héliocentrique et dépassée. La définition actuelle — élaborée en 2006 par l’Union astronomique internationale (IAU), l’organisation qui donne des noms officiels aux objets dans l’espace — précise que pour qu’un corps céleste soit classé comme planète, il doit orbiter autour du soleil dans notre système solaire. .

Mais les scientifiques savent que les corps célestes en orbite autour d’étoiles en dehors de notre système solaire sont assez courants, et un article de journal paraîtra prochainement. Journal des sciences planétaires Cette proposition appelle à une nouvelle définition de la planète qui ne la limite pas aux frontières de notre système solaire. La proposition introduit également des critères quantitatifs pour clarifier davantage la définition d’une planète. Le document de recherche est actuellement en cours de publication. disponible Sur le arksif Serveur de préimpression.

Jean-Luc Margot, auteur principal de l’article et professeur de sciences de la Terre, des planètes et de l’espace, de physique et d’astronomie à l’Université de Californie à Los Angeles, présentera la nouvelle définition proposée lors de l’Assemblée générale de l’AIU en août 2024.

Selon la définition actuelle, une planète est un corps céleste qui orbite autour du Soleil et qui a une masse suffisamment grande pour le forcer à prendre une forme sphérique, éliminant ainsi les autres corps proches de son orbite autour du Soleil.

« La définition actuelle mentionne spécifiquement les planètes en orbite autour de notre soleil. Nous savons maintenant qu’il existe des milliers de planètes, mais la définition de l’AIU ne s’applique qu’aux planètes de notre système solaire », a déclaré Margot. « Nous proposons une nouvelle définition qui peut être appliquée aux corps célestes en orbite autour de n’importe quelle étoile, reste stellaire ou naine brune. »

Les auteurs affirment que même si l’exigence selon laquelle une planète doit orbiter autour du Soleil est très spécifique, les autres critères de la définition de l’AIU sont trop vagues. Par exemple, la définition dit que la planète « a diminué son orbite » sans préciser ce que cela signifie. La nouvelle définition proposée contient des critères mesurables qui peuvent être appliqués pour identifier les planètes à l’intérieur et à l’extérieur de notre système solaire.

Dans la nouvelle définition, une planète est un corps céleste :

  • Il orbite autour d’une ou plusieurs étoiles, naines brunes ou restes stellaires.
  • Supérieur à 1023 kg et
  • Masse minimale de 13 masses de Jupiter (2,5 x 10)28 kg).

Margot et ses collègues Brett Gladman de l’Université de la Colombie-Britannique et Tony Yang, étudiant au lycée Chaparral de Temecula, en Californie, ont exécuté un algorithme mathématique sur les propriétés des objets de notre système solaire pour voir quels objets se regroupent. L’analyse a révélé des ensembles de caractéristiques distinctes partagées par les planètes de notre système solaire qui peuvent être utilisées comme point de départ pour créer une classification des planètes en général.

Par exemple, si un objet a suffisamment de gravité pour se frayer un chemin en collectant ou en éjectant des objets plus petits à proximité, on dit qu’il est dynamiquement dominant.

« Toutes les planètes de notre système solaire sont dynamiquement dominantes, mais d’autres objets, y compris les planètes naines comme Pluton, qui n’est pas une vraie planète, et les astéroïdes, ne le sont pas. Cette propriété pourrait donc être incluse dans la définition d’une planète », a déclaré Margot. dit.

La condition de dominance dynamique fournit une limite inférieure à la masse. Mais les planètes potentielles pourraient également être trop grandes pour correspondre à la nouvelle définition. Par exemple, certaines planètes gazeuses sont si massives qu’une fusion thermonucléaire du deutérium se produit, et l’objet devient une sous-étoile appelée naine brune et n’est donc pas une planète. Cette limite a été déterminée comme étant la masse de 13 Jupiters ou plus.

D’un autre côté, l’exigence actuelle selon laquelle les planètes doivent être sphériques pose un problème plus important. Les planètes lointaines peuvent rarement être observées avec suffisamment de détails pour déterminer leur forme avec certitude. Les auteurs affirment que l’exigence de forme est si difficile à mettre en œuvre qu’elle est pratiquement inutile à des fins d’identification, même si les planètes sont généralement rondes.

« Le fait d’avoir des définitions liées à la quantité la plus mesurable – la masse – élimine le débat sur la question de savoir si un objet particulier répond au critère », explique Gladman. « C’est une faiblesse de la définition actuelle. »

La bonne nouvelle est que dans le système solaire, il existe des corps célestes de plus de 1021 Il semble que le poids corporel de 10 kg soit rond. Tous les objets répondent donc à la masse minimale proposée de 10 kg23 Le kilogramme devrait être sphérique.

Même si tout changement formel dans la définition d’une planète par l’AIU se produira probablement d’ici quelques années, Margot et ses collègues espèrent que leurs travaux serviront de point de départ à une conversation qui mènera à une définition améliorée.

Plus d’information:
Jean-Luc Margot et al., Critères quantitatifs d’identification des planètes, Journal des sciences planétaires (2024). DOI : 10.3847/PSJ/ad55f3. sur arksif: arxiv.org/abs/2407.07590

Fourni par l’Université de Californie, Los Angeles


la citationLa définition scientifique d’une planète dit qu’elle devrait orbiter autour de notre soleil : une nouvelle proposition changerait cela (11 juillet 2024) Extrait le 11 juillet 2024 de https://phys.org/news/2024-07-scientific-definition-planet- orbite-soleil.html

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