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Ces six galaxies lointaines capturées par JWST étonnent les astronomes

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Ces six galaxies lointaines capturées par JWST étonnent les astronomes

Ce mois-ci, des chercheurs ont révélé les résultats de l’un des relevés astronomiques du ciel nocturne les plus vastes et les plus profonds jamais réalisés par le télescope spatial James Webb (JWST). Cet effort a identifié certaines des galaxies les plus anciennes jamais vues – dans les 650 premiers millions d’années après la naissance de l’univers dans le Big Bang. Les résultats ont ébloui les astronomes, révélant que les étoiles et les galaxies se formaient et évoluaient bien plus tôt que prévu.

Le projet, connu sous le nom de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), a scruté plusieurs parcelles de ciel, dont une dans la constellation Fornax – qui est devenue célèbre en 2004 après que le télescope spatial Hubble l’a regardé pendant 11 jours, révélant des milliers de galaxies. . Contrairement à Hubble, le JWST fonctionne principalement dans les longueurs d’onde infrarouges de la lumière, ce qui le rend idéal pour repérer des galaxies extrêmement éloignées, dont la lumière s’étend à mesure que l’univers se développe, ce qui la fait apparaître plus rouge.

La lumière stellaire de ces objets a parcouru de si grandes distances qu’il semble que ce soit peu de temps après le Big Bang, il y a 13,8 milliards d’années. Les astronomes mesurent la distance à l’aide d’un facteur connu sous le nom de décalage vers le rouge : plus le décalage vers le rouge est important, plus un objet est éloigné.

Avant le lancement de JWST en 2021, seules quelques dizaines de galaxies ont été observées à des décalages vers le rouge supérieurs à 8. JADES a identifié un énorme 717 galaxies qui pourraient se trouver dans cette gamme.1. Ici, les astronomes aident nature Donnez un sens au déluge de données en choisissant certaines de leurs galaxies préférées (énumérées de la plus éloignée à la moins) et en expliquant ce que les objets peuvent nous apprendre sur les premiers jours de l’univers.

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Détenteur du record

Imagerie JWST NIRCam de JADES-GS-z13-0

Détenteur du record.Crédit : Collaboration JADES, P. Robertson et al./astronomie naturelle

Cette légère tache rouge ne ressemble peut-être pas à grand-chose, mais c’est le détenteur actuel du record de l’objet connu le plus éloigné de l’univers. JWST a découvert la galaxie, connue sous le nom de JADES-GS-z13-0, à la fin de l’année dernière, puis a confirmé2, grâce à des études détaillées de la lumière des étoiles, qu’elle se situe à un décalage vers le rouge de 13,2. Cela signifie qu’il avait la même apparence que 320 millions d’années seulement après le Big Bang.

La galaxie est physiquement petite, quelques centaines d’années-lumière de diamètre, mais elle produit de nouvelles étoiles à un rythme comparable à la Voie lactée d’aujourd’hui, explique Brant Robertson, astronome à l’Université de Californie à Santa Cruz. Ceci est remarquable car les scientifiques pensaient que les premières galaxies qui se sont formées dans l’univers se réuniraient lentement à mesure que les étoiles s’embrasaient et s’unissaient. JADES-GS-z13-0 et d’autres choses comme ça apparaissent3 que les premières galaxies étaient des foyers de formation d’étoiles.

« Ces galaxies sont les éléments constitutifs de la structure de l’univers », explique Kevin Heinlein, astronome à l’Université d’Arizona à Tucson. Avec JWST, ajoute-t-il, « on les voit partout ».

Os de chien brillant

Imagerie JWST NIRCam de JADES-GS +53.076-27.807

Os de chien brillant.Crédit : Collaboration JADES

Les chercheurs pensent que cet objet en forme d’os de chien est à un décalage vers le rouge de 11,3, bien que cette distance doive encore être confirmée. En supposant que cela ressemble à ce qu’il était environ 400 millions d’années après le Big Bang.

JWST a détecté plus de structures plus tôt dans l’univers que quiconque ne s’y attendait : les os de chien semblent être deux galaxies plus petites en train de fusionner. Ainsi, 400 millions d’années après le Big Bang, l’univers avait déjà formé des étoiles qui s’étaient fusionnées en galaxies, et deux de ces galaxies s’étaient réunies.

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Avant que le télescope spatial James Webb ne commence à sonder le ciel nocturne, les scientifiques ne pensaient pas que ce mouvement galactique était possible si tôt dans l’univers. « Je ne m’attendais pas du tout à voir ces types d’objets dans nos données », déclare Hainline.

Celui qui a (peut-être) les premières étoiles

La région autour de GN-z11.

Celui qui a (peut-être) les premières étoiles.Crédit : Collaboration JADES, S. Tacchella et al./arXiv (CC BY 4.0)

À un décalage vers le rouge de 10,6, cette galaxie apparaît étonnamment brillante juste 430 millions d’années après le Big Bang, dit Robertson. La galaxie appelée GN-z11, repérée pour la première fois par Hubble, est apparue comme une boule incroyablement compacte sous le regard de JWST.4. Cette luminosité peut provenir d’un trou noir supermassif en son centre, autour duquel gaz et poussière protégés tourbillonnent en spirale5.

D’autres observations du JWST indiquent que cette galaxie contient certaines des premières étoiles formées dans l’univers6. La preuve, sous la forme de poches chimiquement inhabituelles d’hélium gazeux primordial autour des bords de la galaxie, est provisoire.

Mais les premières étoiles étaient principalement composées d’hydrogène et d’hélium, avec très peu d’autres éléments chimiques. C’est exactement ce que JWST a peut-être repéré sur le GN-z11. Si tel est le cas, cela réalisera le rêve de longue date des astronomes de découvrir ces étoiles.

Un gros grumeleux

Imagerie JWST NIRCam de JADES-GS-53.08-27.86

Un gros grumeleux.Crédit : Collaboration JADES, KN Heinline et al./arXiv (CC BY 4.0)

Cette galaxie bombée est située à un décalage vers le rouge de 8, ce qui la place à environ 300 millions d’années derrière le détenteur du record. Cependant, en raison de la structure grumeleuse qu’il avait développée, ces 300 millions d’années ont dû être pleines d’excitation.

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Si les 13,8 milliards d’années d’histoire de l’univers étaient compressées dans un film de deux heures, dit Hainline, les cinq premières minutes – qui tracent tout ce qui suit – mettraient en vedette toutes les premières galaxies détectées par le JWST. Et cette galaxie massive, qui s’étend sur environ 3,7 kilofarcis (12 000 années-lumière) de diamètre, indique que l’univers était dynamique depuis le début.

À l’envers

Image de la galaxie rouge, verte et bleue (F444W-F410M-F277W), avec le noyau central et le disque proéminents.

À l’envers.Crédit : Collaboration JADES, WM Baker et al./arXiv (CC BY 4.0)

Cette petite galaxie, vue 700 millions d’années après le Big Bang, a plus d’étoiles qui se forment dans sa périphérie qu’en son centre.

« C’est la première fois que nous pouvons mesurer la croissance interne à un stade aussi précoce » de l’univers, explique Sandro Taquila, astrophysicien à l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni. Ceci est surprenant car la théorie suggère le contraire – que les premières galaxies devaient avoir des étoiles se formant près de leurs centres.

Cette galaxie semble avoir commencé tout de suite, formant autant d’étoiles dans son noyau compact que les plus grandes galaxies le font maintenant7. Après cela, il s’est tourné vers la fabrication d’étoiles à sa périphérie, qui est le stade auquel les astronomes peuvent le voir aujourd’hui.

rose cosmique

Jades Nircam "rose cosmique"

rose cosmiqueCrédit : Collaboration JADES, DJ Eisenstein et coll./ arXiv (CC BY 4.0)

Ce groupe de galaxies très poussiéreuses et très rouges, en forme de fleur, a attiré l’attention de l’équipe JADES presque immédiatement, ce qui lui a valu le surnom de Rose cosmique.

« Il occupe une place particulière au sein de l’équipe », explique Stacy Alberts, astronome à l’Université d’Arizona à Tucson. « Scientifiquement, c’est une belle démonstration du bond en avant de JWST dans la compréhension de la rougeur de l’univers. »

Les galaxies de la rosette ne sont probablement pas physiquement liées les unes aux autres, car elles se trouvent à des distances variables qui incluent des décalages vers le rouge de 2,5 à 3,9. Mais ces valeurs la placent au cœur du « midi cosmique », une période d’environ trois milliards d’années après le Big Bang, lorsque les galaxies ont formé des étoiles si rapidement et vigoureusement qu’elles ont produit la plupart des étoiles connues dans l’univers aujourd’hui.

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Le brouillard rencontre les montagnes des Salomon

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Le brouillard rencontre les montagnes des Salomon

Prise par un astronaute à bord de la Station spatiale internationale oblique – oblique Une photo des monts Salomon, au centre du Pakistan. Cette amplitude est due à la lente collision des plaques tectoniques indienne et eurasienne qui a commencé il y a environ 60 millions d'années. Les sommets s'élèvent à plus de 3 000 mètres (10 000 pieds) au-dessus du niveau de la mer dans la partie nord de la chaîne de montagnes, comme le montre cette image.

Les monts Salomon forment une barrière naturelle entre les plateaux à l'ouest et la vallée de l'Indus à l'est. Les vents soufflant de l'océan Indien et de la plaine inondable de l'Indus transportent l'humidité et les particules vers l'intérieur des terres, provoquant des inondations. Un mélange de brume, de brume et de nuages Se former du côté sous le vent de la chaîne de montagnes.

Les nuages ​​et le brouillard ne peuvent pas traverser les terrains montagneux de haute altitude. Flux forcé du terrain Au lieu de cela, des conduits d'air autour de la cuisinière. Cependant, un petit courant de vapeur peut être vu passer à travers des brèches dans la barrière près de la ville de Dana Sar, où il traverse une vallée de montagne.

Une caractéristique unique de la photographie des astronautes de la Terre est la capacité des membres de l'équipage à mettre en valeur les caractéristiques du paysage en prenant des photos de Attentes – Opinions Autre que le rectum (anadir). Cette photo profite de la vue oblique pour mettre en valeur la robustesse des monts Salomon en mettant en valeur les ombres créées par le terrain.

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Photo d'un astronaute ISS070-E-42565 Acquis le 17 décembre 2023 avec un appareil photo numérique Nikon D5 utilisant une focale de 460 mm. Il est fourni par l’installation d’observation de la Terre de l’équipage de la Station spatiale internationale et l’unité des sciences de la Terre et de télédétection du Johnson Space Center. La photo a été prise par l'un des membres Equipage d'expédition 70. L'image a été recadrée et améliorée pour améliorer le contraste, et les éléments de lentille ont été supprimés. le Programme de la Station spatiale internationale Accompagne le laboratoire dans le cadre de Laboratoire national de l'ISS Aider les astronautes à prendre des images de la Terre qui seront d'une grande valeur pour les scientifiques et le public, et rendre ces images librement accessibles sur Internet. Des photos supplémentaires prises par les astronautes et les astronautes peuvent être consultées sur NASA/JSC Portail pour les photographies de la Terre par les astronautes. Commentaire de Kadan Cummings, Jacobs, contrat JETS II à la NASA-JSC.

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Le satellite chinois Einstein Probe prend ses premières photos en orbite – Xinhua

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Le satellite chinois Einstein Probe prend ses premières photos en orbite – Xinhua
Cette image montre une vue prise par le télescope à rayons X à grand champ (WXT) pointé vers le centre de la Voie lactée pendant environ 40 000 secondes. (Centre national des sciences spatiales de l'Académie chinoise des sciences/communiqué via l'agence de presse Xinhua)

BEIJING, 27 avril 2020 (Xinhua) – Le satellite astronomique chinois Einstein Probe, envoyé dans l'espace en janvier de cette année, a capturé les premières images de découverte en orbite, qui ont été présentées lors d'un forum parallèle au Forum Zhongguancun 2024 à Pékin. Le samedi.

Inspiré par les fonctions des yeux de homard, l'EP utilise une nouvelle technologie de détection aux rayons X pour détecter de mystérieux phénomènes transitoires dans l'univers qui clignotent comme des feux d'artifice.

Depuis le lancement de la sonde le 9 janvier de cette année, des tests opérationnels ont été effectués, confirmant la fonctionnalité et les spécifications, a déclaré Yuan Weimin, chercheur principal de la mission EP et chercheur aux Observatoires astronomiques nationaux de l'Académie chinoise des sciences. Performances du satellite EP et de ses instruments scientifiques.

Pendant la phase d'exploitation, EP a détecté 17 transitoires de rayons X et 127 éruptions stellaires. Ces résultats ont guidé un groupe de télescopes au sol et dans l'espace lors d'observations ultérieures dans plusieurs bandes d'ondes, a déclaré Yuan.

Yuan a ajouté que l'analyse préliminaire des données de l'EP et d'autres télescopes a confirmé la capacité de l'EP à détecter diverses sources de rayons X et même de nouveaux types d'objets, ainsi que son rôle important dans la révélation de l'évolution de l'univers et de la structure de l'espace-temps.

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« Grâce à de grands efforts, notre équipe a rendu possible cette mission presque impossible », a déclaré Yuan.

Zhang Chen, chercheur principal adjoint à l'EP, a déclaré que la sonde avait pris des images aux rayons X de divers objets célestes pendant sa phase de fonctionnement. Ces observations ont démontré les capacités exceptionnelles des deux instruments scientifiques de l'EP : le télescope à rayons X à grand champ (WXT) pour observer un panorama du ciel en rayons X, et le télescope à rayons X de suivi (FXT) pour fournir une vue rapprochée du ciel aux rayons X. -Affiche et identifie les sources transitoires capturées par WXT.

Zhang a ajouté qu'EP poursuivrait ses activités d'étalonnage en orbite dans les mois à venir.

La mission EP fait partie d’une série de missions scientifiques spatiales dirigées par CAS. Il s'agit également d'une mission de coopération internationale avec la contribution de l'Agence spatiale européenne (ESA), de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre (MPE) en Allemagne et de l'agence spatiale française CNES.

La mission vise à aider les scientifiques à capturer la première lumière des explosions de supernova, à rechercher et à localiser les signaux de rayons X accompagnant les événements d'ondes gravitationnelles, et à détecter les trous noirs dormants et d'autres corps célestes faibles, éphémères et variables dans les confins de l'univers.

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L'écran de communication laser de la NASA transmet des données à plus de 140 millions de kilomètres

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L'écran de communication laser de la NASA transmet des données à plus de 140 millions de kilomètres

La démonstration de la technologie Deep Space Optical Communications (DSOC) de la NASA, qui se déroule à bord du vaisseau spatial Psyche de la NASA, continue de battre des records. Bien que le vaisseau spatial ne repose pas sur les communications optiques pour envoyer des données, la nouvelle technologie a démontré sa capacité en envoyant une copie des données techniques à une distance de plus de 140 millions de miles (226 millions de kilomètres), soit 1,5 fois la distance entre la Terre et le Soleil. .

Il s’agit d’une réalisation record qui donne un aperçu de la manière dont les engins spatiaux utiliseront les communications optiques à l’avenir. Cette technologie pourrait permettre des communications à débit de données plus élevé pour des informations scientifiques complexes, ainsi que des images et des vidéos haute définition, le tout pour soutenir le prochain pas de géant de l'humanité : envoyer des humains sur Mars.

Le vaisseau spatial a été lancé le 13 octobre 2023 et est maintenant en route vers la principale ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter pour visiter l'astéroïde Psyché. Sa technologie de communication laser est conçue pour transmettre des données depuis l’espace lointain à des vitesses 10 à 100 fois plus rapides que les systèmes radiofréquences actuellement utilisés dans les missions dans l’espace lointain.

La démonstration de communications optiques de la NASA a montré qu'elle peut transmettre des données de test à un débit maximum de 267 mégabits par seconde (Mbps) à partir du laser de liaison descendante proche infrarouge de son émetteur-récepteur laser. Cette vitesse est comparable aux vitesses de téléchargement Internet haut débit, ce qui en fait un développement passionnant pour l’avenir des communications par satellite.

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Le 11 décembre 2023, la NASA a pu envoyer une vidéo ultra haute définition de 15 secondes vers la Terre à une distance de 19 millions de kilomètres, soit environ 80 fois la distance entre la Terre et la Lune. La vidéo, ainsi que d'autres données de test, y compris des versions numériques d'œuvres d'art inspirées de l'ASU, ont été téléchargées sur l'émetteur-récepteur laser de l'aviation avant le lancement de Psyché l'année dernière.

Le taux de transfert de données du vaisseau spatial diminuait considérablement à mesure qu'il s'éloignait. Lors du test du 8 avril, le vaisseau spatial a pu transmettre des données de test à un débit maximum de 25 Mbps, bien au-dessus de l'objectif minimum du projet de 1 Mbps.

Cette visualisation montre la position du vaisseau spatial Psyché le 8 avril lorsque l'émetteur-récepteur laser aéronautique DSOC a transmis des données à un débit de 25 mégabits par seconde sur une portée de 140 millions de miles vers une station de liaison descendante sur Terre. Source de l'image : NASA/JPL-Caltech

De plus, l'équipe du projet a testé avec succès le système de communication optique de l'émetteur-récepteur en envoyant une partie des mêmes données au télescope Hale de l'observatoire Palomar de Caltech, et en transmettant en même temps les données au Deep Space Network de la NASA via un canal radiofréquence.

Après le lancement de Psyché, l'affichage des communications visuelles a été utilisé pour la première fois pour relier des données préchargées, qui comprenaient des données célèbres. Vidéo du chat Taters. Depuis lors, le projet a démontré que l'émetteur-récepteur peut recevoir des données provenant d'un laser de liaison montante à haute énergie situé dans les installations du JPL à Table Mountain, près de Wrightwood, en Californie.

Lors d'une récente « expérience de transformation », le projet a pu envoyer des données à un émetteur-récepteur, puis le relier à la Terre la même nuit, réalisant ainsi un aller-retour allant jusqu'à 280 millions de miles (450 millions de kilomètres). Parallèlement aux données du test, l'expérience a également transféré des photos numériques des animaux de compagnie vers Psyché et vice versa. De plus, il met en corrélation de grandes quantités de données techniques pour la démonstration technologique afin d'étudier les caractéristiques de la liaison de communication optique.

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