Connect with us

science

Découvrir l'origine de circuits radio rares dans l'univers

Published

on

Découvrir l'origine de circuits radio rares dans l'univers

Cet article a été révisé selon Science Processus d'édition
Et Stratégies.
Éditeurs Les fonctionnalités suivantes ont été mises en avant tout en garantissant la crédibilité du contenu :

Vérification des faits

Publication évaluée par des pairs

source fiable

Relecture

Simulation des vents provoqués par des explosions stellaires à trois périodes différentes, à partir d'il y a 181 millions d'années. La moitié supérieure de chaque image montre la température du gaz, tandis que la moitié inférieure montre la vitesse radiale. Crédit : Cassandra Luchas / Institut scientifique du télescope spatial

× Fermer

Simulation des vents provoqués par des explosions stellaires à trois périodes différentes, à partir d'il y a 181 millions d'années. La moitié supérieure de chaque image montre la température du gaz, tandis que la moitié inférieure montre la vitesse radiale. Crédit : Cassandra Luchas / Institut scientifique du télescope spatial

Ce n'est pas tous les jours que les astronomes disent : « Qu'est-ce que c'est ? Après tout, la plupart des phénomènes astronomiques observés sont connus : étoiles, planètes, trous noirs, galaxies. Mais en 2019, le nouveau télescope ASKAP (Australian Square Kilometer Array) a capturé quelque chose que personne n'avait jamais vu auparavant : des cercles d'ondes radio si grands qu'ils contiennent des galaxies entières en leur centre.

Alors que la communauté astrophysique essayait de déterminer ce qu’étaient ces cercles, elle voulait également savoir « pourquoi » ces cercles existaient. Aujourd'hui, une équipe dirigée par Alison Coyle, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'Université de Californie à San Diego, pense avoir trouvé la réponse : les cercles sont des coquilles formées par des vents galactiques, peut-être à partir d'étoiles massives explosives connues sous le nom de supernovas. Leurs travaux sont publiés dans nature.

Cowell et ses collaborateurs ont étudié les galaxies massives en « étoile » capables de propulser ces vents extrêmement rapides. Les galaxies Starburst ont un taux de formation d’étoiles exceptionnellement élevé. Lorsque les étoiles meurent et explosent, elles expulsent du gaz de l’étoile et de ses environs dans l’espace interstellaire. Si suffisamment d’étoiles explosent à proximité les unes des autres en même temps, la force de ces explosions peut pousser le gaz hors de la galaxie elle-même et dans le vent, qui peut se déplacer à des vitesses allant jusqu’à 2 000 kilomètres par seconde.

« Ces galaxies sont vraiment intéressantes », a déclaré Cowell, qui est également président du Département d'astronomie et d'astrophysique. « Ils se produisent lorsque deux grandes galaxies entrent en collision. La fusion pousse tout le gaz dans une très petite zone, provoquant une intense explosion de formation d'étoiles. Les étoiles massives brûlent rapidement et lorsqu'elles meurent, elles expulsent leur gaz dans les vents. »

Source énorme, rare et inconnue

Les progrès technologiques ont permis à ASKAP de scanner de grandes parties du ciel dans des limites très faibles, rendant les circuits radio individuels (ORC) détectables pour la première fois en 2019. Les ORC étaient énormes : des centaines de kiloparsecs de diamètre, ce qui équivaut à Un kiloparsec équivaut à 3 260 années-lumière. (Pour référence, la Voie Lactée mesure environ 30 kiloparsecs.)

Une simulation informatique d'un vent galactique à réaction tiré à une vitesse initiale de 450 kilomètres par seconde et un débit massique de 200 masses solaires par an, qui souffle du gaz hors de la galaxie pendant 200 millions d'années dans le milieu galactique environnant. Le panneau de gauche montre la température du gaz et le panneau de droite montre la densité du gaz. Cette simulation fournit une explication possible de l’origine des circuits radio individuels. Crédit : Cassandra Luchas / Institut scientifique du télescope spatial

Plusieurs théories ont été proposées pour expliquer l'origine des ORC, notamment les fusions de nébuleuses planétaires et de trous noirs, mais les données radio à elles seules n'ont pas permis de faire la distinction entre les théories.

Cowell et ses collaborateurs étaient intrigués et pensaient qu'il était possible que les anneaux radio soient une évolution des stades ultérieurs des galaxies en étoile qu'ils étudiaient. Ils ont commencé des recherches sur ORC 4, le premier ORC découvert et observable depuis l'hémisphère nord.

Jusqu’alors, les ORC n’étaient observés que par leurs émissions radio, sans aucune donnée optique. L'équipe de Cowell a utilisé un spectrographe de champ intégré à l'observatoire WM Keck de Maunakea, à Hawaï, pour examiner ORC 4, qui a révélé une énorme quantité de gaz comprimé, chauffé et intensément lumineux, bien plus que ce que l'on voit dans la galaxie moyenne.

Avec plus de questions que de réponses, l'équipe se met au travail de détective. À l’aide de données d’imagerie optique et infrarouge, ils ont déterminé que les étoiles de la galaxie ORC 4 ont environ 6 milliards d’années. « Il y a eu une explosion de la formation d'étoiles dans cette galaxie, mais elle s'est terminée il y a environ un milliard d'années », a déclaré Cowell.

Cassandra Luchas, chercheuse postdoctorale au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, spécialisée dans l'aspect théorique des vents galactiques et co-auteur de l'article, a effectué un ensemble de simulations informatiques numériques pour reproduire la taille et les propriétés de la radio à large bande. Un anneau contenant une grande quantité de gaz froid a été projeté dans la galaxie centrale.

Leurs simulations ont montré que les vents galactiques soufflent pendant 200 millions d’années avant de s’arrêter. Lorsque les vents se sont arrêtés, le choc vers l'avant a continué à pousser le gaz à haute température hors de la galaxie et a créé un anneau radio, tandis que le choc inverse a envoyé du gaz froid retomber sur la galaxie. La simulation a duré plus de 750 millions d’années, dans l’âge stellaire estimé à 1 milliard d’années pour ORC 4.

« Pour que cela fonctionne, vous avez besoin d'un débit massique élevé, ce qui signifie qu'il éjecte beaucoup de matière très rapidement. Et le gaz environnant à l'extérieur de la galaxie doit être de faible densité, sinon le choc s'arrêtera. Ce sont les deux clés. facteurs », a déclaré Cowell.

« Il s'avère que les galaxies que nous avons étudiées ont des débits massiques élevés. Ils sont rares, mais ils existent. Je pense vraiment que cela indique des ORC résultant d'une sorte de vent galactique. »

Non seulement les vents fluides peuvent aider les astronomes à comprendre les ORC, mais les ORC peuvent également aider les astronomes à comprendre les vents fluides.

« Les ORC nous permettent de voir les vents grâce aux données radio et à la spectroscopie », a déclaré Cowell.

« Cela peut nous aider à déterminer la fréquence de ces vents galactiques intenses et fluides et quel est le cycle de vie du vent. Cela peut également nous aider à en apprendre davantage sur l'évolution des galaxies : toutes les galaxies massives passent-elles par une phase ORC ? Les galaxies spirales tournent-elles en elliptiques alors qu'ils ne le font pas. Formation d'étoiles plus longue ? Je pense que nous pouvons apprendre beaucoup de choses sur les ORC et apprendre des ORC. « 

Plus d'information:
Le fichier Allison, un gaz ionisé s'étendant sur plus de 40 kiloparsecs dans une galaxie hôte dotée d'un circuit radio exotique, nature (2024). est ce que je: 10.1038/s41586-023-06752-8. www.nature.com/articles/s41586-023-06752-8

Informations sur les magazines :
nature


READ  Justin Simon nourrit la persévérance lors de la première étape de l'échantillonnage de la roche martienne
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Une étude réalisée en Oregon a révélé que les baleines grises de la côte du Pacifique sont devenues 13 % plus petites au cours des 20 à 30 dernières années.

Published

on

Les baleines grises qui passent l’été à se nourrir dans les eaux peu profondes au large de la côte nord-ouest du Pacifique ont connu une diminution significative de leur longueur depuis 2000 environ, selon une nouvelle étude de l’Université d’État de l’Oregon.

Selon les chercheurs, la taille plus petite pourrait avoir de graves conséquences sur la santé et le succès reproductif des baleines affectées, et également sonner l’alarme sur l’état du réseau trophique dans lequel elles coexistent.

« Cela pourrait être un signe avant-coureur indiquant que l’abondance de ce groupe d’animaux commence à décliner ou n’est pas en bonne santé », a déclaré KC Perlich, co-auteur de l’étude et professeur adjoint au Marine Mammal Institute de l’Ohio State University à Newport. « Les baleines sont les gardiennes de l’écosystème, donc si les populations de baleines ne se portent pas bien, cela pourrait nous en apprendre beaucoup sur l’environnement lui-même. »

L’étude, publiée dans la revue Global Change Biology, a porté sur le Pacific Coast Feeding Group (PCFG), un petit sous-groupe d’environ 200 baleines grises au sein du plus grand groupe du Pacifique Nord-Est (ENP) d’environ 14 500 baleines. Cette sous-population reste plus près des côtes de l’Oregon, se nourrissant dans les eaux moins profondes et plus chaudes des mers arctiques, où la majeure partie de la population de baleines grises passe la majeure partie de l’année.

Des études récentes menées par l’Ohio State University ont montré que les baleines de cette sous-population sont plus petites et dans une condition physique généralement pire que celles de leurs homologues ENP. L’étude actuelle révèle qu’ils ont diminué au cours des dernières décennies.

READ  Des astronomes ont découvert des « embouteillages » de trous noirs dans les centres galactiques

Le laboratoire d’écologie géospatiale de la mégafaune marine (GEMM) du Marine Mammal Institute étudie ce sous-groupe de baleines grises depuis 2016, notamment en faisant voler des drones au-dessus des baleines pour mesurer leur taille. À l’aide d’images de 2016 à 2022 de 130 baleines individuelles d’âges connus ou estimés, les chercheurs ont déterminé qu’une baleine grise adulte née en 2020 devrait atteindre une longueur de corps adulte de 1,65 mètres (environ 5 pieds 5 pouces), soit plus courte que une baleine grise née avant 2000. Pour les baleines grises PCFG qui atteignent 38 à 41 pieds de longueur à pleine maturité, cela représente une perte de plus de 13 % de leur longueur totale.

Si la même tendance se produisait chez les humains, la taille moyenne d’une femme américaine passerait de 5 pieds 4 pouces à 4 pieds 8 pouces en 20 ans.

« En général, la taille est cruciale pour les animaux », a déclaré Enrico Perrotta, auteur principal de l’étude et chercheur à l’Université de St. Andrews en Écosse. « Cela affecte leur comportement, leur physiologie et leur histoire de vie, et a des effets en cascade sur les animaux et sur la société dont ils font partie. »

Les jeunes baleineaux en âge de sevrage pourraient ne pas être en mesure de gérer l’incertitude liée au fait de devenir indépendant, ce qui peut affecter les taux de survie, a déclaré Perrotta.

Pour les baleines grises adultes, l’une des plus grandes préoccupations est le succès de la reproduction.

« Comme ces baleines sont plus petites, des questions se posent quant à leur efficacité à stocker et à allouer l’énergie nécessaire à leur croissance et à maintenir leur santé. Plus important encore, sont-elles capables de fournir suffisamment d’énergie pour se reproduire et maintenir la croissance de la population ? » « , a déclaré Berlic.

READ  Étendre l'Internet de la Terre à Mars avec des serveurs de données orbitaux

Les cicatrices que les baleines PCFG souffrent des collisions avec des bateaux et des enchevêtrements dans les engins de pêche font également craindre à l’équipe que leur taille corporelle plus petite combinée à leurs réserves d’énergie inférieures puissent rendre les baleines moins résistantes aux blessures.

L’étude a également examiné les modèles de l’environnement océanique qui régulent probablement la disponibilité de nourriture pour ces baleines grises au large de la côte Pacifique en suivant les cycles de « remontée d’eau » et de « relaxation » dans l’océan. Le courant de l’eau qui coule balaye les nutriments des zones profondes vers les zones peu profondes, tandis que des périodes de relaxation permettent ensuite à ces nutriments de rester dans des zones peu profondes où la lumière permet au plancton et à d’autres petits organismes de se développer, y compris les proies des baleines grises.

« Sans un équilibre entre la montée des eaux du fond et leur relâchement, l’écosystème pourrait ne pas être en mesure de produire suffisamment de proies pour supporter la grande taille de ces baleines grises », a déclaré le co-auteur Lee Torres, professeur agrégé et directeur du laboratoire GEMM. à l’Université d’État de l’Ohio.

Perrotta a déclaré que les données montrent que la taille des baleines a diminué en conjonction avec des changements dans l’équilibre entre la montée et la détente des eaux de fond.

« Nous n’avons pas examiné spécifiquement comment le changement climatique affecte ces tendances, mais nous savons de manière générale que le changement climatique affecte l’océanographie du nord-est du Pacifique à travers des changements dans la configuration des vents et la température de l’eau », a-t-il déclaré. « Ces facteurs et d’autres affectent la dynamique des fluctuations et des relâchements dans la région. »

READ  La capsule Orion de la NASA patauge dans l'océan Pacifique

Maintenant qu’ils savent que la taille du corps des baleines grises PCFG est en déclin, les chercheurs affirment se poser de nombreuses nouvelles questions sur les conséquences ultimes de ce déclin et les facteurs qui pourraient y contribuer.

« Nous entamons notre neuvième saison sur le terrain pour étudier le sous-groupe PCFG », a déclaré Perlich. « Il s’agit d’un ensemble de données puissant qui nous permet de détecter les changements dans l’état corporel chaque année. Nous examinons donc maintenant les facteurs environnementaux de ces changements. »

Les autres co-auteurs de l’article sont Lisa Hildebrand, Clara Byrd et Alejandro Ajo de l’Ohio State University, ainsi que Leslie New de l’Ursinus College en Pennsylvanie.

Continue Reading

science

La formation par simulation basée sur l’IA améliore les performances humaines dans les exosquelettes robotiques

Published

on

Des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord ont démontré une nouvelle méthode qui exploite l’intelligence artificielle (IA) et les simulations informatiques pour entraîner des exosquelettes robotiques afin d’aider de manière indépendante les utilisateurs à économiser de l’énergie lorsqu’ils marchent, courent et montent les escaliers.

« Ce travail propose et démontre un nouveau cadre d’apprentissage automatique qui comble le fossé entre la simulation et la réalité pour contrôler de manière autonome des robots portables afin d’améliorer la mobilité et la santé des humains », explique Hao Su, auteur correspondant d’un article sur les travaux qui seront publiés. Le 12 juin dans le magazine nature.

« Les exosquelettes ont un énorme potentiel pour améliorer les performances des locomotives humaines », déclare Su, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à l’Université d’État de Caroline du Nord. « Cependant, leur développement et leur déploiement à grande échelle sont limités par de longues exigences en matière de tests humains et par des lois sur la surveillance manuelle.

« L’idée de base ici est que l’IA incorporée dans l’exosquelette portable apprend à aider les gens à marcher, courir ou grimper dans une simulation informatique, sans nécessiter aucune expérience », explique Su.

Plus précisément, les chercheurs se sont concentrés sur l’amélioration du contrôle autonome dans les systèmes d’IA incorporés, c’est-à-dire les systèmes dans lesquels le logiciel d’IA est intégré à la technologie des robots physiques. Ce travail visait à enseigner aux exosquelettes robotiques comment aider les personnes en bonne santé à effectuer divers mouvements. En règle générale, les utilisateurs doivent passer des heures à « entraîner » l’exosquelette afin que la technologie sache quelle force est nécessaire – et quand appliquer cette force – pour aider les utilisateurs à marcher, courir ou monter les escaliers. La nouvelle méthode permet aux utilisateurs de profiter immédiatement des exosquelettes.

READ  Les astronomes ont identifié un nouveau système multi-planète similaire à Tatooine

« Ce travail fait de la science-fiction une réalité, permettant aux gens de dépenser moins d’énergie tout en effectuant diverses tâches », explique Su.

« Nous avons développé une méthode pour former et contrôler des robots portables qui profitent directement aux humains », explique Xuzhen Lu, premier auteur de l’article et ancien chercheur postdoctoral à NC State. Luo est maintenant professeur adjoint à l’Université aéronautique Embry-Riddle.

Par exemple, lors de tests sur des humains, les chercheurs ont découvert que les participants à l’étude utilisaient 24,3 % d’énergie métabolique en moins lorsqu’ils marchaient avec un exosquelette robotique que lorsqu’ils marchaient sans exosquelette. Les participants ont utilisé 13,1 % d’énergie en moins lorsqu’ils couraient dans l’exosquelette et 15,4 % d’énergie en moins lorsqu’ils montaient les escaliers.

« Il est important de noter que ces réductions de puissance comparent les performances de l’exosquelette robotique à celles d’un utilisateur ne portant pas l’exosquelette », explique Su. « Cela signifie qu’il s’agit d’une mesure réelle de la quantité d’énergie économisée par l’exosquelette. »

Bien que cette étude se soit concentrée sur le travail des chercheurs auprès de personnes en bonne santé, la nouvelle méthode s’applique également aux applications d’exosquelettes robotiques visant à aider les personnes à mobilité réduite.

« Notre cadre peut offrir une stratégie généralisable et évolutive pour le développement rapide et l’adoption généralisée d’une variété de robots d’assistance pour les personnes en bonne santé et à mobilité réduite », explique Su.

« Nous en sommes aux premiers stades de tests des performances de la nouvelle méthode sur des exosquelettes robotiques utilisés par des personnes âgées et des personnes souffrant de troubles neurologiques, tels que la paralysie cérébrale. Nous souhaitons également explorer comment cette méthode peut améliorer les performances des dispositifs prothétiques robotiques. pour la population amputée.

READ  Le ciel n'est pas la limite pour les tempêtes solaires, les diamants sur Mercure et plus

Cette recherche a été menée avec le soutien de la National Science Foundation sous les prix n° 1944655 et 2026622 ; Institut national de recherche sur le handicap, la vie indépendante et la réadaptation, dans le cadre de la bourse 90DPGE0019 et de la bourse de recherche suisse SFGE22000372 ; et les National Institutes of Health, sous le prix 1R01EB035404.

Shuzhen Luo et Hao Su sont co-inventeurs de la propriété intellectuelle liée au contrôleur évoquée dans ce travail. Su est également co-fondateur et détient un intérêt financier dans Picasso Intelligence, LLC, qui développe des exosquelettes.

Continue Reading

science

La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

Published

on

La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

La capsule Starliner de Boeing poursuit une inspection approfondie lors de sa toute première mission d’astronaute.

Starliner a été lancé le 5 juin, transportant les astronautes de la NASA Butch Wilmore et Sonny Williams vers la Station spatiale internationale (ISS) pour une croisière connue sous le nom de Crew Flight Test (CFT).

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023