novembre 27, 2021

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Des astronomes découvrent des traces d’eau dans une galaxie lointaine, très lointaine

03 novembre 2021

(Nouvelles de NanwerkDe l’eau a été détectée dans la galaxie la plus massive de l’univers primitif, selon de nouvelles observations du groupe Large Millimeter/Sub Atacama (ALMA). Les scientifiques qui étudient SPT0311-58 ont trouvé du H20, ainsi que du monoxyde de carbone, dans la galaxie, située à environ 12,88 milliards d’années-lumière de la Terre. La découverte de ces deux particules en abondance indique que l’univers moléculaire était robuste peu de temps après la formation des éléments dans les étoiles primitives.

La nouvelle recherche comprend l’étude la plus détaillée de la teneur en gaz moléculaire d’une galaxie dans l’univers primitif à ce jour et la découverte la plus éloignée de H20 dans une galaxie à formation d’étoiles régulière. La recherche a été publiée dans Journal d’astrophysique.

SPT0311-58 se compose en fait de deux galaxies et a été vu pour la première fois par les scientifiques d’ALMA en 2017 à son emplacement ou à son moment à l’ère de la réionisation. Cette ère s’est produite à une époque où l’univers n’avait que 780 millions d’années – environ 5 % de son âge actuel – et les premières étoiles et galaxies étaient en train de naître. Les scientifiques pensent que les deux galaxies peuvent fusionner et que leur formation rapide d’étoiles non seulement consomme leur propre gaz ou carburant de formation d’étoiles, mais peut éventuellement évoluer en galaxies elliptiques massives comme celles observées dans l’univers local. Le rendu de cet artiste montre la traînée de poussière et les lignes moléculaires du monoxyde de carbone et de l'eau dans une paire de galaxies connues sous le nom de SPT0311-58. Le rendu de cet artiste montre la traînée de poussière et les lignes moléculaires du monoxyde de carbone et de l’eau dans une paire de galaxies connues sous le nom de SPT0311-58. Les données d’ALMA révèlent des abondances de CO et de H20 dans les deux plus grandes galaxies, indiquant que l’univers moléculaire était robuste peu de temps après la formation initiale des éléments. (Photo : ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Dagnello (NRAO)) (Cliquez sur l’image pour l’agrandir)

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« En utilisant les observations à haute résolution d’ALMA du gaz moléculaire dans une paire de galaxies connues collectivement sous le nom de SPT0311-58, nous avons détecté à la fois des molécules d’eau et de monoxyde de carbone dans les deux plus grandes galaxies. Cette galaxie est la plus massive de toutes », a déclaré Srivani Garugola, un astronome de l’Université de l’Illinois et le chercheur principal de la nouvelle recherche. Actuellement connu à un décalage vers le rouge élevé, ou à une époque où l’univers était encore très jeune, il contient plus de gaz et de poussière que les autres galaxies de l’univers primitif, ce qui donne nous offre de nombreuses opportunités potentielles d’observer les particules abondantes et de mieux comprendre comment ces éléments ont affecté la vie est créée sur l’évolution de l’univers primitif. »

L’eau, en particulier, est la troisième molécule la plus abondante dans l’univers après l’hydrogène moléculaire et le monoxyde de carbone. Des études antérieures sur les galaxies de l’univers local et de l’univers primitif ont lié l’émission d’eau et l’émission de rayonnement infrarouge lointain de la poussière. « La poussière absorbe les rayons ultraviolets des étoiles de la galaxie et les réémet sous forme de photons infrarouges lointains », a déclaré Garogula. Cela excite davantage les molécules d’eau, entraînant une émission d’eau que les scientifiques peuvent repérer. Dans ce cas, aidez-nous à détecter les émissions d’eau dans cette immense galaxie. Cette corrélation peut être utilisée pour développer l’eau comme traceur de la formation d’étoiles, qui peut ensuite être appliquée aux galaxies à l’échelle cosmique.

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L’étude des premières galaxies qui se sont formées dans l’univers aide les scientifiques à mieux comprendre la naissance, la croissance, l’évolution et tout ce qui se trouve dans l’univers, y compris le système solaire et la Terre. « Les premières galaxies forment des étoiles à un rythme des milliers de fois supérieur à celui de la Voie lactée. L’étude de la teneur en gaz et en poussière de ces premières galaxies nous apprend leurs caractéristiques, telles que le nombre d’étoiles formées, la vitesse à laquelle quel gaz est converti en étoiles, et comment les galaxies interagissent entre elles et entre elles, le milieu interstellaire, etc.  »

Selon Jarugula, il y a beaucoup à apprendre sur SPT0311-58 et les galaxies de l’univers primitif. « Non seulement cette étude fournit des réponses sur l’emplacement et la distance de l’eau dans l’univers, mais elle soulève également une grande question : comment tant de gaz et de poussière se sont-ils accumulés pour former des étoiles et des galaxies si tôt dans l’univers ? La réponse nécessite plus de l’étude de ces galaxies. et des galaxies formant des étoiles similaires pour mieux comprendre la formation et l’évolution structurelle de l’univers primitif. »

« Ce résultat passionnant, qui montre la puissance d’ALMA, s’ajoute à un nombre croissant d’observations de l’univers primitif », a déclaré Joe Pesci, astrophysicien et directeur du programme ALMA à la National Science Foundation. « Ces particules, qui sont importantes pour la vie sur Terre, se forment le plus rapidement possible, et les observer nous donne un aperçu des processus fondamentaux d’un univers très différent d’aujourd’hui. »

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