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

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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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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

Avez-vous vu le lancement du Starship de SpaceX plus tôt ce mois-ci ? Si cela a aiguisé votre appétit pour des lancements de fusées plus avancés, alors vous avez de la chance car cet été verra trois autres lancements de grande envergure.

Attendez-vous à une rare sortie de la fusée Falcon Heavy de SpaceX, au lancement de la première nouvelle fusée et à une tentative d’envoyer des astronautes plus loin dans l’espace que jamais depuis les missions Apollo de la NASA au début des années 1970.

Voici tout ce que vous devez savoir – et les dates de votre agenda.

Mardi 25 juin : Rare lancement et atterrissage tandem

Mission : SpaceX Falcon Heavy lance le satellite GOES-U de la NOAA.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

La dixième fusée SpaceX Falcon Heavy sera lancée aujourd’hui depuis le Kennedy Space Center en Floride, mettant en orbite un satellite météorologique NASA/NOAA GOES-U. GOES-U est unique en ce sens qu’il dispose d’un coronographe qui image mystérieusement l’atmosphère extérieure la plus chaude du Soleil, aidant ainsi les physiciens solaires à prédire avec plus de précision la météo spatiale.

Falcon Heavy est un lanceur lourd partiellement réutilisable, et le point culminant sera de voir ses deux propulseurs atterrir côte à côte sur deux plateformes côte à côte.

La NASA et SpaceX visent une fenêtre de lancement de deux heures qui s’ouvrira à 17 h 16 HNE le mardi 25 juin, mais gardez un œil sur SpaceX se nourrit de X Pour un timing précis.

Mardi 9 juillet : Une nouvelle fusée puissante décolle pour la première fois dans le ciel

Mission : Lancer pour la première fois la nouvelle fusée géante en Europe.

Où regarder : Agence spatiale européenne site Web ou Chaîne Youtube.

L’Agence spatiale européenne a confirmé le premier lancement de la sonde Ariane 6 depuis le port spatial européen en Guyane française.

Le nouveau lanceur lourd européen remplace Ariane 5 et dispose d’un étage supérieur rallumable, qui lui permettra de lancer plusieurs missions sur différentes orbites en un seul vol.

Vendredi 12 juillet : Polaris Dawn atteint 870 milles au-dessus de la Terre

Mission : SpaceX Falcon 9 lancera un équipage commercial de quatre astronautes privés dans l’espace à bord d’une capsule Dragon.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

Le programme Polaris est un partenariat avec SpaceX qui verra jusqu’à trois missions de vols spatiaux habités pour démontrer de nouvelles technologies. Elle est dirigée par Jared Isaacman, fondateur de Shift4 Payments, parti dans l’espace en tant que commandant de la mission SpaceX Inspiration4 en septembre 2021.

Cette première mission, « Polaris Dawn », verra le vaisseau spatial Dragon avec quatre astronautes (Isaacman, Scott Poteet, Sarah Gillies et Anna Menon) voler à 870 milles au-dessus de la Terre, le niveau le plus élevé depuis les missions Apollo sur la Lune.

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Récupère mes livres Observation des étoiles en 2024, Programme d’observation des étoiles pour débutants Et Quand aura lieu la prochaine éclipse ?

Je vous souhaite un ciel clair et des yeux écarquillés.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

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Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

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