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Des messagers astronomiques ressemblant à des fantômes révèlent une nouvelle vision de la Voie lactée

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Des messagers astronomiques ressemblant à des fantômes révèlent une nouvelle vision de la Voie lactée

Composition d’artiste de la Voie lactée vue avec une lentille à neutrinos (bleue). Crédit : IceCube Collaboration / US National Science Foundation (Lily Le & Shawn Johnson) / ESO (S. Brunier)

Pour la première fois, l’Observatoire de neutrinos IceCube a créé une image de[{ » attribute= » »>Milky Way using neutrinos—minuscule, elusive particles of the cosmos. This revolutionary data comes from an international collaboration of over 350 scientists and is backed by the National Science Foundation and fourteen additional countries. The groundbreaking observatory is located at the South Pole and employs over 5,000 light sensors to detect high-energy neutrinos that originate from both our galaxy and beyond.

Our Milky Way galaxy is an awe-inspiring feature of the night sky, viewable with the naked eye as a horizon-to-horizon hazy band of stars. Now, for the first time, the IceCube Neutrino Observatory has produced an image of the Milky Way using neutrinos—tiny, ghostlike astronomical messengers. In an article published on June 30 in the journal Science, the IceCube Collaboration, an international group of over 350 scientists, presents evidence of high-energy neutrino emission from the Milky Way.

The high-energy neutrinos, with energies millions to billions of times higher than those produced by the fusion reactions that power stars, were detected by the IceCube Neutrino Observatory, a gigaton detector operating at the Amundsen-Scott South Pole Station. It was built and is operated with National Science Foundation (NSF) funding and additional support from the fourteen countries that host institutional members of the IceCube Collaboration.

Milky Way in Neutrinos

The neutrino view (blue sky map) in front of an artist’s impression of the Milky Way. Credit: IceCube Collaboration/Science Communication Lab for CRC 1491

This one-of-a-kind detector encompasses a cubic kilometer of deep Antarctic ice instrumented with over 5,000 light sensors. IceCube searches for signs of high-energy neutrinos originating from our galaxy and beyond, out to the farthest reaches of the universe.

“What’s intriguing is that, unlike the case for light of any wavelength, in neutrinos, the universe outshines the nearby sources in our own galaxy,” says Francis Halzen, a professor of physics at the University of Wisconsin–Madison and principal investigator of IceCube.

“As is so often the case, significant breakthroughs in science are enabled by advances in technology,” says Denise Caldwell, director of NSF’s Physics Division. “The capabilities provided by the highly sensitive IceCube detector, coupled with new data analysis tools, have given us an entirely new view of our galaxy—one that had only been hinted at before. As these capabilities continue to be refined, we can look forward to watching this picture emerge with ever-increasing resolution, potentially revealing hidden features of our galaxy never before seen by humanity.”

IceCube Lab Under Starry Sky

A view of the IceCube Lab with a starry night sky showing the Milky Way and green auroras. Credit: Yuya Makino, IceCube/NSF

Interactions between cosmic rays–high-energy protons and heavier nuclei, also produced in our galaxy–and galactic gas and dust inevitably produce both gamma rays and neutrinos. Given the observation of gamma rays from the galactic plane, the Milky Way was expected to be a source of high-energy neutrinos.

“A neutrino counterpart has now been measured, thus confirming what we know about our galaxy and cosmic ray sources,” says Steve Sclafani, a physics PhD student at Drexel University, IceCube member, and co-lead analyzer.

The search focused on the southern sky, where the bulk of neutrino emission from the galactic plane is expected near the center of our galaxy. However, until now, the background of muons and neutrinos produced by cosmic-ray interactions with the Earth’s atmosphere posed significant challenges.

Francis Halzen

Francis Halzen, IceCube PI and professor at UW–Madison. Credit: EL PAIS/BERNARDO PÉREZ

To overcome them, IceCube collaborators at Drexel University developed analyses that select for “cascade” events, or neutrino interactions in the ice that result in roughly spherical showers of light. Because the deposited energy from cascade events starts within the instrumented volume, contamination of atmospheric muons and neutrinos is reduced. Ultimately, the higher purity of the cascade events gave a better sensitivity to astrophysical neutrinos from the southern sky.

However, the final breakthrough came from the implementation of machine learning methods, developed by IceCube collaborators at TU Dortmund University, which improve the identification of cascades produced by neutrinos as well as their direction and energy reconstruction. The observation of neutrinos from the Milky Way is a hallmark of the emerging critical value that machine learning provides in data analysis and event reconstruction in IceCube.

“The improved methods allowed us to retain over an order of magnitude more neutrino events with better angular reconstruction, resulting in an analysis that is three times more sensitive than the previous search,” says IceCube member, TU Dortmund physics PhD student, and co-lead analyzer Mirco Hünnefeld.

The dataset used in the study included 60,000 neutrinos spanning 10 years of IceCube data, 30 times as many events as the selection used in a previous analysis of the galactic plane using cascade events. These neutrinos were compared to previously published prediction maps of locations in the sky where the galaxy was expected to shine in neutrinos.

The maps included one made from extrapolating Fermi Large Area Telescope gamma-ray observations of the Milky Way and two alternative maps identified as KRA-gamma by the group of theorists who produced them.

“This long-awaited detection of cosmic ray-interactions in the galaxy is also a wonderful example of what can be achieved when modern methods of knowledge discovery in machine learning are consistently applied,” says Wolfgang Rhode, professor of physics at TU Dortmund University, IceCube member, and Hünnefeld’s advisor.

The power of machine learning offers great future potential, bringing other observations closer within reach.

“The strong evidence for the Milky Way as a source of high-energy neutrinos has survived rigorous tests by the collaboration,” says Ignacio Taboada, a professor of physics at the Georgia Institute of Technology and IceCube spokesperson. “Now the next step is to identify specific sources within the galaxy.”

These and other questions will be addressed in planned follow-up analyses by IceCube.

“Observing our own galaxy for the first time using particles instead of light is a huge step,” says Naoko Kurahashi Neilson, professor of physics at Drexel University, IceCube member, and Sclafani’s advisor. “As neutrino astronomy evolves, we will get a new lens with which to observe the universe.”

Reference: “Observation of high-energy neutrinos from the Galactic plane” by IceCube Collaboration, 29 June 2023, Science.
DOI: 10.1126/science.adc9818

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Le sol est en lave : une exoplanète super-Terre brille de lave en fusion pressée par les voisins | Actualités scientifiques

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Le sol est en lave : une exoplanète super-Terre brille de lave en fusion pressée par les voisins |  Actualités scientifiques

Les scientifiques ont découvert un monde de lave où l’action des marées provoque une activité volcanique excessive sur une exoplanète proche. Jusqu’à présent, les chercheurs exoplanétaires ne se sont pas beaucoup concentrés sur les effets des marées. De nouvelles découvertes pourraient changer cela.

HD 104067 est une exoplanète en fusion. (Source de l’image : NASA, Agence spatiale européenne, Agence spatiale canadienne, Danny Player).

New Delhi: Les chercheurs examinaient un système stellaire appelé HD 104067, connu pour abriter une planète géante. Le système a été observé par la mission Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA lancée en 2018, qui surveille des parties du ciel pour détecter les baisses apparentes de lumière lorsqu’une planète passe devant son étoile hôte, connue sous le nom de transit.

Ces transits sont enregistrés sous forme de courbes de lumière, qui tracent l’intensité de la lumière provenant d’une source donnée au fil du temps. Des baisses périodiques de luminosité peuvent indiquer aux astronomes à quelle distance une planète se trouve de son étoile hôte, à quelle distance elle orbite et sa composition probable. TESS a découvert des preuves de la présence d’une autre planète rocheuse au sein de HD 104067, avec des observations révélant une autre planète rocheuse sous surveillance. Le système est désormais connu pour héberger trois mondes.

L’exoplanète nouvellement découverte est une super-Terre, plus grande que la Terre, plus petite que Neptune et possède une composition rocheuse. L’atmosphère de cette Terre géante ressemble plus à celle de la lune volcanique Io en orbite autour de Jupiter qu’à celle de notre Terre. Les scientifiques estiment que la température à la surface de l’exoplanète est d’environ 2 326 degrés Celsius, ce qui est plus chaud que la surface de certaines étoiles.

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Tout comme IU

Les forces gravitationnelles sont responsables d’une intense activité volcanique sur les exoplanètes, tout comme Io. Io est sur une orbite rapprochée autour de Jupiter, avec d’autres lunes forçant Io sur une orbite elliptique ou excentrique autour de la géante gazeuse, qui possède elle-même un puits gravitationnel très puissant. Sans les autres lunes, Io serait sur une orbite circulaire autour de Jupiter et les forces de marée n’exerceraient pas constamment de pression sur la lave de l’intérieur.

Les deux autres planètes de HD 104067 sont situées à des distances beaucoup plus grandes de leur étoile hôte que la planète de lave récemment découverte. Ces exoplanètes ont également poussé la planète de lave sur une orbite excentrique. Cette exoplanète est constamment compressée par son étoile hôte. La prochaine fois, les chercheurs espèrent mesurer la masse et la densité de l’exoplanète.

Un article décrivant les résultats Il a été publié dans Revue astronomique. « Il s’agit d’une planète tellurique que je décrirais comme Io sous stéroïdes », explique le premier auteur de l’étude, Stephen Kane. « Vous avez été contraint de vous retrouver dans une situation où vous êtes constamment en éruption avec des volcans aux longueurs d’onde lumineuses. être capable de voir une planète rougeoyante avec une surface de lave en fusion.

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Comment les chauves-souris de Salomon défient leur apparence

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Comment les chauves-souris de Salomon défient leur apparence

Les chercheurs ont découvert une diversité génétique significative parmi les chauves-souris à nez feuille des Îles Salomon, révélant que les chauves-souris de tailles similaires sur différentes îles sont des espèces génétiquement distinctes. Cette découverte remet en question les classifications morphologiques précédentes et a des implications pour la conservation et la compréhension des processus évolutifs. Crédit : SciTechDaily.com

L’analyse génétique des chauves-souris à nez feuille des Îles Salomon montre une diversité inattendue, suggérant des besoins de conservation uniques et remettant en question les classifications précédentes basées sur la taille.

Des chercheurs de l’Université de Melbourne et de l’Université du Kansas ont découvert une diversité génétique significative parmi les chauves-souris à nez feuille des Îles Salomon, malgré leur apparence similaire dans différentes îles. Cette recherche est publiée dans la revue développementCollecte d’échantillons sur le terrain et analyse génétique.

« Il s’agit d’un genre de chauves-souris appelé Hipposideros multiple Classer « Partout en Asie du Sud-Est dans le Pacifique », a déclaré le co-auteur Rob Moyle, conservateur principal en ornithologie à l’Institut de la biodiversité et au Musée d’histoire naturelle de l’UCLA, dont le laboratoire a effectué une grande partie des recherches. « Aux Îles Salomon, où nous effectuons beaucoup de travaux de terrain, il peut y avoir quatre ou cinq espèces différentes sur chaque île, et elles sont analysées en termes de taille corporelle : petites, moyennes et grandes – ou s’il y en a. plus de trois espèces, il y en a de petites. Sur une île, il y en a cinq, moyennes, grandes et très grandes, il y a donc une petite île supplémentaire.

Détails et résultats de l’étude

Selon Rob Moyle, qui est également professeur de biologie évolutive à l’UCLA, des recherches antérieures basées uniquement sur des caractéristiques physiques ont conclu que les chauves-souris de taille similaire provenant de différentes îles appartenaient toutes à la même espèce. « Vous vous déplacez d’île en île et vous trouverez des espèces de taille moyenne semblables à celles d’autres îles », a-t-il déclaré. Les biologistes ont toujours examiné ces choses et ont dit que c’était évident. Il existe des espèces de petite, moyenne et grande taille réparties sur plusieurs îles.

Îles du Lac Vuna Vuna

Îles du lagon Vuna Vuna du groupe de Nouvelle-Géorgie, Îles Salomon. Ce groupe d’îles héberge quatre espèces de chauves-souris hyposiderus, dont les deux espèces mentionnées dans l’étude de l’évolution convergente à travers l’archipel. Crédit : RG Moyle

Cependant, Moyle et ses collaborateurs disposaient d’analyses plus modernes. En séquence ADN À partir des chauves-souris collectées sur le terrain (ainsi que de spécimens provenant de collections de musées), l’équipe a découvert que les grandes et très grandes espèces de chauves-souris n’étaient en réalité pas étroitement apparentées.

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« Cela signifie que ces populations sont parvenues d’une manière ou d’une autre à cette taille et à cette apparence corporelles identiques, non pas en étant étroitement liées – mais nous pensons normalement que les objets d’apparence identique le sont parce qu’ils sont vraiment étroitement liés », a déclaré Moyle. « Cela soulève des questions telles que ce qui est si unique sur ces îles, que vous puissiez converger en termes de taille et d’apparence corporelle vers des classes de taille vraiment cohérentes sur différentes îles. »

L’équipe a effectué des mesures précises sur des chauves-souris de différentes îles, confirmant ainsi les travaux antérieurs menés par des scientifiques des Îles Salomon.

« Toutes les grandes îles de différentes îles regroupées dans leurs mesures », a déclaré Moyle. « Ce n’est pas seulement que les premiers biologistes ont fait une erreur. Ils les ont regardés et ont dit : « Oh, oui, c’est la même chose. » Et en fait, ce n’est pas le cas. Nous les avons mesurés, et ils sont tous regroupés. , même s’il s’agit d’espèces différentes. Nous avons vérifié – une espèce Quoi – à partir de ce travail morphologique précédent.

Chauve-souris des Îles Salomon

Photographies du site de Guadalcanal montrant la différence de taille entre les espèces sympatriques H. diadema et H. des dinosaures. Crédit : Lavery et coll.

« Lorsque nous avons créé des arbres généalogiques à l’aide de l’ADN de chauve-souris, nous avons découvert que ce que nous pensions n’être qu’une seule espèce de grande chauve-souris dans les Îles Salomon était en réalité un cas où de plus grandes chauves-souris évoluaient à partir d’espèces plus petites plusieurs fois dans différentes îles », a déclaré Lavery. « Nous pensons que ces chauves-souris plus grosses ont peut-être évolué pour profiter de proies que les chauves-souris plus petites ne mangent pas. »

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Implications pour la conservation et la biologie évolutive

Derad a déclaré que le travail pourrait être « extrêmement important » pour les efforts de conservation visant à identifier les unités évolutives importantes dans ce groupe.

« La taille de l’objet a induit la classification en erreur », a déclaré Dirad. « Il s’avère que les très grandes populations de chauves-souris de chaque île sont fondamentalement génétiquement uniques et méritent d’être préservées. Comprendre cela est vraiment utile. Il y a des problèmes de déforestation. Si nous ne savons pas si ces populations sont uniques, il est difficile de savoir si elles sont uniques. Nous aurions dû faire un effort pour le préserver.

Selon DeCicco, la nouvelle compréhension des chauves-souris à nez feuille était fascinante sur le plan purement théorique.

« Nous étudions les processus évolutifs qui conduisent à la biodiversité », a-t-il déclaré. « Cela montre que la nature est beaucoup plus complexe. Nous, les humains, aimons essayer de trouver des modèles, et les chercheurs aiment essayer de trouver des règles qui s’appliquent à de larges groupes d’organismes. C’est assez fascinant de trouver des exceptions à ces règles.  » À partir de différents taxons sur de nombreuses îles différentes – une grande et une petite, ou deux espèces étroitement apparentées qui diffèrent d’une manière ou d’une autre dans la répartition de leur environnement, nous constatons qu’il existe de nombreux scénarios évolutifs différents. cela pourrait produire le même modèle.

Référence : « Évolution parallèle dans un archipel insulaire révélée par le séquençage du génome des chauves-souris à nez feuille Hipposideros » par Tyrone H Lavery, Devon A DeRaad, Piokera S Holland, Karen V Olson, Lucas H DeCicco, Jennifer M Seddon, Luke KP Leung et Robert . JMuel, le 08 mars 2024, développement.
est ce que je: 10.1093/évolut/qpae039

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Une équipe de la NASA dirigée par un scientifique d’origine indienne a révélé la raison de la température élevée de la zone d’amarrage du soleil.

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Une équipe de la NASA dirigée par un scientifique d’origine indienne a révélé la raison de la température élevée de la zone d’amarrage du soleil.
NEW DELHI : Le mystère a toujours entouré la relation entre la zone ensoleillée et son ventre Couches de l’atmosphère Il subit un processus de chauffage impressionnant allant de 10 000 degrés Fahrenheit à près de 1 million de degrés Fahrenheit, soit 100 fois plus chaud que la surface brillante adjacente. Des recherches récentes, dirigées par le scientifique Sovik Bose, ont mis en lumière augmentation de la température Mécanisme d’action à l’intérieur de la mousse.
La recherche a utilisé des données recueillies auprès de NASALa fusée-sonde High-Resolution Imaging Coronal (Hi-C) et la mission Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), combinées à des simulations 3D complexes, pour révéler le rôle potentiel des courants électriques dans le processus de chauffage.
Dans cette région se trouve un réseau complexe de lignes de champ magnétique, ressemblant à des brins invisibles de spaghetti. Cet enchevêtrement magnétique génère des courants électriques qui chauffent les matériaux sur une large plage de températures, allant de 10 000 à 1 million de degrés Fahrenheit. Ce réchauffement localisé dans la mousse semble compléter la chaleur émanant de la couronne torride de plusieurs millions de degrés au-dessus. Ces résultats, détaillés dans Nature Astronomy du 15 avril, fournissent des informations importantes pour comprendre pourquoi la couronne solaire dépasse la température de surface.
« Grâce à nos observations à haute résolution et à nos simulations numériques avancées, nous sommes en mesure de découvrir une partie de ce puzzle qui nous laisse perplexes depuis un quart de siècle », a déclaré l’auteur Sovik Bose, chercheur scientifique chez Lockheed Martin Solar et Lockheed Martin Solar. Laboratoire d’astrophysique, Bay Area Environmental Institute et NASA Ames Research Center dans la Silicon Valley, en Californie. « Cependant, ce n’est qu’une partie du puzzle, cela ne résout pas tout le problème. »
D’autres opportunités de percer le mystère se profilent à l’horizon : Hi-C devrait être lancé à nouveau ce mois-ci pour capturer une éruption solaire, incluant probablement une autre région d’algues en plus d’IRIS. Cependant, pour obtenir des observations suffisamment complètes pour montrer comment la couronne et les algues se réchauffent, scientifiques et ingénieurs développent activement de nouveaux instruments pour la future mission Multi-Eaperture Solar Energy Explorer (MUSE).
La structure minuscule, brillante et inégale constituée de plasma dans l’atmosphère solaire présente une ressemblance frappante avec les plantes terrestres, ce qui a amené les scientifiques à l’appeler « algues ». Cette mousse a été découverte pour la première fois en 1999 par la mission TRACE de la NASA. Ils se forment principalement autour du centre des amas de taches solaires, là où les conditions magnétiques sont fortes.

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