Connect with us

science

Des scientifiques ont observé des vents froids et chauds faire exploser une étoile à neutrons

Published

on

Des scientifiques ont observé des vents froids et chauds faire exploser une étoile à neutrons

La récente explosion d’un binaire à rayons X connu sous le nom de Swift J1858 a surpris les astronomes

Utilisant les télescopes les plus puissants sur Terre et dans l’espace, Une équipe d’astronomes a détecté pour la première fois des vents chauds, chauds et froids soufflant d’une étoile à neutrons alors qu’elle absorbe la matière d’une étoile proche.. Cette découverte donne un nouvel aperçu du comportement de certaines des choses les plus extrêmes de l’univers.

Les binaires à rayons X de faible masse (LMXB) sont des systèmes qui contiennent soit une étoile à neutrons, soit un trou noir.. Ils sont alimentés par un matériau qui s’est séparé d’une étoile proche, un processus connu sous le nom d’accrétion. La plupart de l’accumulation se produit lors d’éruptions violentes où les systèmes sont illuminés de façon spectaculaire. Dans le même temps, une partie de la matière ascendante est poussée dans l’espace sous la forme de vents et de jets de disques. Les signes les plus courants de matériaux émergeant d’objets astronomiques sont associés à des gaz « chauds ». Jusqu’à présent, cependant, des vents de gaz « chauds » ou « froids » ont été observés dans des binaires de rayons X transitoires.

Dans ce nouveau étudeUne équipe de chercheurs de onze pays dirigée par l’Université de Southampton, Il a étudié une autre explosion binaire à rayons X connue sous le nom de Swift J1858. Ils ont utilisé une gamme de télescopes, dont le télescope spatial Hubble (HST) de l’Agence spatiale européenne, le satellite XMM Newton de l’Agence spatiale européenne, le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral et le Gran Telescopio Canarias (GTC).

READ  Les radiogalaxies en forme de X pourraient se former plus simplement que prévu

Les résultats sont publiés dans la revue natureils sont venus Des signaux continus de vents chauds aux longueurs d’onde ultraviolettes se produisent en même temps que des signaux de vents froids aux longueurs d’onde optiques. C’est la première fois que des vents provenant d’un tel système sont observés dans différentes bandes du spectre électromagnétique.

28-07-2021 De brefs éclairs de rayons X correspondant à la réflexion des fusées éclairantes de l’autre côté du disque, et courbés autour du trou noir en raison du fort champ gravitationnel. (Dan Wilkins)

Auteur principal, l’astronome Noel Castro Segura, De l’Université de Southampton, il a déclaré : « Les éruptions volcaniques comme celle-ci sont rares, et chacune est unique. Elles sont généralement très obscurcies par la poussière interstellaire, ce qui les rend vraiment difficiles à observer. Swift J1858 était spécial, car bien qu’il soit situé de l’autre côté de notre galaxie, son opacité était suffisamment petite pour permettre une étude complète à plusieurs longueurs d’onde. » Un seul autre système, le système de trou noir à rayons X, V404 Cyg, a montré des propriétés similaires. « Notre tentative de réaliser la même expérience sur ce système a échoué, car l’éruption volcanique s’est terminée avant que nous puissions obtenir des télescopes terrestres et spatiaux pour la surveiller simultanément », a déclaré le co-auteur Hernandez Santistiban de l’Université de St Andrews. .

Swift J1858 est un événement de rayons X transitoire récemment découvert qui montre un contraste extrême à travers le spectre électromagnétique, présentant une opportunité unique. « Tous les astronomes sur le terrain étaient tellement excités que nous avons combiné nos efforts pour couvrir toute la gamme, De la radio aux rayons X en utilisant les observatoires les plus modernes sur Terre et dans l’espace », a poursuivi Castro Segura.

READ  Mary L. est décédée. Cliffe, un astronaute qui a participé à deux missions de la navette Atlantis, est décédé à l'âge de 76 ans

coauteur Natalie DeGeneres de l’Université d’Amsterdam, il a ajouté: « Les étoiles à neutrons ont une immense force gravitationnelle qui leur permet d’avaler le gaz d’autres étoiles. Cependant, les cannibales stellaires sont des mangeurs chaotiques, et une grande partie du gaz que les étoiles à neutrons attirent vers eux n’est pas consommée, mais à la place est éjecté dans l’espace à grande vitesse. Ce comportement a un impact significatif à la fois sur l’étoile à neutrons elle-même et sur son environnement immédiat. Dans cet article, nous rapportons une nouvelle découverte qui fournit des informations clés sur les habitudes alimentaires chaotiques des monstres cosmiques à biscuits.

Un amas d'étoiles dans lequel des millions de soleils explosent (NASA).
Un amas d’étoiles dans lequel des millions de soleils explosent (NASA).

« Cette fois, nous avons eu de la chance cosmique de notre côté, en pouvant coordonner dix télescopes et les pointer vers J1858., pendant toute la durée de sa pleine activité. Cela nous permet d’obtenir plus d’informations, car nous pouvons utiliser différentes techniques à différentes longueurs d’onde, a déclaré le Dr Hernández Santistiban. DeGeneres a ajouté: « Concevoir une campagne d’observation ambitieuse, construite sur les meilleurs télescopes sur Terre et dans l’espace, a été un défi majeur. Ainsi, C’est très excitant que tout ce travail ait porté ses fruits et nous ait permis de faire une belle découverte qui n’aurait pas été possible autrement.« .

En plus de détecter différents types de vents, L’équipe a pu étudier l’évolution temporelle du gaz sortant. Ils ont constaté que les vents chauds n’étaient pas affectés par les différences extrêmes de luminosité du système. L’absence d’une telle réponse était auparavant une prédiction théorique incertaine basée sur des simulations complexes. « Dans cette enquête, nous combinons les capacités uniques du HST avec les meilleurs télescopes au sol, tels que le VLT et le GTC, pour obtenir une image complète de la dynamique des gaz du système, du proche infrarouge à l’ultraviolet. Cela nous a permis pour révéler pour la première fois la vraie nature de ces puissants afflux », a déclaré le Dr Castro Segura.

READ  Le télescope spatial James Webb de la NASA plonge dans le passé ! Révélez-vous les secrets de l'univers ?

« Les nouvelles informations fournies par nos résultats sont essentielles pour comprendre comment ces organismes interagissent avec leur environnement. En déversant de l’énergie et de la matière dans la galaxie, ils contribuent à la formation de nouvelles générations d’étoiles et à l’évolution de la galaxie elle-même. » L’étude a été financée par des subventions d’agences telles que le Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC) et la NASA, entre autres.

Continuer la lecture:

Des scientifiques découvrent comment un trou noir « se nourrit »

Hawking avait raison : l’horizon d’un trou noir ne se rétrécit pas

Satellites bois : une solution possible à l’appauvrissement de la couche d’ozone

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

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

science

Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil

Published

on

Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil
Brasilia :

Un scientifique brésilien a découvert des fossiles de petits reptiles ressemblant à des crocodiles qui vivaient pendant la période du Trias, des millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

Les fossiles du prédateur, appelé Parvosuchus aureloi, comprennent un crâne complet, 11 vertèbres, un bassin et quelques os de membres, selon le paléontologue Rodrigo Muller de l’Université fédérale de Santa Maria dans l’État de Rio Grande, auteur de la recherche publiée jeudi. Journal des rapports scientifiques.

Parvosuchus, qui vivait il y a environ 237 millions d’années, marchait sur quatre pattes et mesurait environ un mètre de long et se nourrissait de reptiles plus petits. Les fossiles ont été découverts dans le sud du Brésil. Parvosuchus, qui signifie « petit crocodile », appartient à une famille éteinte de reptiles appelée Gracilissuchidae, qui jusqu’à présent n’était connue qu’en Argentine et en Chine.

« Les Gracilisuchidae sont des organismes extrêmement rares dans le monde paléontologique », a déclaré Mueller à Reuters. « Ce groupe est particulièrement intéressant car ils vivaient juste avant l’aube des dinosaures. Les premiers dinosaures vivaient il y a 230 millions d’années. »

Parvosuchus était un prédateur terrestre. Gracili suchidae représente l’une des branches les plus anciennes de la lignée connue sous le nom de Pseudosuchia qui comprenait plus tard la branche alligator.

Parvosuchus a vécu à une époque d’innovation évolutive à la suite de la pire extinction massive sur Terre il y a 252 millions d’années, avec plusieurs groupes de reptiles en compétition avant que les dinosaures ne deviennent finalement dominants. Les derniers membres des Gracilisuchidae ont incontestablement disparu environ sept millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

READ  Les scientifiques affirment que des animaux aux pattes d'oiseaux parcouraient la planète il y a 200 millions d'années.

(Cette histoire n’a pas été éditée par le personnel de NDTV et est générée automatiquement à partir d’un flux syndiqué.)

La vidéo en vedette du jour

Les chemins de fer indiens effectuent un essai du plus haut pont ferroviaire du monde, « Chenab », à Reasi

Continue Reading

science

Une technique spectroscopique qui identifie les molécules d’eau sur une surface révèle comment elles se relâchent après agitation

Published

on

Une technique spectroscopique qui identifie les molécules d’eau sur une surface révèle comment elles se relâchent après agitation

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


Diagramme schématique du processus de relaxation vibratoire de l’étirement de OH dans l’air/eau (H2o)Interface. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

× Fermer


Diagramme schématique du processus de relaxation vibratoire de l’étirement de OH dans l’air/eau (H2o)Interface. crédit: Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

Une image plus complète de la façon dont les molécules d’eau excitées lorsqu’elles interagissent avec l’air perdent leur énergie a été révélée par les scientifiques de RIKEN dans une étude. publié Dans le magazine Communications naturelles. Ce résultat sera précieux pour mieux comprendre les processus se produisant à la surface de l’eau.

L’eau est une anomalie à bien des égards. Par exemple, ses points de congélation et d’ébullition sont beaucoup plus élevés que prévu, et il est moins dense sous forme solide (glace) que sous forme liquide.

Presque toutes les propriétés inhabituelles de l’eau proviennent des liaisons faibles qui se forment et se brisent constamment entre les molécules d’eau voisines. Ces liaisons, appelées liaisons hydrogène, surviennent parce que l’oxygène attire davantage les électrons que l’hydrogène. Ainsi, l’oxygène légèrement négatif d’une molécule est attiré vers les atomes d’hydrogène légèrement positifs des autres molécules.

Mais un petit segment de molécules d’eau – celles à la surface – subit les liaisons hydrogène différemment des autres molécules d’eau. Dans leur cas, le bras qui dépasse dans l’air ne forme pas de liaisons hydrogène.

Jusqu’à présent, personne n’était capable de comprendre comment les bras de ces molécules de surface se détendaient après avoir été étirés. En effet, il est très difficile d’isoler le signal de ces molécules.

« Nous avons une bonne connaissance du comportement des molécules d’eau dans un corps liquide, mais notre compréhension des molécules d’eau à l’interface est loin derrière », explique Tahi Tahara du laboratoire de spectroscopie moléculaire RIKEN.

Au cours de la dernière décennie, une équipe dirigée par Tahara a tenté de remédier à cette situation en développant des techniques spectroscopiques très sophistiquées pour explorer les interactions des molécules d’eau sur les surfaces.

L’équipe a maintenant développé une technique basée sur la spectroscopie infrarouge, suffisamment sensible pour détecter la façon dont les liaisons oxygène et hydrogène dans les molécules d’eau de surface se relâchent.

Grâce à cette technique, l’équipe a découvert que les liaisons oxygène et hydrogène coincées dans l’air tournent en premier sans perdre d’énergie. Ils se détendent ensuite d’une manière similaire aux molécules d’un corps liquide qui forment un réseau de liaisons hydrogène.

« En ce sens, il n’y a pas beaucoup de différence entre les molécules à l’interface et à l’intérieur du liquide après avoir interagi avec leurs voisines, car elles partagent toutes deux le même processus de relaxation », explique Tahara. « Ces résultats dressent un tableau complet de la façon dont les liaisons oxygène et hydrogène se détendent à la surface de l’eau. »

Tahara et son équipe ont désormais l’intention d’utiliser leur technique spectroscopique pour observer les réactions chimiques qui se produisent à l’interface de l’eau.

Plus d’information:
Woongmo Sung et al., Profil de relaxation vibratoire unifié de l’étirement de l’OH à l’interface air/eau, Communications naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41467-024-45388-8

Informations sur les magazines :
L’intelligence artificielle de la nature


Communications naturelles


READ  Nouvel instrument à rayons X pour étudier la constellation de supernovae pour le premier vol spatial à bord d'une fusée de la NASA
Continue Reading

science

Supraconductivité à haute température : exploration du couplage électron-phonon en quadrature

Published

on

Supraconductivité à haute température : exploration du couplage électron-phonon en quadrature

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


Une image conceptuelle de la formation des pôles quantiques. Les boules bleues représentent les ions chargés positivement dans le réseau matériel et les deux points rouges représentent les paires de Cooper. Crédit : Pavel A. Volkov.

× Fermer


Une image conceptuelle de la formation des pôles quantiques. Les boules bleues représentent les ions chargés positivement dans le réseau matériel et les deux points rouges représentent les paires de Cooper. Crédit : Pavel A. Volkov.

Nouvelle étude publié dans Lettres d’examen physique (PRL) explore le potentiel du couplage électron-phonon en quadrature pour améliorer la supraconductivité grâce à la formation de dipôles quantiques.

Le couplage électron-phonon est l’interaction entre les électrons et les vibrations dans un réseau appelé phonons. Cette interaction est cruciale pour la supraconductivité (conductivité électrique sans résistance) de certains matériaux car elle facilite la formation de paires de Cooper.

Les paires de Cooper sont des paires d’électrons liés entre eux via des interactions attractives. Lorsque ces paires de Cooper se condensent dans un état cohérent, nous obtenons des propriétés supraconductrices.

Le couplage électron-phonon peut être classé en fonction de sa dépendance au déplacement du phonon, c’est-à-dire la quantité de vibration du réseau. Le cas le plus courant est celui où la densité électronique est couplée linéairement aux déplacements du réseau, provoquant une distorsion du réseau pour entourer chaque électron.

Les chercheurs voulaient étudier si la supraconductivité des matériaux présentant un couplage quadratique pouvait être améliorée lorsque l’énergie d’interaction est proportionnelle au carré du décalage des phonons.

Phys.org s’est entretenu avec les co-auteurs de l’étude, Zhaoyu Han, Ph.D. Candidat à l’Université de Stanford et Dr Pavel Volkov, professeur adjoint au Département de physique de l’Université du Connecticut.

Parlant de sa motivation derrière la poursuite de ces recherches, Hahn a déclaré : « L’un de mes rêves a été d’identifier et de proposer de nouveaux mécanismes qui pourraient aider à atteindre la supraconductivité à haute température. »

« La supraconductivité du titanate de strontium dopé a été découverte il y a plus de 50 ans, mais son mécanisme reste une question ouverte, les mécanismes classiques étant improbables. C’est pourquoi j’ai commencé à rechercher des mécanismes alternatifs de couplage électron-phonon », a déclaré le Dr Volkov.

Le couplage linéaire et ses défis pour la supraconductivité

Comme mentionné précédemment, le couplage peut être classé comme linéaire ou quadratique.

Le couplage linéaire fait référence au scénario dans lequel le couplage est proportionnel au déplacement des phonons. En revanche, le couplage quadratique dépend du carré du décalage des phonons.

Ils peuvent être identifiés grâce à l’étude de la symétrie de la matière, aux observations expérimentales et aux cadres théoriques. Cependant, leurs effets sur la supraconductivité semblent très différents.

Le couplage linéaire, qui apparaît dans la plupart des matériaux supraconducteurs, est largement étudié en raison de sa prévalence dans de nombreux matériaux et de son cadre théorique.

Cependant, les supraconducteurs conventionnels dotés d’un couplage électron-phonon linéaire sont confrontés à des limites. Ces matériaux ont une faible température critique, qui est la température en dessous de laquelle un matériau peut présenter une supraconductivité.

« Les températures critiques de ces supraconducteurs sont généralement inférieures à 30 Kelvin ou -243,15 degrés Celsius. Cela est dû en partie au fait que l’énergie de liaison et l’énergie cinétique de la paire Cooper sont considérablement supprimées dans les régimes de couplage faible et fort, respectivement », a expliqué Hahn.

Dans le cas d’un couplage faible, les interactions électron-phonon sont faibles en raison de la faible énergie de liaison. En couplage fort, les interactions sont plus fortes, conduisant à une augmentation de la masse effective des paires de Cooper, ce qui conduit à la suppression de la supraconductivité.

Cependant, la suppression entrave tout effort visant à améliorer les températures critiques dans de tels matériaux en augmentant simplement la force de couplage, encourageant les chercheurs à explorer des matériaux dotés d’un couplage électron-phonon quadratique, qui n’est pas bien compris.

Modèle Holstein et pôles quantiques

Le modèle Holstein est un cadre théorique utilisé pour décrire l’interaction entre les électrons et les phonons. Il a déjà été utilisé pour étudier la physique générale du couplage linéaire électron-phonon.

Les chercheurs ont étendu le modèle Holstein pour inclure le couplage électron-phonon en quadrature dans leur étude.

Le modèle Holstein aide à calculer des quantités telles que l’énergie de liaison des paires de Cooper et la température critique des supraconducteurs.

Dans les matériaux conventionnels, la liaison des électrons médiée par les phonons conduit à la formation de paires de Cooper.

L’interaction est linéaire, ce qui signifie que la force de couplage augmente avec l’amplitude des vibrations du réseau. Cette interaction peut être comprise à l’aide des principes de la physique classique et est bien étayée par des observations expérimentales telles que les effets isotopiques.

Dans le cas d’une conjonction quadratique, la situation est complètement différente. En étendant le modèle Holstein pour inclure la dépendance du second ordre du couplage au déplacement des phonons, les chercheurs ont pris en compte les fluctuations quantiques (mouvement aléatoire) des phonons et leur énergie du point zéro (l’énergie des phonons à 0 K ).

Les électrons interagissent avec les fluctuations quantiques des phonons, formant un « dipôle quantique ». Contrairement au couplage linéaire, l’origine des interactions attractives est la mécanique quantique pure.

La supraconductivité est dans la limite du couplage faible et fort

Les chercheurs ont découvert que lorsque l’interaction électron-phonon est faible, le mécanisme par lequel les électrons s’apparient pour former des paires de Cooper n’est pas efficace, comme dans le cas linéaire. Il en résulte une température critique plus basse qui peut être affectée par la masse des ions (effet isotopique), mais d’une manière différente que dans le cas linéaire.

En d’autres termes, la (basse) température critique d’une substance peut changer considérablement selon les différentes masses atomiques.

En revanche, lorsque les interactions électron-phonon sont fortes, nous obtenons la formation de dipôles quantiques, qui peuvent devenir supraconducteurs à une température déterminée par leur masse effective et leur densité.

En dessous de la température critique, les condensateurs bipolaires quantiques peuvent se déplacer librement sans perturber le cristal. Plus de mouvement conduit à un état supraconducteur, plus stable et ayant une température critique plus élevée. Contrairement au mécanisme linéaire, la masse dipolaire quantique n’est que légèrement améliorée par le couplage, ce qui permet des températures critiques plus élevées.

« Notre travail montre que ce mécanisme permet des températures de transition plus élevées, au moins pour un couplage fort. Ce qui est également positif, c’est que ce mécanisme ne nécessite aucune condition préalable particulière pour être efficace, et il existe des conditions tout à fait réalistes dans lesquelles il sera dominant », a-t-il déclaré. expliqué. Dr Volkov.

« Sur la base des constantes physiques fondamentales liées aux solides, une estimation optimiste de la température critique pouvant être atteinte par ce mécanisme pourrait être de l’ordre de 100 K », a prédit Hahn.

Travail futur

« Une implication possible, tout d’abord, serait une augmentation de la température de transition de la supraconductivité. La supraconductivité dépend également de manière sensible des propriétés des électrons ; par conséquent, pour obtenir un couplage fort, nous proposons l’utilisation de super-réseaux spécialement conçus pour les électrons. » Le Dr Volkov a expliqué.

Les chercheurs affirment que la prochaine étape, en théorie, consisterait à trouver le régime optimal de force de couplage pour la supraconductivité. Les chercheurs espèrent également que les expérimentateurs exploreront les matériaux de super-réseau présentant de grands couplages électron-phonon quadratiques.

« Expérimentalement, la création de super-réseaux via la structuration ou l’utilisation d’interfaces entre des matériaux torsadés pourrait être une voie prometteuse pour atteindre le type de supraconductivité auquel nous nous attendons », a déclaré le Dr Volkov.

Hahn a également noté qu ‘ »il est important d’identifier les matériaux présentant de grands couplages électron-phonon quadratiques grâce à des calculs préliminaires, car cela n’a pas été systématiquement exploré ».

Plus d’information:
Zhaoyu Han et al., Supraconductivité dipolaire quantique à partir du couplage électron-phonon en quadrature, Lettres d’examen physique (2024). est ce que je: 10.1103/PhysRevLett.132.226001. sur arXiv: DOI : 10.48550/arxiv.2312.03844

Informations sur les magazines :
Lettres d’examen physique


arXiv


READ  Des paléontologues découvrent des filaments de chromatine dans du cartilage de dinosaure fossilisé
Continue Reading

Trending

Copyright © 2023