août 16, 2022

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Exposés : des centaines de milliards d’étoiles. Maintenant, retrouvons-la pour la vie | Louisa Preston

Jsa semaine et Télescope spatial James Webb Il est entré dans l’histoire, s’est avéré être l’observatoire spatial le plus puissant jamais créé par l’humanité et révèle une infime partie du vaste univers qui nous entoure avec des détails étonnants. Les astronomes du monde entier se sont réjouis, dans des flots de larmes et de paroles perdues. Les astrobiologistes comme moi, qui étudient les origines, l’évolution, la distribution et l’avenir de la vie dans l’univers, sont également très enthousiastes. En révélant des images de galaxies de l’aube de l’histoire et des données chimiques sur les atmosphères planétaires, JWST a le potentiel de nous aider à répondre à l’une des plus anciennes questions de l’humanité : sommes-nous seuls dans l’univers ?

La première image étonnante publiée était celle de l’amas de galaxies SMACS 0723, connu sous le nom de Webb’s First Deep Field. Cette image couvre une parcelle de ciel à peu près de la taille d’un grain de sable qu’une personne tient sur Terre à bout de bras – mais elle est encombrée de galaxies, littéralement des milliers d’entre elles. Dans chaque galaxie, il peut y avoir, en moyenne, 100 milliards d’étoiles, chacune avec une famille de planètes et de lunes en orbite autour d’elle.

Étant donné que dans notre seul système solaire, nous avons plusieurs mondes habitables (Terre) ou potentiellement habitables (Mars, Europe, Encelade, Titan), les chances de trouver d’autres planètes ou lunes là-bas avec le potentiel d’héberger la vie comme nous le savons ont augmenté de façon exponentielle. . L’univers en est probablement rempli.

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L’utilisation d’un instrument différent appelé MIRI (Mid-Infrared Instrument) dans la même vue en révèle plus sur la nature de ces étoiles et galaxies. Certains apparaissent en bleu parce qu’il n’y a pas beaucoup de poussière et d’étoiles plus anciennes, tandis que d’autres objets, peut-être des galaxies, apparaissent en rouge parce qu’ils sont couverts de poussière. Pour moi, les galaxies les plus excitantes sont maintenant colorées en vert. La couleur verte indique que la poussière de ces galaxies contient un mélange d’hydrocarbures et d’autres composés chimiques – les éléments chimiques de base de la vie. ]

L’amas de galaxies Deep Field I SMACS 0723 de Webb, la première image infrarouge du télescope spatial James Webb de la NASA, montre les niveaux de poussière dans les galaxies indiqués par les couleurs bleu, rouge et vert. Photo : NASA/Reuters

L’équipe a également publié un spectre infrarouge pris à l’aide de Capteur de guidage de précision, imageur proche infrarouge, spectrophotomètre sans fente (FGS-NIRISS) L’instrument qui analysait la lumière des étoiles lors de son passage dans l’atmosphère guêpe 96 b, une planète chaude semblable à Jupiter à 1 150 années-lumière, en orbite autour de son étoile plus près de son étoile que Mercure ne l’est de notre soleil. Cet ensemble de lignes ondulées nous a révélé la présence de vapeur d’eau dans son atmosphère (la planète est trop chaude pour l’eau liquide). C’est une découverte passionnante, et maintenant le travail de détective commence vraiment alors que nous recherchons des planètes rocheuses plus petites dans l’espoir de trouver des mondes où les conditions sont propices à la vie.

Comment ferons-nous cela? Nous recherchons des atmosphères de type terrestre, celles dominées par l’azote, le dioxyde de carbone et l’eau, car une atmosphère de type terrestre est, par définition, notre étalon-or pour la vie. Mais l’atmosphère terrestre tout au long de l’histoire de la vie ne s’est pas toujours formée de cette manière, et nous sommes sûrs que d’autres mélanges atmosphériques peuvent créer des mondes habitables. Nous appelons ces « signes d’habitabilité », et ils incluent également des éclairs de lumière se reflétant sur les océans et les effets de la végétation.

Les astrobiologistes recherchent également des gaz avec une biosignature dans ces atmosphères d’exoplanètes lointaines – des gaz qui indiquent une activité biologique. Par exemple, l’oxygène est un gaz prédominant dans l’atmosphère terrestre moderne, et la plus grande partie est produite à partir de la photosynthèse. De plus, la principale source de méthane dans notre atmosphère est produite par la méthanogenèse, une ancienne forme de métabolisme de certains micro-organismes. Je dois dire ici que reconnaître les empreintes évidentes de la vie ne sera pas facile. de nombreuses sources abiotiques (non vivantes) et biologiques ; Elle peut être causée par des volcans, des interactions entre l’eau et la roche, ou même l’activité humaine.

Au moins pour l’instant, il est probable que seules les empreintes digitales biométriques ayant un impact global et planétaire soient détectables. Cependant, détecter des signes d’habitabilité ou des gaz de biosignature à l’aide de JWST suffirait à nous inciter à nous arrêter et à explorer plus profondément les domaines concernés. Et c’est plus qu’assez excitant pour le moment.

Le JWST a déjà, en quelques jours, changé notre regard sur l’univers et nous ouvrira les yeux à l’avenir sur la composition chimique et, si nous avons de la chance, sur la composition biologique des autres mondes qui s’y trouvent. Peut-être aurons-nous enfin la preuve que la vie est plus ou moins universelle et, comme je l’ai toujours pensé, que nous n’étions pas vraiment seuls.