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Golden Bird’s Eye révèle la dynamique de l’interface de la Terre avec l’espace

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Golden Bird’s Eye révèle la dynamique de l’interface de la Terre avec l’espace

Les processus dans la haute atmosphère terrestre créent des zones de couleurs vives connues sous le nom d’éblouissement atmosphérique, comme on le voit ici dans une image prise depuis la Station spatiale internationale. crédit : NASA

De nouvelles recherches utilisant les données de la mission Global Limb and Disk Observation de la NASA ont révélé un comportement inattendu dans les étendues de particules chargées reliant l’équateur terrestre – qui, dans la vision globale à long terme de GOLD, peut être le premier du genre. type pour ce type de mesure.


L’or est sur une orbite géostationnaire, ce qui signifie qu’il orbite autour de la Terre à la même vitesse que la planète et qu’il « plane » au-dessus du même endroit. Cela permet à GOLD de voir la même région pour les changements au fil du temps à travers la longitude et la latitude, ce que la plupart des satellites étudiant la haute atmosphère ne peuvent pas faire.

« Parce que GOLD est sur un satellite géostationnaire, nous pouvons capturer une évolution temporelle bidimensionnelle de ces dynamiques », a déclaré le Dr Xuguang Cai, chercheur à l’Observatoire de haute altitude de Boulder, Colorado, et auteur principal d’un nouveau document de recherche.

GOLD se concentre sur des parties de la haute atmosphère terrestre qui s’étendent sur une hauteur d’environ 50 à 400 milles, y compris une couche neutre appelée thermosphère et les particules chargées électriquement qui composent l’ionosphère. Contrairement aux particules neutres dans la majeure partie de l’atmosphère terrestre, les particules chargées dans l’ionosphère répondent aux champs électriques et magnétiques traversant l’atmosphère et l’espace proche de la Terre. Mais parce que les particules chargées et neutres sont mélangées, quelque chose qui affecte une population peut également en affecter une autre.

Cela signifie que l’ionosphère et haute atmosphère Ils sont façonnés par une combinaison complexe de facteurs, notamment les conditions météorologiques dans l’espace – telles que les tempêtes géomagnétiques provoquées par le soleil – et la météo terrestre. Ces zones servent également d’autoroute pour bon nombre de nos signaux de communication et de navigation. Les changements dans la densité et la composition de l’ionosphère peuvent déformer les signaux qui la traversent, tels que la radio et le GPS.

La forme du champ magnétique terrestre (représenté par les lignes orange dans cette visualisation de données) près de l’équateur éloigne les particules chargées (bleues) de l’équateur, créant deux bandes denses au nord et au sud de l’équateur connues sous le nom d’anomalie ionique équatoriale. Crédit : Studio de visualisation scientifique de la NASA

De son point de vue sur un satellite de communication commercial en orbite géostationnaireGOLD effectue des observations au niveau hémisphérique de l’ionosphère environ toutes les 30 minutes. Cette vue sans précédent donne aux scientifiques de nouvelles informations sur l’évolution de cette région.

mouvement mystérieux

L’une des caractéristiques les plus distinctives de l’ionosphère nocturne est la double bande de particules densément chargées de chaque côté de l’équateur magnétique terrestre. Ces bandes – appelées anomalies d’ionisation équatoriale, ou EIA – peuvent changer de taille, de forme et d’intensité, en fonction des conditions dans l’ionosphère.

Les groupes peuvent également déplacer leur position. Jusqu’à présent, les scientifiques se sont appuyés sur les données capturées par les satellites traversant la région, en faisant la moyenne des mesures sur des mois pour voir comment les portées pourraient changer à long terme. Mais les changements à court terme ont été plus difficiles à suivre.

Avant GOLD, les scientifiques soupçonnaient que tout changement rapide dans les bandes serait symétrique. Si la bande nord se déplace vers le nord, alors la bande sud effectue un mouvement inverse vers le sud. Une nuit de novembre 2018, GOLD a vu quelque chose qui a remis en cause cette idée : la bande sud de particules a dérivé vers le sud, tandis que la bande nord est restée stable, le tout en moins de deux heures.

La mission GOLD de la NASA – un acronyme pour Observations on the Global Tip and Disk Scale – a vu un mouvement asymétrique soudain dans l’une des doubles bandes de particules chargées qui se forment dans l’atmosphère terrestre la nuit. La perspective unique de GOLD (à droite) a rendu cette observation possible, car d’autres types de mesures prises à partir d’instruments terrestres (à gauche) ne peuvent pas voir les changements au-dessus de l’eau libre. Les points rouges montrent le pic de bande d’électrons mesuré par des capteurs au sol mesurant la teneur totale en électrons, tandis que les points noirs montrent le pic de bande d’électrons mesuré par GOLD. A la fin de la visualisation, les pics mesurés apparaissent à différents endroits. Crédit : Studio de visualisation scientifique de la NASA

Ce n’est pas la première fois que les scientifiques voient les bandes bouger comme ça, mais cet événement plus court – seulement environ deux heures, par rapport aux deux heures plus typiques de six à huit heures vues auparavant – a été vu pour la première fois, et aurait été observé par GOLD. Les observations sont identifiées dans un article publié le 29 décembre 2020, à Journal of Geophysical Research : physique de l’espace.

La dérive symétrique de ces bandes se produit en raison de la hauteur de l’air qui entraîne avec lui les particules chargées. À mesure que la nuit tombe et que les températures se refroidissent, des poches d’air plus chaud s’élèvent. Des particules chargées transportées à l’intérieur des poches d’air plus chaud leur sont associées champ magnétique lignes, et pour ces poches près de l’équateur magnétique terrestre, la forme du champ magnétique terrestre signifie que le mouvement ascendant pousse également particules chargées horizontalement. Cela crée une dérive nord-sud symétrique des deux bandes de particules chargées.

La raison exacte de l’aberration asymétrique observée par GOLD reste un mystère – bien que Tsai soupçonne que la réponse réside dans une combinaison des nombreux facteurs qui façonnent le mouvement des électrons dans l’ionosphère : réactions chimiques en cours, champs électriques et vents violents soufflant dans la région.

Surprenant cependant, ces découvertes pourraient aider les scientifiques à regarder derrière le rideau de l’ionosphère et à mieux comprendre ce qui motive ses changements. Puisqu’il est impossible de surveiller chaque processus avec un satellite ou un capteur au sol, les scientifiques s’appuient fortement sur des modèles informatiques pour étudier l’ionosphère, tels que ceux qui aident les météorologues à prédire le temps sur Terre. Pour créer cette simulation, les scientifiques codent ce qu’ils soupçonnent d’être la physique sous-jacente à l’œuvre et comparent la prédiction du modèle avec les données observées.

Avant GOLD, les scientifiques obtenaient ces données à partir de satellites en transit occasionnels et d’observations au sol limitées. Désormais, GOLD donne aux scientifiques une vue d’ensemble complète.


La mission Gold de la NASA pour photographier l’interface de la Terre dans l’espace


Plus d’information:
Xuguang Cai et al, Observation de l’amélioration du rayonnement OI 135,6 nm post-coucher du soleil sur l’Amérique du Sud par l’expédition Gold, Journal of Geophysical Research : physique de l’espace (2020). doi: 10.1029/ 2020JA028108

la citation: Golden Bird’s Eye Reveals Earth-Space Interface Dynamics (2021, 30 août) Extrait le 30 août 2021 de https://phys.org/news/2021-08-gold-bird-eye-reveals-dynamics-earth.html

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Mission BioSentinel Deep Space – Astrobiologie

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Mission BioSentinel Deep Space – Astrobiologie

La carte microfluidique de BioSentinel, conçue au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley, en Californie, sera utilisée pour étudier l’effet du rayonnement spatial interplanétaire sur la levure. Une fois en orbite, la croissance et l’activité métabolique de la levure seront mesurées à l’aide d’un système de détection à LED tricolore et d’un colorant permettant de lire l’activité des cellules de levure. Ici, les puits roses contiennent des cellules de levure en croissance active qui ont fait passer le colorant du bleu au rose. NASA/Dominic Hart – NASA

BioSentinel a été lancé en tant que charge utile secondaire à bord de la mission Artemis I du système de lancement spatial (SLS) le 16 novembre 2022 et est actuellement en orbite solaire à environ 36 millions de kilomètres de la Terre (au 1er avril 2024).

Le projet BioSentinel s’appuie et améliore un riche héritage de technologies biologiques CubeSat. Les progrès itératifs des CubeSats biologiques permettent un leadership scientifique, donnent un aperçu des risques biologiques des vols spatiaux de longue durée et ouvrent des possibilités passionnantes pour les sciences de la vie innovantes et l’exploration humaine de l’espace lointain.

Assemblage de la charge utile sur une fusée Ares 1 SLS — NASA

À ce jour, le centre de recherche Ames a développé et exploité une série de CubeSats biologiques en orbite terrestre basse. BioSentinel s’appuie sur l’héritage de PharmaSat, O/OREOS et EcAMSat et constitue le premier CubeSats biologique de la NASA destiné à l’exploration spatiale interplanétaire.

La mission BioSentinel a deux objectifs principaux : (1) développer la capacité de soutenir les organismes biologiques dans l’espace planétaire profond et (2) déterminer l’environnement radiologique de l’espace lointain et ses effets sur les organismes biologiques.

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Le satellite BioSentinel se compose de deux sections, dont l’une contient les charges utiles scientifiques et un bus de vaisseau spatial équipé d’ensembles de panneaux solaires, de batteries, d’un système de propulsion de précision, d’un système de navigation de suivi des étoiles, d’un émetteur-récepteur, d’antennes et de systèmes d’entraînement et de traitement de données. . Les deux charges utiles sont un dispositif BioSensor microfluidique et un détecteur de rayonnement.

Le BioSensor transporte la levure naissante S. cerevisiae pour analyser les réponses biologiques aux doses accumulées de rayonnement dans l’espace lointain. Bien que plus d’un milliard d’années d’évolution séparent la levure de l’humain, nous partageons des centaines de gènes homologues qui régissent les processus cellulaires fondamentaux, notamment les dommages et la réparation de l’ADN.

Les cellules de levure sont chargées et séchées à l’intérieur de cartes microfluidiques (18 cartes contenant chacune 16 micropuits). Chaque carte microfluidique se compose de canaux microfluidiques pour permettre aux nutriments d’entrer et aux déchets de sortir, ainsi que d’éléments chauffants pour permettre la croissance des levures. Chaque pont contient également une source optique et des panneaux révélateurs. Les piles de cartes sont montées sur deux collecteurs microfluidiques (neuf cartes par collecteur) connectés à des tubes, des sacs de réactifs, des pompes, des pièges à bulles, des cellules d’étalonnage et des composants électroniques, le tout s’insérant dans le boîtier en aluminium du biocapteur. Un dispositif BioSensor identique a été lancé vers la Station spatiale internationale en décembre 2021 et est revenu sur Terre en août 2022.

La deuxième charge utile scientifique est un spectromètre de rayonnement basé sur TimePix, qui permettra de relier la dosimétrie physique in situ à la réponse biologique aux rayonnements. Ce spectromètre mesure à la fois le transfert d’énergie linéaire (LET) et la dose ionisante totale d’exposition aux rayonnements. Le projet BioSentinel a été principalement soutenu par la Direction du développement des systèmes d’exploration (ESDMD) de la NASA.

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Pour plus d’informations, voir Page de la mission BioSentinel

astrobiologie, astrobiologie,

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Dévoilement des lunes cachées de la Voie Lactée

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Dévoilement des lunes cachées de la Voie Lactée

L’emplacement d’une galaxie naine nouvellement découverte (la galaxie Vierge III) dans la constellation de la Vierge (à gauche) et de ses étoiles membres (à droite ; celles entourées en blanc). Les étoiles membres sont centrées dans la ligne pointillée dans le panneau de droite. Droits d’auteur : NAOJ/Université du Tohoku

Des chercheurs ont découvert deux nouvelles galaxies satellites Voie Lactée Grâce au télescope Subaru, un plus grand nombre de satellites ont été observés qu’on ne le pensait auparavant, indiquant un passage d’un déficit à un excédent du nombre attendu de galaxies.

Depuis des années, les astronomes se demandent comment expliquer pourquoi il y a moins de galaxies lunaires dans la Voie lactée que ne le prédit le modèle standard de matière noire. C’est ce qu’on appelle le « problème des lunes manquantes ». Pour nous rapprocher de la résolution de ce problème, une équipe internationale de chercheurs a utilisé les données du programme stratégique Subaru (SSP) Hyper Suprime-Cam (HSC) pour découvrir deux toutes nouvelles galaxies lunaires.

Ces résultats ont été récemment publiés dans Publications de la Société Astronomique Japonaise Par une équipe de chercheurs du Japon, de Taiwan et d’Amérique.

Le rôle des galaxies lunaires dans la compréhension de la matière noire

Nous vivons dans une galaxie appelée Voie lactée, autour de laquelle gravitent d’autres galaxies plus petites appelées galaxies lunaires. L’étude de ces galaxies lunaires pourrait aider les chercheurs à percer les mystères entourant la matière noire et à mieux comprendre comment les galaxies évoluent au fil du temps.

« Combien de galaxies compte la Voie lactée ? C’est une question importante pour les astronomes depuis des décennies », explique Masahi Chiba, professeur à l’Université du Tohoku.

Galaxies lunaires autour de la Voie Lactée

Galaxies lunaires autour de la Voie Lactée. Le plan du disque galactique se situe sur le plan horizontal. Les carrés bleus représentent les Grands et Petits Nuages ​​de Magellan, et les cercles rouges représentent d’autres galaxies satellites. Plus sa taille optique absolue est faible, plus la taille du point est petite. Droits d’auteur : NAOJ/Université du Tohoku

Découvertes de galaxies naines grâce au télescope Subaru

L’équipe de recherche a réalisé la possibilité de l’existence de nombreuses petites galaxies non découvertes (galaxies naines), lointaines et difficiles à détecter. La puissante puissance du télescope Subaru – situé sur une montagne isolée au-dessus des nuages ​​à Hawaï – est bien adaptée à la recherche de ces galaxies. En fait, cette équipe de recherche a déjà découvert trois nouvelles galaxies naines à l’aide du télescope Subaru.

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L’équipe a désormais découvert deux nouvelles galaxies naines supplémentaires (Virgin III et Sextan II). Avec cette découverte, le nombre total de galaxies satellites découvertes par différentes équipes de recherche a atteint neuf galaxies. Ce nombre est encore bien inférieur aux 220 galaxies satellites prédites par la théorie standard de la matière noire.

Zone surveillée par HSC-SSP

Zone surveillée par HSC-SSP (zone entourée de lignes rouges). Les galaxies lunaires précédemment connues sont indiquées par des carrés noirs, et les galaxies lunaires nouvellement découvertes sont indiquées par des triangles blancs et des étoiles. Droits d’auteur : NAOJ/Université du Tohoku

La perspective changeante sur le nombre de galaxies spatiales

Mais la signature HSC-SSP ne couvre pas l’intégralité de la Voie Lactée. Si la répartition de ces neuf galaxies satellites sur l’ensemble de la Voie Lactée est similaire à celle trouvée dans la signature capturée par HSC-SSP, l’équipe de recherche calcule qu’il pourrait en fait y avoir près de 500 galaxies satellites. Nous sommes désormais confrontés au « problème du trop grand nombre de satellites » et non au « problème des satellites manquants ».

Pour mieux déterminer le nombre réel de galaxies lunaires, davantage d’imagerie et d’analyses à haute résolution sont nécessaires. « La prochaine étape consiste à utiliser un télescope plus puissant qui capture une vue plus large du ciel », explique Chiba. « L’année prochaine, l’observatoire Vera C. Rubin au Chili sera utilisé à cette fin. J’espère que de nombreuses nouvelles galaxies lunaires seront utilisées. sera découvert. »

Référence : « Résultats finaux de la recherche de nouveaux satellites de la Voie lactée dans l’enquête sur le programme stratégique Hyper Suprime-Cam Subaru : découverte d’autres candidats » par Daisuke Homma, Masashi Chiba, Yutaka Komiyama, Masayuki Tanaka, Sakurako Okamoto, Mikito Tanaka, Miho N Ishigaki et Kohei Hayashi, Nobuo Arimoto, Robert H. Lupton, Michael A. Strauss, Satoshi Miyazaki, Xiangyu Wang et Hitoshi Murayama, 8 juin 2024, Publications de la Société Astronomique Japonaise.
DOI : 10.1093/pasj/psae044

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Le rover Curiosity de la NASA a accidentellement découvert des cristaux de soufre pur sur Mars

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Le rover Curiosity de la NASA a accidentellement découvert des cristaux de soufre pur sur Mars

Des scientifiques de la NASA affirment que du soufre pur a été découvert sur Mars pour la première fois après que le rover Curiosity ait accidentellement découvert un amas de cristaux jaunes lors de son passage au-dessus d’un rocher. La zone semble pleine de soufre. C’est une découverte inattendue : alors que des minéraux contenant du soufre ont été observés sur la planète rouge, le soufre élémentaire n’a jamais été observé seul auparavant. « Le soufre ne se forme que dans une gamme étroite de conditions que les scientifiques n’ont pas liées à l’histoire de ce site », ont déclaré les scientifiques de la NASA. .

Le rover Curiosity a réussi à fendre la roche le 30 mai alors qu’il traversait une zone connue sous le nom de canal Gedes Valles, où des roches similaires ont été vues partout. On pense que le canal a été creusé il y a longtemps par l’eau et les coulées de débris. « Trouver un champ de pierres faites de soufre pur, c’est comme trouver une oasis dans le désert », a déclaré Ashwin Vasavada, scientifique du projet Curiosity. « Il ne devrait pas être là, alors maintenant nous devons l’expliquer. C’est la découverte de choses étranges et inattendues. rend l’exploration planétaire extrêmement passionnante.

Une roche sur laquelle Curiosity est passée s'est fissurée, révélant des cristaux de soufre jaunes

Programme NASA/JPL/Caltech/Cyberscience et sécurité

Après avoir repéré les cristaux jaunes, l’équipe a ensuite utilisé une caméra montée sur le bras robotique de Curiosity pour les examiner de plus près. Le rover a ensuite échantillonné une autre roche à proximité, où les morceaux de roche qu’il a brisés étaient trop fragiles pour être forés. Le rover Curiosity est équipé d’instruments qui lui permettent d’analyser la composition des roches et du sol, et la NASA affirme que le spectromètre à rayons X de particules alpha (APXS) a confirmé qu’il avait trouvé du soufre élémentaire.

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