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La découverte d'une structure en anneau géant « remet en question la compréhension de l'univers »

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La découverte d'une structure en anneau géant « remet en question la compréhension de l'univers »

Les scientifiques ont découvert une structure massive en forme d'anneau – environ 1,3 milliard d'années-lumière de diamètre – et disent qu'elle est si grande qu'elle remet en question notre compréhension de l'univers.

Cette structure ultra-massive, appelée Grand Anneau, qui mesure environ quatre milliards d'années-lumière de circonférence, a été repérée dans l'univers lointain, à environ 9,2 milliards d'années-lumière.

Le Grand Anneau est composé de galaxies et d'amas de galaxies, et son diamètre semble être environ 15 fois celui de la Lune dans le ciel nocturne vu de la Terre.

Il s'agit de la deuxième structure cosmique de cette taille identifiée par Alexia Lopez, doctorante à l'Université de Central Lancashire (UCLan) qui a également découvert l'arc géant – qui s'étend sur 3,3 milliards d'années-lumière de l'espace – il y a environ trois ans.

Alexia Lopez, doctorante à l'Université de Central Lancashire (University of Central Lancashire)

« Aucune de ces structures supermassives n'est facile à expliquer dans notre compréhension actuelle de l'univers », a-t-elle déclaré.

« Leurs tailles extrêmement grandes, leurs formes distinctives et leur proximité cosmique nous disent certainement quelque chose d’important – mais quoi exactement ?

Les découvertes de Mme Lopez – présentées lors de la 243e réunion de l'American Astronomical Society (AAS) – semblent remettre en question le principe cosmologique, selon lequel à grande échelle, l'univers devrait être à peu près le même partout.

Le consensus général est que de grandes structures se forment dans l’univers par un processus connu sous le nom d’instabilité gravitationnelle, mais il existe une limite à leur taille, qui est d’environ 1,2 milliard d’années-lumière.

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Tout ce qui est plus grand n’aura pas assez de temps pour se former.

« Le principe cosmologique suppose que la partie de l’univers que nous pouvons voir est considérée comme un « échantillon juste » de ce à quoi nous nous attendons à ce que le reste de l’univers ressemble », a déclaré Lopez.

« Nous nous attendons à ce que la matière soit répartie uniformément partout dans l'espace lorsque nous regardons l'univers à grande échelle, de sorte qu'il ne devrait y avoir aucune irrégularité notable au-dessus d'une certaine taille.

« Les cosmologues calculent la distance maximale théorique actuelle des structures à 1,2 milliard d’années-lumière, mais ces deux structures sont beaucoup plus grandes – l’arc géant est environ trois fois plus grand et la circonférence du grand anneau est comparable à la longueur de l’arc géant. arc géant.

Le grand anneau est constitué de galaxies et d'amas de galaxies, visibles au centre de l'image. Les points bleus représentent des quasars d'arrière-plan ou des « projecteurs » (Alexia Lopez/Université de Central Lancashire)

« D'après les théories cosmologiques actuelles, nous ne pensions pas que des structures à cette échelle étaient possibles. »

Il existe également de grandes structures similaires découvertes par d'autres cosmologistes, telles que la Grande Muraille de Sloan, longue d'environ 1,5 milliard d'années-lumière, et le mur du pôle Sud, qui s'étend sur 1,4 milliard d'années-lumière.

Mais la plus grande entité identifiée par les scientifiques est un amas massif de galaxies appelé Grande Muraille d’Hercule-Corona Borealis, qui mesure environ 10 milliards d’années-lumière.

A titre de comparaison, le diamètre de l'univers observable est d'environ 93 milliards d'années-lumière.

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Le grand anneau et l'arc géant apparaissent dans le même quartier, près de la constellation du Bouvier le Bouvier, a déclaré Mme Lopez.

Alors que le grand anneau apparaît comme un anneau presque parfait dans le ciel, l'analyse de Mme Lopez suggère qu'il a une forme enroulée – comme un tire-bouchon – avec sa face affleurant la Terre.

Le Grand Anneau et l'Arc Géant, individuellement et collectivement, nous livrent un grand mystère cosmique alors que nous travaillons à comprendre l'univers et son évolution.

« Les données que nous examinons remontent si loin qu'il a fallu la moitié de la vie de l'univers pour nous parvenir – à une époque où l'univers était environ 1,8 fois plus petit qu'il ne l'est aujourd'hui », a déclaré Mme Lopez.

« Le Grand Anneau et l'Arc Géant, individuellement et ensemble, nous offrent un grand mystère cosmique alors que nous travaillons à comprendre l'univers et son évolution. »

Mme Lopez, avec son conseiller le Dr Roger Close, également de l'Université de Californie, et son collaborateur Gerard Williger de l'Université de Louisville aux États-Unis, ont utilisé une technique appelée magnésium II (MgII) pour faire ces découvertes.

Il s’agit de transformer les quasars – des objets célestes très actifs et lumineux trouvés au centre de certaines galaxies – en lampes géantes permettant d’observer la matière cosmique et les galaxies de l’univers qui autrement seraient invisibles.

Commentant la recherche, le professeur Don Polacco, du département de physique de l'université de Warwick, a déclaré que des recherches supplémentaires devaient être menées pour confirmer si ces très grandes structures avaient été découvertes.

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« La probabilité que cela se produise est très faible, donc les auteurs spéculent que les deux objets sont effectivement connectés et forment une structure plus grande », a-t-il déclaré.

« La question est donc de savoir comment réaliser des structures aussi grandes ?

« Il est très difficile d'imaginer un mécanisme susceptible de produire ces structures, c'est pourquoi les auteurs spéculent que nous observons des vestiges de l'univers primitif dans lesquels des vagues de matière de haute et de basse densité sont gelées dans le milieu extragalactique. »

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L'épaisseur de la croûte de glace révèle la température de l'eau sur les mondes océaniques

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Les astrobiologistes de l'Université Cornell ont mis au point une nouvelle façon de déterminer la température des océans sur des mondes lointains en fonction de l'épaisseur de leurs coquilles de glace, réalisant ainsi efficacement une océanographie depuis l'espace.

Les données disponibles montrant la variation de l'épaisseur de la glace permettent déjà de prédire la partie supérieure de l'océan d'Encelade, l'une des lunes de Saturne, et l'étude orbitale prévue par la NASA sur la croûte glacée d'Europe devrait faire de même pour la lune jovienne, beaucoup plus grande, renforçant ainsi les conclusions de la mission quant à savoir si elle pourrait soutenir la vie. .

Les chercheurs suggèrent qu'un processus appelé « pompage de glace », qu'ils ont observé sous les plates-formes de glace de l'Antarctique, a probablement formé la face inférieure des coquilles glacées d'Europe et d'Encelade, mais doit également être à l'œuvre sur Ganymède et Titan, qui sont de grandes lunes de Jupiter et Saturne. successivement. Ils ont montré que les plages de températures dans lesquelles la glace et les océans interagissent – ​​des régions importantes où des composants de la vie peuvent être échangés – peuvent être calculées en fonction de la pente de la croûte de glace et des changements du point de congélation de l’eau à différentes pressions et salinités.

« Si nous pouvons mesurer le changement d'épaisseur de ces coquilles de glace, nous pourrons obtenir des contraintes de température dans les océans, ce qu'il n'y a pas d'autre moyen de faire sans les percer », a déclaré Brittney Schmidt, professeur adjoint d'astronomie et d'astrophysique. . Sciences de la Terre et de l'atmosphère. « Cela nous donne un autre outil pour essayer de comprendre le fonctionnement de ces océans. La grande question est : les choses y vivent-elles, ou peuvent-elles y vivre ? »

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Avec les membres actuels et anciens du Planetary Habitability and Technology Laboratory, Schmidt a co-écrit le livre « Ice-Ocean Interactions on Ocean Worlds Affecting the Topography of Ice Shells », publié dans la revue Journal de recherche géophysique : Planètes.

En 2019, à l'aide du robot télécommandé Icefin, l'équipe de Schmidt a observé de la glace pompée dans une fissure au fond de la plate-forme de glace de Ross, en Antarctique.

Les chercheurs ont cartographié les plages d'épaisseur, de pression et de salinité possibles de la croûte pour les mondes océaniques avec une gravité variable, et ont conclu que le pompage de glace se produirait dans les scénarios les plus probables, mais pas dans tous les scénarios. Ils ont découvert que les interactions entre la glace et les océans sur Europe pourraient être similaires à celles observées sous la plate-forme de glace de Ross, preuve que ces régions pourraient être parmi les plus semblables à la Terre sur des mondes extraterrestres, a déclaré Justin Lawrence, chercheur invité au Cornell Center. . d'astrophysique et de sciences planétaires et responsable de programme chez Honeybee Robotics.

La sonde Cassini de la NASA a produit suffisamment de données pour prédire la plage de température de l'océan d'Encelade, en fonction de l'inclinaison de sa croûte de glace des pôles à l'équateur : -1 095°C à -1 272°C. Connaître les températures permet de comprendre comment la chaleur circule dans les océans et comment elle se propage, affectant l'habitabilité.

Les chercheurs s'attendent à ce que le pompage de glace soit faible sur Encelade, une petite lune (aussi large que l'Arizona) avec une topographie spectaculaire, tandis que sur Europe plus grande – qui a à peu près la taille de la lune terrestre – ils s'attendent à ce qu'il fonctionne rapidement pour ramollir et aplatir la croûte glacée. . un socle.

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Ce travail montre comment la recherche sur le changement climatique sur Terre peut également bénéficier à la science planétaire, a déclaré Schmidt, c'est pourquoi la NASA a soutenu le développement d'ICEVEN.

« Il existe une relation entre la forme de la croûte de glace et la température de l'océan », a déclaré Schmidt. « C'est une nouvelle façon d'obtenir plus d'informations à partir des mesures de la croûte de glace que nous espérons pouvoir obtenir pour Europe et d'autres mondes. »

La recherche a été soutenue par les futurs chercheurs du programme FIESST (Earth and Space Science and Technology) de la NASA et par la National Science Foundation.

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Les astronomes découvrent un nouveau lien entre l'eau et la formation planétaire

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Les astronomes ont découvert de l'eau dans le disque entourant une jeune étoile où des planètes pourraient se former, révélant un nouveau lien entre l'ingrédient clé de la vie et la formation des planètes.

Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient pas en mesure de cartographier la façon dont l’eau est distribuée dans un disque stable et froid, le type de disque qui offre les meilleures conditions pour que les planètes se forment autour des étoiles.

Les observations, réalisées avec le grand télescope millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA), ont révélé au moins trois fois la quantité d'eau trouvée dans tous les océans de la Terre dans le disque interne de la jeune étoile semblable au soleil HL Tauri, située à 450 mètres d'altitude. dans des années. Loin de la Terre dans la constellation du Taureau.

« Je n'aurais jamais imaginé que nous pourrions capturer une image d'océans de vapeur d'eau dans la même région où la planète était susceptible de se former », a déclaré Stefano Facchini, astronome à l'Université de Milan en Italie, qui a dirigé l'étude.

Il a ajouté : « Nos résultats montrent comment la présence d'eau peut affecter l'évolution d'un système planétaire, tout comme cela s'est produit il y a environ 4,5 milliards d'années dans notre système solaire. »

« Il est vraiment remarquable que nous puissions non seulement détecter, mais aussi capturer des images détaillées et résoudre spatialement la vapeur d'eau à une distance de 450 années-lumière de la Terre », a déclaré le co-auteur Leonardo Testi, astronome à l'Université de Bologne en Italie. . nous. »

Les observations réalisées par ALMA, dont l'Observatoire européen austral (ESO) est partenaire, permettent aux astronomes de déterminer la répartition de l'eau dans différentes régions du disque.

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Selon l'étude publiée dans la revue Nature Astronomy, une grande quantité d'eau a été trouvée dans la région où se trouve une lacune connue dans le disque de HL Tauri.

Les chercheurs affirment que cela indique que la vapeur d’eau peut affecter la composition chimique des planètes qui se forment dans ces régions.

« C'est vraiment excitant de voir de première main, sur l'image, des molécules d'eau libérées par des particules de poussière glacée », a déclaré Elizabeth Humphreys, astronome à l'ESO qui a également participé à l'étude.

Les grains de poussière qui composent le disque sont les graines de la formation planétaire, entrant en collision et se collant pour former des objets plus gros.

Les astronomes pensent que lorsqu’il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle et se transforme en particules de poussière, les objets se collent mieux les uns aux autres, créant ainsi l’endroit idéal pour la formation des planètes.

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Les astronomes découvrent un nouveau lien entre l'eau et la formation des planètes

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Les astronomes découvrent un nouveau lien entre l'eau et la formation des planètes

Les astronomes ont découvert de l'eau dans le disque entourant une jeune étoile où des planètes pourraient se former, révélant un nouveau lien entre l'ingrédient clé de la vie et la formation des planètes.

Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient pas en mesure de cartographier la façon dont l’eau est distribuée dans un disque stable et froid, le type de disque qui offre les meilleures conditions pour que les planètes se forment autour des étoiles.

Les observations, réalisées avec le grand télescope millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA), ont révélé au moins trois fois la quantité d'eau trouvée dans tous les océans de la Terre dans le disque interne de la jeune étoile semblable au soleil HL Tauri, située à 450 mètres d'altitude. dans des années. Loin de la Terre dans la constellation du Taureau.

Nos résultats montrent comment la présence d’eau peut influencer l’évolution d’un système planétaire, tout comme elle l’a fait il y a environ 4,5 milliards d’années dans notre système solaire.

« Je n'aurais jamais imaginé que nous pourrions capturer une image d'océans de vapeur d'eau dans la même région où la planète était susceptible de se former », a déclaré Stefano Facchini, astronome à l'Université de Milan en Italie, qui a dirigé l'étude.

Il a ajouté : « Nos résultats montrent comment la présence d'eau peut affecter l'évolution d'un système planétaire, tout comme cela s'est produit il y a environ 4,5 milliards d'années dans notre système solaire. »

« Il est vraiment remarquable que nous puissions non seulement détecter, mais aussi capturer des images détaillées et résoudre spatialement la vapeur d'eau à une distance de 450 années-lumière de la Terre », a déclaré le co-auteur Leonardo Testi, astronome à l'Université de Bologne en Italie. . nous. »

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Les observations réalisées par ALMA, dont l'Observatoire européen austral (ESO) est partenaire, permettent aux astronomes de déterminer la répartition de l'eau dans différentes régions du disque.

Selon l'étude publiée dans la revue Nature Astronomy, une grande quantité d'eau a été trouvée dans la région où se trouve une lacune connue dans le disque de HL Tauri.

Les chercheurs affirment que cela indique que la vapeur d’eau peut affecter la composition chimique des planètes qui se forment dans ces régions.

« C'est vraiment excitant de voir de première main, sur l'image, des molécules d'eau libérées par des particules de poussière glacée », a déclaré Elizabeth Humphreys, astronome à l'ESO qui a également participé à l'étude.

Les grains de poussière qui composent le disque sont les graines de la formation planétaire, entrant en collision et se collant pour former des objets plus gros.

Les astronomes pensent que lorsqu’il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle et se transforme en particules de poussière, les objets se collent mieux les uns aux autres, créant ainsi l’endroit idéal pour la formation des planètes.

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