Image infrarouge unique 2MASS J17554042 + 6551277, avec un filtre rouge appliqué pour améliorer le contraste visible.image: NASA / STScI
Le télescope spatial Webb a franchi une étape critique dans la phase de mise en service, avec des contrôleurs de mission entièrement alignés sur l’imageur de l’observatoire principal.
Avant d’entrer dans les détails de l’annonce d’aujourd’hui, prenez un moment pour profiter de la gloire de cette nouvelle image Webb. L’étoile s’appelle 2MASS J17554042 + 6551277, et les observateurs de la mission l’ont utilisée pour aligner les 18 miroirs hexagonaux du télescope spatial. Mais regardez-le – voyez à quel point il s’avère net. Et regardez toutes ces galaxies en arrière-plan. Irréel, d’autant plus qu’il ne s’agit que d’une photo « test ».
« C’est l’avenir à partir de maintenant – tout ce que nous verrons sera dans le champ profond », a déclaré Jane Rigby, scientifique du projet Webb Operations, lors d’une conférence de presse de la NASA plus tôt dans la journée. « La seule façon pour nous de rendre cette image plus claire est de faire un miroir plus grand », a-t-elle ajouté.
Rigby et ses collègues se sont réunis pour discuter d’une étape importante dans le processus d’alignement, la fin de belles étapes Phase 11 mars. L’imageur principal du télescope – la caméra proche infrarouge – est entièrement aligné, et les 18 parties servent désormais d’un seul œil infrarouge que les scientifiques utiliseront pour scruter l’univers. Plus d’alignement est nécessaire, y compris le travail avec le spectromètre proche infrarouge, l’instrument infrarouge moyen, l’imagerie proche infrarouge et le spectrophotomètre sans fente, mais Webb impressionne déjà tout le monde par ses performances.
À la mi-février, les ingénieurs ont introduit 18 points de lumière stellaire dans un motif cohérent.image: NASA/STScI/J. Dipascual
« C’est l’un des jours les plus merveilleux de ma carrière à la NASA », a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé pour la science, lors de la conférence de presse. « Aujourd’hui, nous pouvons annoncer que l’optique fonctionnera comme prévu, sinon mieux. »
Le miroir Webb de 21 pieds 4 pouces (6,5 m) a dû être plié pour le tir, puis aligné avec précision à l’échelle nanométrique. Il reste encore beaucoup de travail, comme le refroidissement du télescope, davantage de préparations d’instruments et les alignements susmentionnés, mais Webb est en bonne voie pour entrer dans sa phase scientifique en juillet. À ce stade, l’équipe de mise en service remettra le télescope à la communauté scientifique et affichera l’univers infrarouge avec une précision sans précédent, selon Zurbuchen. L’équipe s’approche du sommet de la montagne, a-t-il dit, « mais les nuits blanches sont maintenant derrière nous ».
Lors de la conférence de presse, le comité a demandé s’il y avait des points critiques de défaillance ou s’il y avait encore une possibilité que les choses puissent déraper. Rigby a fait écho aux commentaires de Zurbuchen, affirmant que le gros du travail était terminé et que « maintenant, si les choses ne fonctionnent pas », cela ne conduira qu’à une « détérioration partielle de la science ». Cependant, la température du télescope est quelque chose que vous étudiez toujours, car Webb continue à avoir froid. Marshall Perrin, scientifique adjoint de Webb chargé des télescopes, a déclaré que certains sous-systèmes pourraient ne pas fonctionner à un moment donné, « mais nous avons beaucoup de redondance dans les systèmes électriques » et « nous sommes en très bonne forme ».
Cette photo des miroirs de Webb a été capturée à l’aide d’un « objectif à iris » spécialisé à l’intérieur de l’outil NIRCam.image: Nasa
Lee Feinberg, responsable des éléments du télescope optique Webb, a déclaré que les performances optiques du télescope sont absolument exceptionnelles et « aussi bonnes sinon meilleures que nos prédictions les plus optimistes ». Le succès de la mission jusqu’à présent montre que nous « avons conçu une nouvelle façon de construire des télescopes spatiaux », une réalisation qui « sera utile pour la prochaine génération ». Pour Perrin, la plus grande surprise était de savoir à quel point les performances de Webb correspondaient aux modèles et aux prédictions sur le terrain. Il a déclaré que les images étaient focalisées ensemble « avec la précision permise par les lois de la physique » pour un télescope de cette taille.
« Une belle étoile terne avec juste ce qu’il faut de luminosité », a déclaré Rigby. L’image a été capturée en lumière infrarouge puis appliquée à travers un filtre rouge pour améliorer le contraste visuel. Quant à l’aspect hérissé de l’étoile, c’est le résultat de la diffraction.
Marshall a déclaré que l’équipe était « presque exactement dans les délais ». Rigby a déclaré qu’ils étaient sur la bonne voie pour répondre aux « exigences scientifiques très difficiles » de la mission, mais qu’ils se sont abstenus de collecter des données scientifiques. Plus de 1 000 suggestions ont été soumises par des astronomes demandant l’accès à Webb, seules les « meilleures » étant sélectionnées, a déclaré Rigby, ajoutant que le premier lot de cibles avait été sélectionné mais non divulgué au public. Elle a déclaré que le premier cycle scientifique verrait le télescope remonter dans le temps quelques millions d’années après le Big Bang, et que des cibles plus proches, telles que les lunes de Jupiter et de Saturne et les astéroïdes troyens, seraient également occasionnellement étudiées par Webb. pointe future.
Lancé le 25 décembre 2021, le télescope Webb est une mission conjointe de la NASA, de l’Agence spatiale européenne et de l’Agence spatiale canadienne. Le télescope est enfin arrivé dans l’espace après de nombreuses années de retard, et il semble maintenant fonctionner au-delà des attentes. Webb fournira une nouvelle lentille pour étudier les étoiles les plus anciennes, les galaxies, les atmosphères d’exoplanètes lointaines et d’autres phénomènes célestes.
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Les capteurs de rayons X et de transition de SSRL révèlent des informations sur les diamants de taille nanométrique cachés sous la couche de silice. Les électrons irradiés s’échappent de la surface du nanodiamant, traversent la silice et sont collectés sous forme de signaux. Plus le revêtement est épais, moins les électrons atteignent la surface. Comprendre la chimie des couches de silice aidera les chercheurs à améliorer les coques de silice et à expérimenter d’autres matériaux comme revêtements, élargissant ainsi les applications des nanodiamants dans l’informatique quantique et le biomarquage. Crédit : Greg Stewart/Laboratoire national des accélérateurs du SLAC
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Les capteurs de rayons X et de transition de SSRL révèlent des informations sur les diamants de taille nanométrique cachés sous la couche de silice. Les électrons irradiés s’échappent de la surface du nanodiamant, traversent la silice et sont collectés sous forme de signaux. Plus le revêtement est épais, moins les électrons atteignent la surface. Comprendre la chimie des couches de silice aidera les chercheurs à améliorer les coques de silice et à expérimenter d’autres matériaux comme revêtements, élargissant ainsi les applications des nanodiamants dans l’informatique quantique et le biomarquage. Crédit : Greg Stewart/Laboratoire national des accélérateurs du SLAC
Revêtir un objet rare – de minuscules éclats de diamant – avec le sable, l’ingrédient principal, peut sembler inhabituel, mais le résultat final s’avère avoir un certain nombre d’applications précieuses. Le problème est que personne ne sait avec certitude quel est le lien entre les deux substances.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université d’État de San Jose (SJSU) rapportent dans la revue ACS Au Nanoscience Les groupes chimiques d’alcool à la surface du diamant sont responsables des coquilles de silice avantageusement uniformes, un résultat qui pourrait les aider à créer de meilleurs nanodiamants recouverts de silice, de minuscules outils avec des applications allant du biomarquage des cellules cancéreuses à la détection quantique.
L’équipe a révélé le mécanisme de liaison grâce aux puissants rayons X générés par la source de lumière à rayonnement synchrotron de Stanford (SSRL) du laboratoire national des accélérateurs SLAC du ministère de l’Énergie.
« Maintenant que nous connaissons ces détails plus fins – comment fonctionne la liaison plutôt que de simplement deviner – nous pouvons mieux explorer de nouveaux systèmes hybrides de diamants », déclare Abraham Woollcott, chercheur principal de l’étude et professeur au SJSU.
Une grande partie du travail de Woolcott concerne les nanodiamants, qui sont des diamants synthétiques qui se décomposent en morceaux si petits qu’il en faudrait 40 000 pour couvrir la largeur d’un seul cheveu humain. En théorie, les nanodiamants ont des réseaux de carbone parfaits, mais parfois un atome d’azote s’y infiltre et remplace l’atome de carbone à côté de l’atome de carbone manquant. Techniquement, c’est un défaut, mais il est utile, car le défaut réagit aux champs magnétiques, aux champs électriques et à la lumière, le tout à température ambiante, ce qui signifie que les nanodiamants ont de nombreuses applications.
Ils peuvent être utilisés comme qubits, unité de base d’un ordinateur quantique. Frappez-le avec une lumière verte et il brille en rouge afin que les biologistes puissent le mettre dans des cellules vivantes et le suivre à mesure qu’il se déplace. Mais les scientifiques ne peuvent pas facilement programmer les nanodiamants pour qu’ils aillent où ils veulent, car les bords des diamants sont pointus et peuvent briser les membranes cellulaires.
Le recouvrir de silice résout les deux problèmes. La silice forme une croûte lisse et uniforme qui recouvre les arêtes vives. Cela crée également une surface modifiable, que les scientifiques peuvent décorer avec des étiquettes pour diriger des molécules vers des cellules spécifiques, telles que des cellules cancéreuses ou des neurones. « Le diamant en coquille de silice devient un système contrôlable », a déclaré Woolcott.
Mais les scientifiques ont été en désaccord pendant un certain temps sur la façon dont cette coquille s’est formée, a déclaré Wolcott. Son équipe a montré que l’hydroxyde d’ammonium combiné à l’éthanol, des produits chimiques généralement inclus dans le processus de revêtement, produisent de nombreux groupes alcool à la surface du nanodiamant, et ces alcools facilitent la croissance de la coque.
« Personne n’a été capable de l’expliquer depuis plus de 10 ans, mais nous avons pu extraire cette information », a déclaré Woolcott.
Après avoir étudié les particules à l’aide de microscopes électroniques à transmission à la fonderie moléculaire du laboratoire national Lawrence Berkeley du ministère de l’Énergie, les chercheurs ont projeté des rayons X SSRL sur les nanodiamants pour explorer les surfaces cachées sous la couche de silice.
Le capteur de transition de SSRL, un thermomètre ultra-sensible qui collecte les changements de température et les convertit en énergies de rayons X, a révélé les groupes chimiques présents à la surface des nanodiamants.
En utilisant une deuxième technique – la spectroscopie d’absorption des rayons X (XAS) – l’équipe a généré des électrons en mouvement à la surface du nanodiamant, puis les a capturés alors qu’ils traversaient la coque de silice et s’échappaient. Plus le revêtement est épais, moins les électrons atteignent la surface. Les signaux étaient un petit ruban à mesurer, indiquant l’épaisseur de la couche de silice à l’échelle nanométrique.
« XAS est puissant car vous pouvez détecter quelque chose de submergé ou caché, comme un diamant sous une coquille de silice », a déclaré Woolcott. « Les gens n’ont jamais fait cela avec des nanodiamants auparavant, donc en plus de découvrir le mécanisme de liaison, nous avons également montré que le XAS est utile aux scientifiques des matériaux et aux chimistes. »
À l’avenir, Woolcott, connu pour offrir des opportunités de recherche pratique, souhaite que les étudiants travaillent sur le revêtement des nanodiamants avec d’autres matériaux. Par exemple, le titane, le zinc et d’autres oxydes métalliques peuvent ouvrir de nouveaux horizons dans les applications de détection quantitative et de biomarquage.
« Les nanodiamants sont des micro-outils étonnants avec des applications immédiates », a déclaré Karen Lopez, Ph.D., professeur de génie biomédical. étudiant à l’Université de Californie à Irvine, qui, comme les autres auteurs du SJSU, a travaillé sur l’étude en tant qu’étudiant de premier cycle. « Maintenant que nous comprenons comment se forme la croûte de silice, nous pouvons commencer à l’améliorer et à l’étendre à d’autres types de matériaux. »
Plus d’information:
Birla J. Sandoval et al., Diamants quantiques sur la plage : aperçus chimiques de la croissance de la silice sur les nanodiamants à l’aide de la caractérisation et de la simulation multimodales, ACS Au Nanoscience (2023). DOI : 10.1021/acsnanoscienceau.3c00033
Un léger « pont » de gaz relie deux galaxies en collision dans une nouvelle image prise par le télescope spatial Hubble.
Le système Arp 107 comprend une paire de galaxies en train de fusionner. Elle est située à environ 465 millions d’années-lumière de nous AtterrirLe duo galactique est relié par un faible flux de poussière et de gaz.
HubbleIl s’agit d’une mission conjointe dirigée par la NASA et Agence spatiale européenne, capturez cette nouvelle vue d’Arp 107 à l’aide de la caméra Advanced Surveys. La plus grande galaxie, capturée à gauche de l’image, présente un grand bras en spirale qui s’incurve autour du noyau de la galaxie. Ce monde cosmique est connu sous le nom de Galaxie Seyfert et abrite un noyau galactique actif.
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« Les galaxies de Seyfert sont remarquables car, malgré l’énorme luminosité du noyau actif, le rayonnement de la galaxie entière peut être observé », ont déclaré les responsables de l’ESA dans leur rapport. un permis. « Cela est clairement visible sur cette image, où les spirales de la galaxie entière peuvent être facilement vues. »
Les noyaux galactiques actifs présentent une lueur intense associée à la chute de matière dans la galaxie massive Le trou noir Au centre de la galaxie. En fait, le rayonnement émis par un noyau galactique actif peut éclipser la lumière combinée de toutes les étoiles de sa galaxie hôte.
Le bras spiral brillant de la galaxie est parsemé de bourgeons brillants étoilesles naissances d’étoiles sont alimentées par la source abondante de matière extraite du plus petit compagnon galaxievisible en bas à droite de l’image.
La plus petite galaxie semble avoir un noyau brillant, mais des bras spiraux relativement faibles à mesure qu’elle est absorbée par la plus grande galaxie. Flux de matériaux de connexion Fusionner les galaxies Il pend délicatement sous la paire sur la nouvelle image de Hubble, publiée par l’Agence spatiale européenne le 18 septembre.
Arp 107 appartient à un groupe de galaxies connu sous le nom d’Atlas des galaxies exotiques, compilé en 1966 par Halton Arp. La nouvelle image de Hubble a été prise dans le cadre d’une initiative plus large visant à observer les membres peu étudiés du catalogue Arp.
« Une partie de l’objectif du programme de surveillance était de fournir au public des images de ces monuments époustouflants et difficiles à identifier. GalaxiesL’Agence spatiale européenne a déclaré dans le communiqué.
Grâce à une savante combinaison de photographies de deux appareils photo différents, une nouvelle image impeccable de la NASA a capturé un cratère sur la lune qui n’a pas vu la lumière du jour depuis des milliards d’années.
L’ancien cratère, connu sous le nom de cratère Shackleton, est situé dans la partie montagneuse du pôle sud de la Lune, où, en raison de l’inclinaison de la Lune, la lumière du soleil n’éclaire que les collines et les sommets les plus élevés.
Le reste de la région est en grande partie à l’ombre, créant des « pièges froids » où l’eau ou la glace peuvent se cacher du soleil… et des yeux des astronomes curieux.
Chaîne de montagnes Shackleton Crater éclairée par la lumière du soleil. (NASA/GSFC/Université d’État de l’Arizona)
C’est un monde inexploré et les experts cherchent désespérément à en savoir plus, d’autant plus qu’il semble être un endroit approprié pour l’eau sous forme de glace.
Le centre sombre du cratère ShackletonIl accueille des températures extrêmement froides qui ne dépassent pas -173°C (ou -280°F). Si la zone contenait autrefois de la vapeur d’eau provenant d’un ancien impact de comète, elle est désormais gelée, peut-être sous la surface, hors de vue.
Astronomes en Chine Plan Envoyer une petite sonde volante dans le cratère en 2026 pour rechercher des traces de glace d’eau à la surface de la Lune. Pendant ce temps, la NASA s’appuie sur des « lunettes de nuit » pour scruter l’obscurité perpétuelle.
L’appareil spécialement conçu est connu sous le nom de ShadowCam et a été lancé en orbite à bord d’un avion. Satellite coréen en août 2022.
Les premières images sont désormais partagées, offrant au monde terrestre une vue inédite du satellite voisin de chez nous.
Shackleton Crater photographié par ShadowCam et la caméra Lunar Reconnaissance Orbiter. (NASA/CARY/Université d’État de l’Arizona)
ShadowCam est plus de 200 fois plus sensible à la lumière dans les zones ombragées que les autres caméras lunaires. Il représente la surface sombre par S’appuyer sur la « lumière de la terre »C’est un reflet de la lumière de notre planète qui éclaire la lune. La caméra utilise également la réflexion de la lumière du soleil provenant des montagnes et des collines sur la lune elle-même.
Malheureusement, la conception entraîne une sursaturation lors de la photographie de zones lumineuses.
Plus tôt cette année, par exemple, des scientifiques de la NASA ont tenté d’utiliser ShadowCam pour capturer le cratère Shackleton, ce qui n’est arrivé que Il a trois points Qui reçoit la lumière du soleil environ 90 pour cent de l’année. Ces parties ensoleillées ont finalement été blanchies, comme indiqué ci-dessous.
Cratère Shackleton photographié par ShadowCam en avril 2023. (NASA/KARI/ASU)
L’équipe ShadowCam a désormais pris en compte cette perte de détails en créant une image mosaïque.
Lorsque les zones saturées et éclairées par le soleil de ShadowCam sont remplacées par des photographies d’autres caméras lunaires en orbite, la scène entière peut être capturée avec des détails époustouflants et jamais vus auparavant.
« Avec chaque caméra optimisée pour les conditions d’éclairage spécifiques trouvées à proximité des pôles de la Lune, les analystes peuvent combiner les images des deux instruments pour créer une carte visuelle complète du terrain et des caractéristiques géologiques des parties les plus lumineuses et les plus sombres de la Lune. » est en train de lire Communiqué de presse de la NASA.
