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
Relecture
Le trou noir attire la matière de l’étoile compagnon vers lui, formant un disque qui tourne autour du trou noir avant de tomber dedans. Crédit image : NASA/CXC/EM. Weiss.
× Fermer
Le trou noir attire la matière de l’étoile compagnon vers lui, formant un disque qui tourne autour du trou noir avant de tomber dedans. Crédit image : NASA/CXC/EM. Weiss.
Une équipe internationale dirigée par des chercheurs en physique de l’Université d’Oxford a prouvé qu’Einstein avait raison sur une prédiction clé concernant les trous noirs. En utilisant des données de rayons X pour tester la théorie de la gravité d’Einstein, leur étude a fourni la première preuve observationnelle de l’existence d’une « zone de plongée » autour des trous noirs : une région où la matière cesse de tourner autour du trou et tombe directement dedans. En outre, l’équipe a découvert que cette région exerce certaines des forces gravitationnelles les plus puissantes jamais identifiées dans la galaxie. Les résultats ont été publiés dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Les nouvelles découvertes font partie d’une vaste enquête sur les mystères exceptionnels autour des trous noirs menée par des astrophysiciens de la physique de l’Université d’Oxford. Cette étude s’est concentrée sur des trous noirs plus petits relativement proches de la Terre, en utilisant des données de rayons X collectées à partir des télescopes Nuclear Spectroscopique Space Telescope Array (NuSTAR) et Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER). Plus tard cette année, la deuxième équipe d’Oxford espère se rapprocher de l’enregistrement des premières vidéos de trous noirs plus grands et plus éloignés dans le cadre d’une initiative européenne.
Contrairement à la théorie de la gravité de Newton, la théorie d’Einstein affirme qu’il est impossible pour les particules de suivre des orbites circulaires en toute sécurité à proximité d’un trou noir. Au lieu de cela, ils se « précipitent » rapidement vers le trou noir à une vitesse proche de celle de la lumière. L’étude d’Oxford a évalué cette région en profondeur pour la première fois, en utilisant des données de rayons X pour mieux comprendre la force générée par les trous noirs.
Le Dr Andrew Mummery a déclaré : « Il s’agit du premier aperçu de la façon dont le plasma, décollé du bord extérieur de l’étoile, subit sa chute finale au centre du trou noir, un processus qui se produit dans un système d’environ dix mille années-lumière. loin. » , professeur de physique à l’Université d’Oxford, qui a dirigé l’étude. « Ce qui est vraiment excitant, c’est qu’il existe de nombreux trous noirs dans la galaxie et que nous disposons désormais d’une nouvelle technique puissante à utiliser pour étudier les champs gravitationnels les plus puissants connus. »
« La théorie d’Einstein avait prédit cette baisse récente, mais c’est la première fois que nous sommes en mesure de prouver que cela s’est produit », a poursuivi le Dr Mummery. « Pensez-y comme à une rivière qui se transforme en cascade. Jusqu’à présent, nous regardions la rivière. C’est notre première vue d’une cascade. »
« Nous pensons que cela représente un nouveau développement passionnant dans l’étude des trous noirs, nous permettant d’étudier cette dernière région qui les entoure. Ce n’est qu’alors que nous pourrons pleinement comprendre la force de gravité », a ajouté Mummery. « Cette dernière goutte de plasma se produit au bord du trou noir et montre la réponse de la matière à la gravité la plus forte possible. »
Les astrophysiciens tentent depuis un certain temps de comprendre ce qui se passe près de la surface d’un trou noir, et ils le font en étudiant les disques de matière en orbite autour d’eux. Il existe une dernière région de l’espace-temps, connue sous le nom de région de naufrage, où la descente finale dans le trou noir est impossible à arrêter et où le fluide environnant est effectivement condamné.
Le débat parmi les astrophysiciens dure depuis de nombreuses décennies sur la possibilité de découvrir ce qu’on appelle la zone engloutie. L’équipe d’Oxford a passé les deux dernières années à en développer des modèles et, dans l’étude qui vient de paraître, elle démontre la première détection confirmée réalisée à l’aide de télescopes à rayons X et de données de la Station spatiale internationale.
Alors que cette étude se concentre sur les petits trous noirs plus proches de la Terre, une deuxième équipe d’étude de l’Université de physique d’Oxford fait partie d’une initiative européenne visant à construire un nouveau télescope, le Télescope millimétrique africain, qui améliorerait considérablement notre capacité à prendre des images directes de trous noirs. des trous. . Plus de 10 millions d’euros de financement ont déjà été obtenus, dont une partie servira à soutenir plusieurs premières thèses de doctorat en astrophysique à l’Université de Namibie, en étroite collaboration avec l’équipe de physique d’Oxford.
On s’attend à ce que le nouveau télescope permette pour la première fois d’observer et de photographier de grands trous noirs au centre de notre galaxie, ainsi qu’au-delà. Comme pour les petits trous noirs, les grands trous noirs devraient avoir ce qu’on appelle un « horizon des événements », attirant la matière de l’espace vers leur centre en spirale pendant que le trou noir tourne. Celles-ci représentent des sources d’énergie presque inimaginables, et l’équipe espère les observer et les photographier en orbite pour la première fois.
L’étude « Persistent Emission from Within the Sinking Region of Black Hole Disks » a été publiée dans les Avis mensuels de la Société Astronomique.
Plus d’information:
Andrew Mummery et al., Émission continue depuis la région descendante des disques de trous noirs, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae1160
Informations sur les magazines :
Avis mensuels de la Royal Astronomical Society
L’eau douce provenant de sources atmosphériques est apparue sur Terre il y a environ 4 milliards d’années, soit 500 millions d’années plus tôt qu’on ne le pensait, selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience.
Lorsque la Terre s’est formée pour la première fois il y a environ 4,5 milliards d’années, au début de la période géologique connue sous le nom d’Hadéen, elle était initialement en fusion. Au fur et à mesure que sa couche externe se refroidissait, la croûte de la planète s’est formée. Cependant, la chronologie de l’apparition des réservoirs d’eau douce sur Terre reste jusqu’à présent incertaine.
Les chercheurs ont trouvé des traces d’eau douce dans d’anciens cristaux de zircon des Jack Hills en Australie occidentale. En effectuant une analyse isotopique de l’oxygène sur ces cristaux, ils ont déterminé le début du cycle hydrologique. Résistants aux intempéries et aux changements environnementaux, ces zircons sont les plus anciens de la Terre et fournissent des informations rares et profondes sur les débuts de l’histoire de la planète.
« Nous avons pu retracer les origines du cycle hydrologique, qui est le mouvement continu de l’eau entre la terre, les océans et l’atmosphère à travers des processus tels que l’évaporation et les précipitations, Dr Hamid Jamal Al-Din, chercheur principal à l’École de la Terre et des précipitations. Les sciences planétaires de l’Université Curtin et de l’Université Khalifa aux Émirats arabes unis ont déclaré : Ce cycle est essentiel au maintien des écosystèmes et de la vie sur notre planète.
Le Dr Hugo K. H. Ollerock tient la roche contenant les cristaux de zircon qui ont permis de déterminer la découverte.
(Image : Université Curtin)
Le Dr Jamal Al-Din a expliqué que l’analyse d’anciens zircons a retardé de 500 millions d’années l’apparition de l’eau douce sur Terre. « En examinant de petits cristaux de zircon, nous avons trouvé des signatures isotopiques de l’oxygène exceptionnellement légères, qui indiquent une interaction avec l’eau douce plutôt qu’avec l’eau salée de l’océan, remontant à 4 milliards d’années », a-t-il déclaré.
Les isotopes légers de l’oxygène résultent généralement de réactions entre l’eau chaude et douce et les roches situées à plusieurs kilomètres sous la surface de la Terre. « Pour que les zircons que nous avons analysés aient des signatures d’oxygène aussi légères, les roches doivent avoir été altérées par l’eau douce, fondues, puis solidifiées à nouveau : « Cette preuve de l’eau douce il y a 4 milliards d’années remet en question l’hypothèse. théorie selon laquelle « La Terre était entièrement recouverte par l’océan à cette époque ».
(Image : NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS et équipe scientifique américano-japonaise ASTER)
Le Dr Hugo KH Ollerock, également de l’École des sciences de la Terre et des planètes de l’Université Curtin et membre de l’équipe de recherche, a souligné l’importance de cette découverte pour comprendre la formation de la Terre et l’origine de la vie.
« Cette découverte met non seulement en lumière les débuts de l’histoire de la Terre, mais suggère également que les continents et l’eau douce ont ouvert la voie à l’émergence de la vie dans un laps de temps relativement court, moins de 600 millions d’années après la formation de la Terre. Nos recherches représentent une avancée majeure. dans la compréhension des débuts de l’histoire de la Terre et ouvre les portes aux études futures sur les origines de la vie.
Vue d’artiste des premières étoiles, 400 millions d’années après le Big Bang
Équipe scientifique WMAP de la NASA via Wikipédia
Les astronomes ont découvert le carbone connu le plus éloigné de l’univers, remontant à seulement 350 millions d’années après le Big Bang. Cette découverte – issue du télescope spatial Webb de la NASA – a utilisé les observations infrarouges de l’actuel Advanced Extragalactic Deep Survey pour identifier le carbone dans une toute jeune galaxie qui s’est formée peu de temps après la nuit des temps.
Les résultats obligeront probablement les cosmologistes et les théoriciens à repenser une grande partie de tout ce qu’ils savent sur l’enrichissement chimique de notre univers.
Dans une recherche acceptée pour publication dans la revue Astronomie et astrophysiqueUne équipe internationale dirigée par des astronomes de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni a détaillé ses observations de cette ancienne galaxie, connue sous le nom de GS-z12. Il est situé à un redshift supérieur à 12, près de l’aube cosmique.
« Il s’agit non seulement de la première découverte confirmée de carbone, mais aussi de la première découverte confirmée de tout élément chimique autre que les éléments primitifs produits par le Big Bang (hydrogène, hélium et traces de lithium), Francesco DiEugenio, auteur principal de l’article. . Un astrophysicien de l’Université de Cambridge me l’a dit par e-mail.
La découverte de ce carbone si tôt dans l’histoire cosmique pourrait également signifier que quelque part là-bas, la vie aurait pu démarrer plus tôt que prévu.
Cette découverte remet également en question nos modèles d’évolution chimique, dit DiEugenio. « Nous ne nous attendions pas à voir des abondances aussi élevées de carbone en oxygène avant plus tard dans l’histoire de l’univers », dit-il. Par conséquent, notre découverte indique des canaux d’enrichissement chimique nouveaux et inattendus dans l’univers primitif, explique Diogenio.
En raison de la faiblesse exceptionnelle de ces galaxies lointaines, l’équipe n’a pu détecter le carbone qu’après environ 65 heures d’observations par spectroscopie proche infrarouge.
Les astronomes utilisent la spectroscopie pour étudier l’absorption et l’émission de lumière et d’autres rayonnements par la matière. Chaque élément possède sa propre empreinte chimique qui apparaît dans le spectre de la cible céleste, ce qui a permis dans ce cas d’identifier de manière surprenante le carbone à des époques aussi précoces.
Comment ce carbone a-t-il été créé ?
Diogenio dit que le Big Bang n’a produit que de l’hydrogène, de l’hélium et des traces de lithium. Par conséquent, ce carbone – et tout le carbone de l’univers – doit avoir été produit à l’intérieur des étoiles, dit-il. Une partie du carbone est produite dans des étoiles massives à courte durée de vie, et une autre dans des étoiles de faible masse à longue durée de vie, explique DiEugenio.
Carbone via supernovae
Dans GS-z12, qui a une masse d’environ 50 millions de masses solaires seulement, nous pouvons exclure le deuxième scénario, car l’univers était si jeune que les étoiles de faible masse n’avaient pas assez de temps pour apporter des quantités significatives de carbone, explique DiEugenio. . Il dit que cela signifie qu’il a été produit dans des étoiles massives. Cependant, le rapport carbone/oxygène que nous observons dans GS-z12 ne correspond pas à celui des étoiles massives connues, explique Diogenio. C’est pourquoi nous pensons que cette découverte de carbone pourrait avoir été produite dans des types d’étoiles massives plus exotiques, telles que les étoiles du troisième groupe, dit-il.
Les étoiles du groupe III sont un groupe théorique des premières étoiles de l’univers.
Selon certains modèles, lorsque ces premières étoiles ont explosé en supernova, elles auraient pu libérer moins d’énergie que prévu initialement, suggère l’Université de Cambridge. Dans ce cas, il s’agit du carbone, qui était présent dans l’exosphère des étoiles et était moins lié gravitationnellement que l’oxygène, selon l’université. Par conséquent, ce carbone aurait pu s’échapper plus facilement et se propager dans toute la galaxie, tandis qu’une grande quantité d’oxygène serait retombée et s’effondrerait dans un trou noir, a expliqué l’université.
Ce carbone serait-il le résultat d’une étoile de Population III devenue supernova ?
« Nous ne savons pas avec certitude quel type d’étoile a produit ce carbone », explique DiEugenio. Cependant, étant donné le temps très court disponible pour l’évolution stellaire, celle-ci doit provenir d’explosions de supernova provoquées par la mort d’étoiles massives, explique Diogenio. Selon lui, des preuves allant de l’univers local jusqu’à un milliard d’années après le Big Bang montrent que le rapport carbone/oxygène produit par les supernovae est bien inférieur à ce que nous observons dans cette galaxie.
Rapports carbone/oxygène
Expliquer le rapport carbone/oxygène élevé observé dans le GS-z12 est difficile dans le cadre actuel, explique DiEugenio. Dans ce contexte, il existe certains scénarios théoriques dans lesquels les supernovae du groupe III produisent des ratios carbone/oxygène élevés ; Il dit que ce serait un scénario approprié, mais qu’il doit être confirmé.
Le télescope spatial James Webb observe les galaxies. Ce sont des éléments d’image fournis par la NASA … [+] https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2017/hubble-caches-starbursts-in-a-barred-spiral-galaxy
GT
Quant au carbone découvert ?
Diogenio dit qu’il a été produit dans l’une des coques internes brûlant de l’hélium d’une étoile massive alors qu’elle était sur le point de devenir une supernova. Il dit que lorsque l’étoile est devenue supernova, son gaz riche en carbone est revenu dans la galaxie.
C’est à ce moment-là qu’il est devenu détectable.
Ces premières supernovae et leurs sous-produits représentent les premières étapes de l’enrichissement chimique cosmique. Des milliards d’années plus tard, cette évolution chimique a conduit à l’émergence d’un groupe de galaxies telles que notre propre Voie Lactée ; Chimiquement riche et – sur cette planète du moins – regorgeant de vie basée sur le carbone.
Le système stellaire est situé à 3 400 années-lumière.
Vendredi, l’Agence spatiale européenne (ESA) a publié une image étonnante d’un mystérieux système stellaire. L’étoile est située à 3 400 années-lumière dans la constellation du Sagittaire et se compose d’une géante rouge et de sa compagne naine blanche. L’Agence spatiale européenne l’a qualifié de « danse cosmique de glace et de feu », notant qu’elle devient de plus en plus chaude et faible.
Selon l’Agence spatiale européenne, ces étoiles mystérieuses ont surpris les astronomes avec une « éruption semblable à une nova » en 1975, augmentant leur luminosité d’environ 250 fois.
« C’est l’histoire de deux étoiles : une géante rouge fait généreusement don de matière à sa compagne naine blanche, créant ainsi un spectacle éblouissant. Du brouillard rouge ? Ce sont les vents forts de la géante rouge ! ️Mais Mira HM Sge est un véritable mystère. En 1975, les astronomes ont été surpris par une explosion semblable à une nova, mais contrairement à la plupart des novae, elle n’a pas disparu. Depuis, il fait plus chaud mais plus faible ! », lit-on dans la légende du message. Le message comprend quatre images qui, ensemble, constituent l’image complète du système stellaire symbiote.
Voir les photos ici :
Les astronomes ont utilisé de nouvelles données de Hubble et du SOFIA (Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge) de la NASA, ainsi que des données d’archives d’autres missions, pour revisiter le système stellaire binaire.
« Grâce à Hubble et au télescope SOFIA, à la retraite, nous avons résolu l’énigme ensemble. Les données ultraviolettes de Hubble révèlent des températures torrides autour de la naine blanche, tandis que SOFIA a détecté de l’eau s’écoulant à des vitesses incroyables, indiquant la présence d’un disque de matière en rotation.
Entre avril et septembre 1975, la luminosité du système binaire HM Sagittae a été multipliée par 250. Récemment, des observations montrent que le système est devenu plus chaud, mais paradoxalement s’est légèrement atténué.
En réponse à l’image, un utilisateur a écrit : « C’est vraiment incroyable la danse des échanges matériels entre la géante rouge et la naine blanche. »
Un autre a commenté : « C’est tellement beau et mystérieux, j’adore ça. » Un troisième a déclaré : « Superbes clichés ».
