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Le télescope spatial Webb détecte un flux de colonne d’eau de 6 000 milles depuis la lune Encelade de Saturne

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Le télescope spatial Webb détecte un flux de colonne d’eau de 6 000 milles depuis la lune Encelade de Saturne

Vue d’artiste du vaisseau spatial Cassini volant à travers des panaches sortant du pôle sud de la lune Encelade de Saturne. Tout comme les geysers, ces panaches expulsent un mélange de vapeur d’eau, de grains de glace, de sels, de méthane et d’autres molécules organiques. Crédit : NASA/JPL-Caltech

L’interaction entre les pôles de la lune et le système d’anneaux de Saturne a été explorée à l’aide de Webb

Encelade – une petite lune gelée[{ » attribute= » »>Saturn—is one of the most intriguing objects in the search for signs of life beyond our own planet.

Under a crust of ice lies a global ocean of salty water. Jets, supplied by that ocean, gush from the surface of the moon and feed into the entire system of Saturn. NASA’s James Webb Space Telescope’s long-awaited first look at this ocean world is already revealing staggering new details about the moon — including a plume of water vapor that spouts out more than 20 times the size of the moon itself.

Enceladus Plume (Webb NIRSpec and Cassini Image)

An image from NASA’s James Webb Space Telescope’s NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) shows a water vapor plume jetting from the southern pole of Saturn’s moon Enceladus, extending out more than 20 times the size of the moon itself. The inset, an image from the Cassini orbiter, emphasizes how small Enceladus appears in the Webb image compared to the water plume. Credit: NASA, ESA, CSA, Geronimo Villanueva (NASA-GSFC), Alyssa Pagan (STScI)

Webb Space Telescope Maps Surprisingly Large Plume Jetting From Saturn’s Moon Enceladus

A water vapor plume from Saturn’s moon Enceladus spanning more than 6,000 miles – nearly the distance from Los Angeles, California to Buenos Aires, Argentina – has been detected by researchers using NASA’s James Webb Space Telescope. Not only is this the first time such a water emission has been seen over such an expansive distance, but Webb is also giving scientists a direct look, for the first time, at how this emission feeds the water supply for the entire system of Saturn and its rings.

Enceladus, an ocean world about four percent the size of Earth, just 313 miles across, is one of the most exciting scientific targets in our solar system in the search for life beyond Earth. Sandwiched between the moon’s icy outer crust and its rocky core is a global reservoir of salty water. Geyser-like volcanos spew jets of ice particles, water vapor, and organic chemicals out of crevices in the moon’s surface informally called ‘tiger stripes.’

Previously, observatories have mapped jets hundreds of miles from the moon’s surface, but Webb’s exquisite sensitivity reveals a new story.


Des chercheurs utilisant le télescope spatial James Webb de la NASA ont récemment découvert un panache émergeant du pôle sud de la lune qui fait plus de 20 fois la taille de la lune elle-même. Cette animation montre comment les panaches d’eau de la lune alimentent le tore de la planète. En analysant les données de Webb, les astronomes ont déterminé qu’environ 30 % de l’eau reste à l’intérieur de ce tore et que les 70 % restants s’échappent pour fournir de l’eau au reste du système de Saturne. Crédit : Leah Hostak (STScI), NASA, ESA, CSA, Geronimo Villanueva, Alyssa Pagan (STScI)

« Quand je regardais les données, au début, je pensais que je devais me tromper. C’était assez horrible de découvrir un panache d’eau plus de 20 fois plus massif », a déclaré l’auteur principal Geronimo Villanueva du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, de la taille de la lune. » « La colonne d’eau s’étend bien au-delà de sa zone de libération antarctique. »

La longueur de la colonne n’était pas la seule caractéristique qui a piqué l’intérêt des chercheurs. Le débit de vapeur d’eau, environ 79 gallons par seconde, est également impressionnant. À ce rythme, vous pourriez remplir une piscine olympique en seulement deux heures. En comparaison, le faire avec un tuyau d’arrosage au sol prendrait plus de deux semaines.

le[{ » attribute= » »>Cassini orbiter spent over a decade exploring the Saturnian system, and not only imaged the plumes of Enceladus for the first time but flew directly through them and sampled what they were made of. While Cassini’s position within the Saturnian system provided invaluable insights into this distant moon, Webb’s unique view from the Sun-Earth Lagrange Point 2 one million miles from Earth, along with the remarkable sensitivity of its Integral Field Unit (see video below) aboard the NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) Instrument, is offering new context.


Le télescope spatial James Webb utilisera un instrument innovant appelé unité de terrain intégrée (IFU) pour capturer des images et des spectres en même temps. Cette vidéo fournit un aperçu de base du fonctionnement de l’IFU. Crédit : NASA, ESA, CSA et L. Hustak (STScI)

« L’orbite d’Encelade autour de Saturne est relativement rapide, seulement 33 heures. En orbite autour de Saturne, la lune et ses jets crachent essentiellement de l’eau, laissant derrière eux un halo, comme un beignet. » « Dans les notes de Webb, non seulement le panache était énorme, mais il y avait de l’eau absolument partout. »

Décrit comme un tore, ce mystérieux beignet d’eau qui apparaît « tout autour » se trouve au même endroit avec l’anneau extérieur et le plus large de Saturne – le « e-ring » dense.

Les observations de Webb illustrent directement comment les panaches de vapeur d’eau sur la Lune alimentent la torpille. En analysant les données de Webb, les astronomes ont déterminé qu’environ 30 % de l’eau reste à l’intérieur de ce tore, et que les 70 % restants s’infiltrent pour alimenter le reste du système saturnien en eau.

Dans les années à venir, Webb servira d’instrument d’observation principal pour la lune océanique Encelade, et les découvertes de Webb aideront à informer les futures missions satellites du système solaire qui étudieront la profondeur de l’océan souterrain, l’épaisseur de la croûte de glace, etc. .

Spectromètre d'émission d'eau Encelade (Webb NIRSpec IFU)

La sensibilité remarquable du télescope spatial James Webb de la NASA et des instruments hautement spécialisés révèlent des détails sur la façon dont l’une des lunes de Saturne a alimenté l’ensemble du système de la planète aux anneaux avec son approvisionnement en eau. Encelade, un candidat de choix dans la recherche de vie ailleurs dans notre système solaire, est une petite lune d’environ quatre pour cent de la taille de la Terre. De nouvelles images de NIRSpec (Near Infrared Spectrometer) sur Webb ont révélé un écoulement de vapeur d’eau du pôle sud d’Encelade, s’étendant sur plus de 20 fois la taille de la lune elle-même. L’unité de terrain intégrée (IFU) à bord de NIRSpec a également fourni un aperçu de la façon dont l’eau d’Encelade alimente le reste de son environnement environnant.
Encelade orbite autour de Saturne en seulement 33 heures, et ce faisant, elle fait gicler de l’eau et laisse derrière elle un tore – ou « beignet » – de matière dans son sillage. Cet épisode est représenté dans le diagramme du haut en bleu clair.
L’IFU de Webb est une combinaison d’une caméra et d’un spectrophotomètre. Pendant la surveillance IFU, l’instrument capture une image du champ de vision avec les spectres individuels de chaque pixel dans le champ de vision. Les observations de l’IFU permettent aux astronomes d’étudier comment les propriétés – la composition dans ce cas – varient d’un endroit à l’autre sur une région de l’espace.
La sensibilité unique de l’IFU de Webb a permis aux chercheurs de détecter plusieurs lignes d’eau émergeant du tore autour d’Encelade et du panache lui-même. Cette collecte simultanée de spectres de l’arbre et de l’anneau a permis aux chercheurs de mieux comprendre leur relation étroite. Dans ce spectre, les lignes blanches sont les données de Webb, et les modèles les mieux adaptés aux émissions d’eau sont superposés dans différentes couleurs : violet pour le panache, vert pour la région centrale de la lune elle-même et rouge pour l’anneau environnant.
Crédit : Geronimo Villanueva (NASA-GSFC), NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hostack (STScI)

« À l’heure actuelle, Webb fournit un moyen unique de mesurer directement l’évolution et le changement de l’eau au fil du temps à travers le panache massif d’Encelade, et comme nous le voyons ici, nous ferons même de nouvelles découvertes et en apprendrons davantage sur la composition de l’océan sous-jacent,  » a ajouté la co-auteur Stephanie Milam de la NASA Goddard. « En raison de la couverture et de la sensibilité des longueurs d’onde de Webb, et de ce que nous avons appris des missions précédentes, nous avons une toute nouvelle opportunité devant nous. »

Les observations d’Encelade par Webb ont été réalisées dans le cadre du programme Guaranteed Time Observation (GTO) 1250. L’objectif initial de ce programme est de démontrer les capacités de Webb dans un domaine scientifique spécifique et d’ouvrir la voie à de futures études.

a déclaré Heidi Hamel de l’Association des universités pour la recherche en astronomie, scientifique interdisciplinaire Webb et responsable du programme GTO.

Les conclusions de l’équipe ont récemment été acceptées pour publication dans astronomie naturelle Le 17 mai.

Référence : « JWST Molecular Mapping and Characterization of the Water Column on Enceladus that Feeds Its Torus » par G.L. Villanueva, HB Hammel, SN Milam, V. Kofman, S. Faggi, CR
Glein, R. Cartwright, L. Roth, KP Hand, L. Paganini, J. Spencer, J. Stansberry, B. Holler, N. Rowe-Gurney, S. Protopapa, G. Strazzulla, G. Liuzzi, G. Cruz Marmi, Muhammad al-Mutamad, Muhammad Hedman et K. Dini, Maqbool. astronomie naturelle.
PDF

En tant que premier observatoire scientifique spatial au monde, le télescope spatial James Webb résoudra les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sondera des structures mystérieuses, les origines de l’univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international mené par la NASA avec son partenaire l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’ASC (Agence spatiale canadienne).

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Il y a toujours eu quelque chose qui cloche à propos de la nébuleuse du Crabe. Webb a révélé pourquoi !

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La nébuleuse du Crabe m’a toujours fasciné, même si elle me fascine car elle ne ressemble pas du tout à un crabe ! Ils sont le résultat d’une étoile qui a explosé à la fin de sa vie en 1054 après JC, laissant derrière elle ce que l’on appelle un reste de supernova. A cette époque, l’explosion était visible à l’œil nu, même de jour. On pensait que la supernova à l’origine du nuage provenait d’une étoile moins évoluée dotée d’un noyau composé d’oxygène, de néon et de magnésium. Des études récentes du télescope spatial James Webb révèlent qu’il pourrait s’agir en fait de l’effondrement du noyau d’une étoile riche en fer.

La nébuleuse du Crabe se trouve dans la constellation du Taureau avec un diamètre de 11 années-lumière. Au plus profond du nuage, qui s’étend à une vitesse de 1 500 kilomètres par seconde, se trouve une étoile à neutrons en rotation rapide connue sous le nom de pulsar. Il émet un faisceau de rayonnement électromagnétique qui traverse l’espace comme un phare balayant l’océan. Elle a fait l’objet de nombreuses études pour connaître la dynamique de l’évolution stellaire.

Des études antérieures ont tenté de comprendre l’énergie cinétique totale de l’explosion initiale en fonction de la vitesse du nuage en expansion. Les données suggèrent que la supernova avait une énergie relativement faible, de sorte que l’étoile progénitrice avait probablement une masse de 8 à 10 fois supérieure à celle du Soleil. Si elle avait été plus massive, elle aurait connu une supernova plus violente qui aurait été détectée par la vitesse plus élevée du nuage de gaz en expansion. Mais il y avait un problème.

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Le télescope de 48 pouces de l’observatoire Fred Lawrence Whipple a capturé cette image en lumière visible de la galaxie Pinwheel (Messier 101) en juin 2023. L’emplacement de la supernova 2023ixf est encerclé. L’observatoire, situé sur le mont Hopkins en Arizona, est exploité par le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Hiramatsu et coll. 2023/Sébastien Gomez (STScI)

Les observations de la nébuleuse du Crabe, en particulier la vitesse de rotation élevée du pulsar, semblent contredire la théorie actuelle de la supernova. Dans un modèle d’étoiles de faible masse comme l’étoile progénitrice de la nébuleuse du Crabe, l’oxygène présent dans le noyau s’enflamme lorsque le noyau s’effondre. Ce processus n’a pas assez d’énergie pour générer un pulsar à rotation aussi rapide.

Une équipe d’astronomes a répondu à cette curiosité en utilisant MIRI (Mid-Infrared Instrument) et NIRCam (Near Infrared Camera) à bord du télescope spatial James Webb pour collecter des données sur la nébuleuse du Crabe. L’équipe était dirigée par Tai Tamim de l’Université de Princeton dans le New Jersey. Ils ont déclaré que la composition gazeuse du nuage indique que l’étoile pourrait être plus évoluée avec du fer dans le noyau, ce qui pourrait conduire à une supernova d’énergie plus élevée qu’on ne le pensait auparavant.

Concept artistique du télescope spatial James Webb

Grâce aux instruments sensibles à l’infrarouge de Webb, les raies d’émission du fer et du nickel peuvent être vues plus clairement que jamais. L’étude des raies brillantes dans le spectre de la nébuleuse a permis d’obtenir une estimation plus fiable du rapport fer/nickel. Ils ont découvert qu’il s’agissait d’un pourcentage plus élevé par rapport au Soleil que celui auquel on pourrait s’attendre pour une supernova plus active.

Les résultats sont prometteurs mais les lectures proviennent de deux petites régions de la nébuleuse, donc pour exclure les variations sur l’ensemble des 11 années-lumière, davantage de lectures sont nécessaires. Si les données de Webb représentent la nébuleuse entière, l’un des mystères de la nébuleuse pourrait enfin être résolu.

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source : Enquête sur les origines de la nébuleuse du Crabe avec Webb de la NASA

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

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Des chercheurs observent pour la première fois un catalyseur lors d’une réaction électrochimique

Les réactions électrochimiques sont essentielles à la fabrication de divers produits dans les industries.

La fabrication de l’aluminium, des tuyaux en PVC, du savon et du papier dépend de ces réactions électrochimiques, qui font également partie intégrante du fonctionnement des batteries des appareils électroniques, des voitures, des stimulateurs cardiaques et bien plus encore. De plus, elle a le potentiel de révolutionner la production d’énergie durable et l’utilisation des ressources.

Le cuivre et les catalyseurs similaires jouent un rôle crucial dans la catalyse de ces réactions et sont largement utilisés dans les applications électrochimiques industrielles. Cependant, le manque de compréhension du comportement des catalyseurs au cours des réactions a entravé le développement de catalyseurs améliorés. Jusqu’à présent, les chercheurs n’étaient capables d’imager les stimuli qu’avant et après les réactions, ce qui laisse un vide dans la compréhension des processus qui se produisent entre les deux.

Une collaboration entre le California Institute for Nanosystems de l’Université de Californie et le Lawrence Berkeley National Laboratory a supprimé cette limitation. L’équipe a utilisé une cellule électrochimique spécialement conçue pour surveiller la structure atomique du catalyseur en cuivre pendant la réaction conduisant à la décomposition du dioxyde de carbone.

Cette méthode offre un moyen potentiel de convertir les gaz à effet de serre en carburant ou en d’autres matériaux précieux. Les chercheurs ont enregistré des cas dans lesquels le cuivre formait des amas liquides puis disparaissait à la surface du catalyseur, entraînant des piqûres visibles.

« Pour quelque chose qui est si omniprésent dans nos vies, nous comprenons très peu de choses sur le fonctionnement des stimuli en temps réel. » a déclaré le co-auteur Bri Narang, professeur de sciences physiques à l’UCLA et membre du CNSI. « Nous avons désormais la capacité d’observer ce qui se passe au niveau atomique et de le comprendre d’un point de vue théorique.

« Tout le monde bénéficierait de la conversion directe du dioxyde de carbone en carburant, mais comment pouvons-nous le faire à moindre coût, de manière fiable et à grande échelle ? » a ajouté Narang, qui occupe également un poste en génie électrique et informatique à la School of Engineering de l’UCLA. « C’est le genre de science fondamentale qui devrait faire avancer ces défis. »

Sur la gauche, une flèche rouge suit le mouvement d’un atome de cuivre individuel pendant la réaction électrochimique. À droite, les flèches jaunes indiquent les piqûres restant dans la surface du catalyseur. Source de l’image : Qiubo Zhang/Laboratoire national Lawrence Berkeley

Les découvertes dans le domaine de la recherche sur le développement durable ont des implications significatives, et la technologie qui permet ces découvertes a le potentiel d’améliorer l’efficacité des processus électrochimiques dans diverses applications qui ont un impact sur la vie quotidienne.

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Selon Yu Huang, co-auteur de l’étude et professeur Traugott et Dorothea Frederking et directeur du Département de science et d’ingénierie des matériaux à l’UC Samueli, l’étude pourrait aider les scientifiques et les ingénieurs à passer d’essais et d’erreurs à une approche de conception plus systématique. .

« Toute information que nous pouvons obtenir sur ce qui se passe réellement lors de la stimulation électrique est d’une aide précieuse pour notre compréhension de base et notre recherche de conceptions pratiques. » a déclaré Huang, membre du CNSI. « Sans cette information, c’est comme si nous lancions des fléchettes les yeux bandés et espérions atteindre quelque part près de la cible. »

Un microscope électronique de haute puissance de la fonderie moléculaire du Berkeley Lab a été utilisé pour capturer les images. Ce microscope utilise un faisceau d’électrons pour examiner des spécimens avec un niveau de détail inférieur à la longueur d’onde de la lumière.

Des défis sont rencontrés en microscopie électronique lorsqu’on tente de révéler la structure atomique des matériaux dans des environnements liquides, comme le bain d’électrolyte salin nécessaire à une réaction électrochimique.

L’ajout d’électricité à l’échantillon augmente la complexité du processus. L’auteur correspondant Haiime Cheng, scientifique principal au Berkeley Lab et professeur adjoint à l’UC Berkeley, et ses collègues ont développé un dispositif hermétiquement fermé pour surmonter ces obstacles.

Les scientifiques ont effectué des tests pour s’assurer que le flux d’électricité dans le système n’affectait pas l’image résultante. En se concentrant sur l’endroit exact où le catalyseur en cuivre rencontre l’électrolyte liquide, l’équipe a enregistré les changements qui se sont produits sur une période d’environ quatre secondes.

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Au cours de la réaction, la structure du cuivre s’est transformée d’un réseau cristallin régulier, généralement présent dans les métaux, en une masse irrégulière. Ce faisceau désordonné, composé d’atomes de cuivre et d’ions chargés positivement ainsi que de quelques molécules d’eau, s’est ensuite déplacé à la surface du catalyseur. Ce faisant, les atomes ont été échangés entre du cuivre régulier et irrégulier, piquant la surface du catalyseur. Finalement, la masse irrégulière a disparu.

« Nous ne nous attendions pas à ce que la surface se transforme en une forme amorphe puis revienne à une structure cristalline. » a déclaré le co-auteur Yang Liu, étudiant diplômé de l’UCLA dans le groupe de recherche de Huang. « Sans cet outil spécial pour observer le système en action, nous ne serions jamais en mesure de capturer ce moment. Les progrès des outils de caractérisation comme ceux-ci permettent de nouvelles découvertes fondamentales, nous aidant à comprendre le fonctionnement des matériaux dans des conditions réelles. »

Référence du magazine :

  1. Qiubo Zhang, Zhigang Song, Qianhu Sun, Yang Liu, Jiawei Wan, Sophia B. Betzler, Qi Cheng, Junyi Shangguan, Karen C. Bustillo, Peter Ercius, Bryneha Narang, Yue Huang et Haimei Cheng. Dynamique atomique des interfaces solide-liquide électrifiées dans les cellules liquides TEM. Nature, 2024 ; Identification numérique : 10.1038/s41586-024-07479-s

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil

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Des fossiles d’anciens reptiles ressemblant à des crocodiles découverts au Brésil
Brasilia :

Un scientifique brésilien a découvert des fossiles de petits reptiles ressemblant à des crocodiles qui vivaient pendant la période du Trias, des millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

Les fossiles du prédateur, appelé Parvosuchus aureloi, comprennent un crâne complet, 11 vertèbres, un bassin et quelques os de membres, selon le paléontologue Rodrigo Muller de l’Université fédérale de Santa Maria dans l’État de Rio Grande, auteur de la recherche publiée jeudi. Journal des rapports scientifiques.

Parvosuchus, qui vivait il y a environ 237 millions d’années, marchait sur quatre pattes et mesurait environ un mètre de long et se nourrissait de reptiles plus petits. Les fossiles ont été découverts dans le sud du Brésil. Parvosuchus, qui signifie « petit crocodile », appartient à une famille éteinte de reptiles appelée Gracilissuchidae, qui jusqu’à présent n’était connue qu’en Argentine et en Chine.

« Les Gracilisuchidae sont des organismes extrêmement rares dans le monde paléontologique », a déclaré Mueller à Reuters. « Ce groupe est particulièrement intéressant car ils vivaient juste avant l’aube des dinosaures. Les premiers dinosaures vivaient il y a 230 millions d’années. »

Parvosuchus était un prédateur terrestre. Gracili suchidae représente l’une des branches les plus anciennes de la lignée connue sous le nom de Pseudosuchia qui comprenait plus tard la branche alligator.

Parvosuchus a vécu à une époque d’innovation évolutive à la suite de la pire extinction massive sur Terre il y a 252 millions d’années, avec plusieurs groupes de reptiles en compétition avant que les dinosaures ne deviennent finalement dominants. Les derniers membres des Gracilisuchidae ont incontestablement disparu environ sept millions d’années avant l’apparition des premiers dinosaures.

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(Cette histoire n’a pas été éditée par le personnel de NDTV et est générée automatiquement à partir d’un flux syndiqué.)

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