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Le télescope Webb met au point les premières galaxies et Jupiter

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Le télescope Webb met au point les premières galaxies et Jupiter

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La Télescope spatial James WebbExcellente performance, comme c’est examine l’universCela a poussé les astronomes à se gratter la tête. L’univers très lointain semble un peu différent que prévu.

Le télescope, lancé il y a huit mois, orbite autour du soleil à un million de kilomètres de la Terre Il prenait des photos de galaxies très faibles qui ont émis leur lumière au cours du premier milliard d’années environ après le Big Bang. L’observation de ces galaxies « précoces » est l’une des tâches principales du télescope – voir plus profondément dans l’espace et remonter plus loin que n’importe quel télescope précédent.

Les premiers résultats scientifiques sont apparus ces dernières semaines, et ce que le télescope a vu dans l’espace le plus profond était un peu déconcertant. Certaines de ces galaxies lointaines sont étonnamment massives. L’hypothèse générale était que les premières galaxies – qui se sont formées peu de temps après l’allumage des premières étoiles – seraient relativement petites et déformées. Au lieu de cela, certains sont grands, lumineux et bien organisés.

Incroyable télescope Web. Mais l’univers est plus que cela.

« Les modèles ne prédisent pas cela », a déclaré Garth Ellingworth, astronome à l’Université de Californie à Santa Cruz, sur les premières galaxies massives. « Comment dans l’univers faites-vous cela si tôt? Comment tant d’étoiles se sont-elles formées si rapidement? »

Ce n’est pas une crise mondiale. Ce qui se passe, c’est beaucoup de science rapide, réalisée « en temps réel », a déclaré l’astrophysicien Jehan Kartaltepe du Rochester Institute of Technology. Les données affluent du nouveau télescope, et il fait partie des légions d’astronomes qui publient de nouveaux articles, les publiant rapidement en ligne avant l’examen par les pairs.

Webb voit des choses que personne d’autre n’a vues avec autant de détails et à de si grandes distances. Des équipes de recherche à travers la planète se penchent sur les données publiées et se précipitent pour découvrir les galaxies les plus lointaines ou faire d’autres découvertes fascinantes. La science progresse souvent à un rythme grandiose, faisant de plus en plus progresser les connaissances, mais Webb déverse des tonnes de données alléchantes sur les scientifiques en même temps. Les estimations préliminaires des distances seront révisées après un examen plus approfondi.

Kartaltepe a déclaré qu’elle ne s’inquiétait certainement pas d’une quelconque tension entre la théorie astrophysique et ce que Webb voit: « Nous pourrions nous gratter la tête un jour, mais après un jour, ‘Oh, tout a du sens maintenant’. »

La NASA dévoile les premières images du télescope spatial James Webb

Ce qui a surpris L’astronome Dan Koo du Space Telescope Science Institute est le nombre de galaxies mignonnes en forme de disque.

« Nous pensions que l’univers primitif était cet endroit chaotique où il y a tous ces amas de formation d’étoiles, et toutes choses mélangées », a déclaré Koo.

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Cette hypothèse sur l’univers primitif était due en partie aux observations du télescope spatial Hubble, qui ont révélé les premières galaxies grumeleuses et de forme irrégulière. Mais Hubble surveille une partie relativement étroite du spectre électromagnétique, y compris la lumière « visible ». Webb surveille le rayonnement infrarouge, collectant la lumière en dehors de la gamme Hubble. Avec Hubble, Koe a déclaré: « Il nous manquait toutes les étoiles les plus cool et les étoiles plus âgées. Nous ne voyions vraiment que les petites intéressantes. »

L’explication la plus simple pour ces galaxies étonnamment massives est que, au moins pour certaines d’entre elles, il y a eu une erreur de calcul – peut-être due à un canular de lumière.

Les galaxies lointaines sont très rouges. Ils sont, en langage astrologique, « redshift ». Les longueurs d’onde de la lumière de ces objets peuvent être étirées en raison de l’expansion de l’univers. On suppose que ceux qui semblent être rougis – et qui ont le décalage vers le rouge le plus élevé – sont les plus éloignés.

Mais la poussière peut jeter des comptes. La poussière peut absorber la lumière bleue et rougir le corps. Certaines de ces galaxies très éloignées recouvertes de rouge peuvent être très poussiéreuses et pas aussi éloignées (et jeunes) qu’elles le paraissent. Cela réalignerait les observations sur ce que les astronomes attendaient.

Ou une autre explication peut émerger. Ce qui est certain, c’est que, pour l’instant, le télescope de 10 milliards de dollars — un effort conjoint entre la NASA et les agences spatiales au Canada et en Europe — est Soumettre de nouvelles notes Non seulement pour ces galaxies lointaines, mais aussi pour des choses plus proches de nous comme Jupiterun astéroïde géant et une comète récemment découverts.

La La dernière découverte du web Annoncé jeudi : Du dioxyde de carbone a été détecté dans l’atmosphère d’une planète géante lointaine appelée WASP-39 b. Il s’agit de « la première détection définitive de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une exoplanète », selon Nicole Colon, scientifique du projet Web de la NASA. Bien que WASP-39 b soit considéré comme trop chaud pour être habitable, la découverte réussie du dioxyde de carbone montre à quel point la vision de Webb est précise et annonce un examen futur des planètes lointaines qui pourraient abriter la vie.

Le télescope est contrôlé par des ingénieurs du Space Telescope Science Institute de Baltimore. Le centre des opérations de la mission est situé au deuxième étage de l’institut, qui se trouve en bordure du campus de l’université Johns Hopkins.

Un matin, seules trois personnes travaillaient dans la salle de contrôle de vol : le contrôleur des opérations Irma Araceli Kispi-Nera, l’ingénieur des systèmes au sol Evan Adams et le contrôleur de commandement Kayla Yates. Ils étaient assis dans une rangée de postes de travail avec de grands écrans chargés de données provenant de télescope.

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Faites une visite cosmique à l’intérieur des images capturées par le télescope Webb de la NASA

« Nous ne vivons généralement pas dans la direction d’entreprise », a déclaré Yates. En d’autres termes, personne ne contrôle le télescope avec un joystick ou quelque chose comme ça. Il fonctionne en grande partie de manière indépendante et respecte un calendrier de surveillance une fois par semaine. Une commande est envoyée de la salle de contrôle de vol au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. De là, il va au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, puis au Deep Space Network – des antennes radio près de Barstow, en Californie, et de Madrid et de Canberra, en Australie. Selon la rotation de la Terre, une de ces antennes peut envoyer la commande au télescope.

Depuis longtemps disparu du centre des opérations de la mission à Baltimore les foules de personnes qui étaient à portée de main un matin lancer le télescope Noël dernier.

« C’est un témoignage de notre succès que nous puissions passer de plusieurs centaines à seulement trois », a déclaré Adams.

Le programme d’observation est en grande partie déterminé par le désir d’être efficace, et cela signifie souvent regarder des choses qui apparaissent proches les unes des autres dans le ciel, même si elles sont à des milliards d’années-lumière les unes des autres.

Le visiteur sera déçu de se rendre compte que l’équipe de contrôle de vol ne voit pas ce que voit le télescope. Il n’y a pas de grand écran montrant, par exemple, une comète, une galaxie ou l’aube des temps. Mais l’équipe de contrôle de vol peut lire les données décrivant l’orientation du télescope – par exemple, « 32 degrés vers le haut à droite, 12 degrés d’inclinaison ». Consultez ensuite la carte du ciel pour voir où pointe le télescope.

« C’est entre Andromède et n’importe quelle autre constellation », a déclaré Adams.

Des images « incroyables » de Jupiter révélées par le télescope James Webb de la NASA

Voici un échantillon de certaines des observations de Webb, qui devraient produire de nouvelles images, ainsi que des rapports scientifiques, dans les mois à venir :

chariot roue galaxie: Une galaxie « anneau » d’une beauté et d’une rareté saisissante, à environ 500 millions d’années-lumière. Sa structure inhabituelle est le résultat de sa collision avec une autre galaxie. Ce fut l’un des Les premières images traitées par l’équipe web Pour montrer ce qu’un télescope peut faire.

M16, la nébuleuse de l’Aigle : Cette « nébuleuse planétaire » au sein de notre galaxie est célèbre pour abriter une structure surnommée les « Piliers de la Création » imagée par le télescope spatial Hubble. Elle est devenue l’une des images les plus célèbres de Hubble, montrant trois panaches de poussière imposants illuminés par de jeunes étoiles chaudes à l’extérieur du cadre de l’image, toutes dirigées par la NASA pour produire ce qui, à l’œil humain, ressemble à un paysage. Webb devrait produire une image avec un cadre similaire mais avec une nouvelle résolution et des détails, grâce à la capacité de collecter la lumière à des longueurs d’onde infrarouges inaccessibles à Hubble.

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Ganymède, la plus grande lune de Jupiter : C’est la plus grande lune du système solaire et même plus grande que la planète Mercure. Les scientifiques pensent qu’il a un océan souterrain avec plus d’eau que tous les océans de la Terre. Le télescope recherchera des panaches, qui sont des sources chaudes similaires à ce qui a été observé sur Europe et Encelade, la lune de Jupiter, a déclaré le scientifique du projet Webb, Klaus Pontopedan.

Comète C/2017 K2 : Découverte en 2017, il s’agit d’une comète inhabituellement grande avec une queue de 500 000 milles de long et pointée vers le soleil.

La Grande Galaxie Spirale Barrée : Officiellement, « NGC-1365 », il s’agit d’une magnifique galaxie hélicoïdale classique « tige » avec une bande centrale d’étoiles reliant deux bras proéminents et arqués. Il se trouve à environ 56 millions d’années-lumière.

Trappist-1 الكواكب Système planétaire: Sept planètes orbitent autour de cette étoile, et beaucoup d’entre elles sont dans la « zone habitable », ce qui signifie qu’elles sont à une distance de l’étoile où l’eau pourrait être liquide à sa surface. Les astronomes veulent savoir si ces planètes ont des atmosphères.

Drago et le sculpteur : Ce sont des galaxies globulaires naines proches de la Voie lactée. En étudiant leur mouvement sur une longue période de temps, les astronomes espèrent en savoir plus sur l’existence de la matière noire – une substance invisible qui a un signe gravitationnel.

Ceci n’est qu’une liste partielle. Il y a beaucoup à voir là-bas.

« C’est sans arrêt, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, juste la science recule », a déclaré Heidi Hamill, astronome planétaire et vice-présidente des sciences au Consortium des universités pour la recherche en astronomie. C’est une grande diversité scientifique. J’ai vu la tache rouge brillante de Jupiter – mais deux heures plus tard, nous regardons maintenant M33, cette galaxie spirale. Deux heures plus tard, nous sommes maintenant à la recherche d’une exoplanète dont je connais déjà le nom. C’est tellement merveilleux de regarder ça. »

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Des courants d’étoiles étonnamment anciens pourraient être les éléments constitutifs de la Voie Lactée

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Des courants d’étoiles étonnamment anciens pourraient être les éléments constitutifs de la Voie Lactée

Les archéologues hongrois, déchiffrant l’arbre généalogique complexe de notre galaxie, ont découvert deux autres branches : des flux primordiaux de milliers d’étoiles près du cœur de la Voie lactée qui pourraient être deux de ses premiers morceaux il y a au moins 12 milliards d’années. Les anciens amas se sont probablement formés avant même que le disque et les bras spiraux de la Voie lactée ne commencent à se former, fournissant ainsi de nouvelles informations sur la façon dont notre galaxie vieille de 13,6 milliards d’années s’est formée à ses débuts et s’est assemblée vers la spirale organisée que nous connaissons aujourd’hui.

Les étoiles des deux courants ont entre 12 et 13 milliards d’années, si vieilles que leurs découvreurs ont été étonnés de pouvoir les détecter, et encore moins les découvrir dans des amas aussi clairement distinguables. Les astronomes soupçonnent que ces filaments stellaires, chacun mesurant environ 10 millions de soleils, ont été laissés sur place lorsque leurs galaxies massives ont fusionné avec la Voie Lactée naissante, il y a environ 12 milliards d’années. Si cette hypothèse était confirmée par de futures observations, les astronomes auraient détecté la genèse de la Voie Lactée, représentant une époque où la Voie Lactée naissante se regroupait à la suite de multiples fusions avec des galaxies plus petites et malheureuses.

Les nouveaux brins d’étoiles ont été nommés Shiva et Shakti, en hommage au couple divin hindou dont l’union aurait créé l’univers. Shiva semble héberger environ 5 600 étoiles et Shakti environ 1 700 étoiles, et il reste probablement beaucoup d’autres étoiles à découvrir.

Shiva et Shakti sont « deux ajouts fascinants à la famille des mystères que nous accumulons dans les amas de la Voie lactée », explique Bob Benjamin, astronome à l’Université du Wisconsin-Whitewater, qui n’a pas été impliqué dans la découverte mais dans ses recherches. Se concentre sur la structure de la Voie Lactée. « Il y a un grand enthousiasme autour de cette idée car nous pouvons maintenant voir de très nombreux morceaux de la galaxie avec leurs propres histoires individuelles se réunir pour créer la galaxie que nous connaissons et aimons. »

Messages mitigés

Les étoiles de Shiva et de Shakti orbitent sur des « orbites tout à fait uniques » autour de la Voie lactée qui diffèrent des étoiles laissées par d’autres fusions de galaxies, explique Khyati Malhan de l’Institut Max Planck d’astronomie (MPIA) en Allemagne, qui a dirigé la découverte. Bien qu’ils soient les restes de deux galaxies distinctes, la composition chimique des deux amas d’étoiles est assez similaire, ce qui indique que leurs galaxies mères étaient également denses, explique Malhan.

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Malhan et son collègue Hans-Walter Rex du MPIA ont découvert les étoiles en analysant les données envoyées par l’Observatoire européen Gaia, qui cartographie les mouvements et les spectres de millions d’étoiles dans notre galaxie. Il décrit le duo Shiva et Shakti un peu plus loin dans un article publié en mars dans la revue Journal d’astrophysique.

Pour reconstituer l’histoire de notre galaxie, les astronomes classent généralement les étoiles en deux groupes : celles nées à l’intérieur de notre galaxie et celles à l’extérieur de notre galaxie qui ont été absorbées par les puissantes forces de marée de notre galaxie. Les deux groupes ont généralement des compositions chimiques distinctes. Les étoiles in situ comme celles qui habitent le disque de notre galaxie sont riches en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, dont le fer. Ces éléments se forment lorsque les étoiles sont « bien cuites sous pression » dans l’environnement dense de notre galaxie, explique Malhan. En revanche, les étoiles ex situ telles que celles dispersées dans la couronne relativement clairsemée ne contiennent pas de grands réservoirs de métaux lourds.

Étonnamment, les données de Gaia montrent que Shiva et Shakti manquent de fer, ce qui suggère qu’ils sont nés en dehors de notre galaxie et ont ensuite fusionné, mais qu’ils sont riches en d’autres éléments lourds généralement attribués aux étoiles locales. « C’est là que Shiva et Shakti nous envoient des signaux mitigés », dit Malhan. La précision cosmique a brouillé la véritable origine de ces étoiles, ce qui a pour effet d’améliorer notre compréhension des débuts de l’histoire de la Voie Lactée.

«Ils présentent un casse-tête intéressant», explique Benjamin. « En tant que scientifique, j’aime cette partie car elle signifie que nous avons des débats. »

Les étoiles nouvellement découvertes sont peut-être nées sur place, puis déplacées des profondeurs de notre galaxie vers leur site de découverte à environ 26 000 années-lumière du centre. Cela serait dû à la bande centrale de la Voie lactée, la structure dense de plusieurs milliers d’années-lumière qui relie les bras spiraux de la galaxie. Tout comme un ventilateur rotatif pousse les molécules d’air dans des poches denses, la barre tourbillonnante de notre galaxie « saisit » les étoiles, les rassemblant en amas bondés. Le « bar trapping », qui piège les étoiles sur des orbites en harmonie avec les orbites des barres, explique la chimie observée des nouvelles étoiles « assez simplement et facilement », explique l’astronome Vasiliy Belokurov de l’Université de Cambridge, qui étudie la formation des galaxies ( même s’il n’en était pas un). Participation à la nouvelle étude). « La bande aide : elle fait ressortir ces étoiles et nous les présente en quelque sorte. »

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Si les étoiles ne sont qu’un artefact de la rotation de la barre, Malhan et Rex soutiennent que la chimie des nouvelles étoiles devrait être similaire aux débris d’une autre fusion de galaxies appelée Gaia-Sausage-Encelade d’il y a 10 milliards d’années, dont les restes représente un amas de galaxies. Des étoiles bleues dans le halo de notre galaxie. « Jusqu’à présent, cela ne semble pas être le cas », déclare Malhan.

«Le temps nous le dira», dit Benjamin. « Pour les raisons qu’ils ont données, je pense qu’ils ont la bonne explication. »

Cependant, tout le monde n’est pas convaincu que les débris du GSE constituent une comparaison précise avec les nouvelles étoiles. Belokurov souligne que les étoiles restantes de la fusion GSE ne passent pas de temps près du centre de la Voie lactée, où elles pourraient interagir avec sa barre, donc « elles ne peuvent pas vraiment être piégées », dit-il. « Une fois que vous réalisez cela, cela fait pencher la balance dans l’autre sens. »

Bien que Belokurov applaudisse la transparence de l’équipe en soulignant des alternatives à l’explication principale, il existe « une confusion de leur part quant à ce à quoi devrait ressembler la chimie de ces structures centrales si elles faisaient partie de la couronne piégée et tournée par la barre », dit-il. . .

Les données provenant du vaisseau spatial Gaia, dont le lancement est prévu début 2026, incluront des étoiles faibles et fourniront plus de détails sur l’origine de Shiva et Shakti. Même si les nouvelles étoiles finissent par ne pas être représentatives de la façon dont la Voie Lactée s’est formée, elles pourraient quand même révéler des indices intéressants sur la façon dont elle a évolué au fil des éons, dit Benjamin. « Pour moi, c’est tout aussi excitant. »

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L’archéologie hongroise à travers les yeux de Gaia

Au cours d’entretiens, Benjamin, Malhan et d’autres astronomes ont loué à plusieurs reprises le vaisseau spatial Gaia pour son poids révolutionnaire dans le déchiffrement de l’histoire de notre galaxie. Malhan souligne qu’il y a à peine dix ans, la première fusion connue avec notre Voie lactée a eu lieu il y a 6 milliards d’années, lorsque la galaxie naine du Sagittaire est tombée dans notre galaxie. Précisément Cartographie des étoiles par Gaia Cependant, à partir d’étoiles de plus en plus faibles, les astronomes ont découvert en 2019 des débris issus d’une fusion GSE il y a 10 milliards d’années. La prétendue infusion de Shiva et Shakti révélée par Gaia il y a 12 milliards d’années ramène les astronomes dans le temps.

« C’est comme si quelqu’un disait : ‘Nous allons vous offrir chaque année une nouvelle paire de lunettes, qui amélioreront votre vision chaque année' », explique Benjamin. « Pense à quel point tu es excité. »

« Tous les outils et les connaissances que nous appliquons aujourd’hui existaient dans une certaine mesure il y a dix ans », ajoute Malhan. Cependant, les données de Gaia fournissent les vues les plus claires à ce jour de notre galaxie remontant à ses tout premiers débuts, dit-il. « C’est grâce à Gaia. »

Bien sûr, notre Voie lactée n’est pas la seule galaxie à avoir l’habitude de cannibaliser ses plus petits membres. Les astronomes savent grâce aux simulations cosmologiques que chaque galaxie évolue – et parfois se déchire – à travers des fusions qui se produisent sur des milliards d’années. Cependant, la rapidité avec laquelle une galaxie grandit ou meurt dépend en grande partie de facteurs exclusifs à sa situation dans notre univers, tels que la dispersion de son habitat avec d’autres galaxies.

« Chaque galaxie a sa propre histoire », explique Benjamin. « Mais ce qui est spécial dans notre galaxie, c’est que nous pouvons reconstituer son histoire. »

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La recherche vise à faire de la cellulose une matière première renouvelable adaptée aux biocarburants

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La recherche vise à faire de la cellulose une matière première renouvelable adaptée aux biocarburants

La cellulose, qui contribue à donner aux parois cellulaires végétales leur structure rigide, s’avère prometteuse en tant que matière première renouvelable pour les biocarburants, si les chercheurs parviennent à accélérer le processus de production.

Comparée à la décomposition d’autres biocarburants tels que le maïs, la décomposition de la cellulose est lente et inefficace, mais elle peut éviter les soucis liés à l’utilisation d’une source de nourriture tout en profitant d’une matière végétale abondante qui autrement serait perdue. Les recherches menées par des chercheurs de Penn State ont révélé comment plusieurs barrières moléculaires ralentissent ce processus.

La dernière étude de l’équipe, publiée dans Actes de l’Académie nationale des sciencesIl décrit le processus moléculaire par lequel le cellobiose (une fraction de deux saccharines de cellulose synthétisée lors de la dégradation de la cellulose) peut obstruer un pipeline et interférer avec la dégradation ultérieure de la cellulose.

L’équipe de recherche a identifié de nouveaux détails sur la manière dont les enzymes cellulases Cel7A (or) sont inhibées lorsque la cellulose (verte) est décomposée par le produit de dégradation de la cellulose, le cellobiose, au niveau de la « porte d’entrée » (1) et de la « porte arrière » (2). du tunnel catalytique Cel7A, et deux autres composants issus des parois cellulaires végétales, la lignine (marron) et le xylane (orange), qui réagissent avec la cellulose. Cette recherche promet de révéler de nouvelles stratégies pour décomposer efficacement la cellulose afin de produire de la bioénergie et des biomatériaux durables. Photo : Neria Zixer/Penn State.

Fermentation efficace

La production de biocarburants repose sur la décomposition de composés tels que l’amidon ou la cellulose en glucose, qui peut ensuite être efficacement fermenté en éthanol pour être utilisé comme carburant ou converti en d’autres substances utiles. L’option de biocarburant dominante sur le marché aujourd’hui est produite à partir de maïs, en partie parce que les amidons qu’il contient se décomposent facilement, selon les chercheurs.

« L’utilisation du maïs comme source de biocarburant suscite de nombreuses inquiétudes, notamment la concurrence avec l’approvisionnement alimentaire mondial et la grande quantité de gaz à effet de serre générée lorsque l’éthanol est produit à partir du maïs », explique Charles Anderson, professeur de biologie à l’Eberly College en Pennsylvanie. Science et auteur de l’article.

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« Une alternative prometteuse consiste à décomposer la cellulose des parties non comestibles des plantes telles que les tiges de maïs, d’autres déchets végétaux tels que les résidus forestiers et des cultures dédiées qui peuvent être cultivées sur des terres marginales. Mais l’un des principaux obstacles à cela est donc… appelés biocarburants de deuxième génération d’être… Économiquement compétitif, le processus actuel de craquage de la cellulose est lent et inefficace.

« Nous utilisons une technique d’imagerie relativement nouvelle pour explorer les mécanismes moléculaires qui ralentissent ce processus. »

La cellulose est constituée de chaînes de glucose liées entre elles par des liaisons hydrogène pour former des structures cristallines. Les scientifiques utilisent des enzymes appelées cellulases, dérivées de champignons ou de bactéries, pour décomposer les matières végétales et extraire le glucose de la cellulose.

Structure cristalline de la cellulose

Mais les chercheurs affirment que la structure cristalline de la cellulose, combinée à d’autres composés appelés xylane et lignine, également présents dans les parois cellulaires, constitue un défi supplémentaire à la dégradation de la cellulose. Cependant, les techniques conventionnelles n’ont pas permis de révéler les mécanismes moléculaires spécifiques de ces décélérations.

Pour explorer ces mécanismes peu clairs, les chercheurs ont marqué chimiquement des lignées cellulaires avec des marqueurs fluorescents. Ils ont ensuite utilisé le microscope SCATTIRSTORM de Penn State, que l’équipe a conçu et construit dans ce but précis, pour suivre les molécules à chaque étape du processus d’effondrement et interpréter les vidéos résultantes à l’aide d’un traitement informatique et d’une modélisation biochimique.

« Les méthodes traditionnelles surveillent le processus de dégradation à plus grande échelle, en manipulant artificiellement l’emplacement de l’enzyme ou en capturant uniquement les molécules en mouvement, ce qui signifie que vous risquez de manquer une partie du processus qui se produit naturellement », explique Will Hancock, professeur de génie biomédical à l’Université de Californie. Université de Pennsylvanie. Government Engineering College et auteur de cet article.

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« En utilisant le microscope SCATTIRSTORM, nous avons pu observer des enzymes cellulosiques individuelles en action pour vraiment comprendre ce qui ralentit ce processus et générer de nouvelles idées sur la façon de le rendre plus efficace. »

Plus précisément, les chercheurs ont étudié l’effet d’une enzyme cellulase fongique appelée Cel7A. Dans le cadre du processus de dégradation, Cel7A alimente la cellulose dans une sorte de tunnel moléculaire, où elle est hachée.

« Cel7A transporte la chaîne du glucose jusqu’à la « porte d’entrée » du tunnel, la chaîne est coupée et les produits sortent par la « porte arrière » dans ce qui ressemble à un pipeline », explique Daguan Nong, professeur adjoint de recherche en génie biomédical à UCLA. Penn State College of Engineering et premier auteur de cet article.

« Nous ne savons pas exactement comment l’enzyme attache la chaîne de glucose au tunnel ni ce qui se passe exactement à l’intérieur, mais nous savons grâce à des études antérieures que le produit qui sort par la porte arrière, le cellobiose, peut interférer avec le traitement ultérieur de la cellulose. » Maintenant, nous en savons plus sur la façon dont ils interagissent.

Fragments de cellobiose di-saccharide

À l’intérieur du tunnel, Cel7A coupe la cellulose, qui contient des unités répétitives de glucose, en fragments de cellobiose di-saccharide. Les chercheurs ont découvert que le cellobiose présent dans la solution peut se lier à la « porte arrière » du tunnel, ce qui pourrait ralentir la sortie des molécules de cellobiose ultérieures, car il bloque essentiellement le passage. En outre, ils ont découvert qu’il pouvait se lier au Cel7A près de la porte d’entrée, empêchant ainsi l’enzyme de se lier à de la cellulose supplémentaire.

« Étant donné que le cellobiose est très similaire à la cellulose, il n’est peut-être pas surprenant que de petits morceaux puissent pénétrer dans le tunnel », explique Hancock. « Maintenant que nous comprenons mieux comment le cellobiose perturbe les choses, nous pouvons explorer de nouvelles façons d’affiner ce processus. Par exemple, nous pouvons changer la porte avant ou arrière du tunnel ou modifier certains aspects de l’enzyme Cel7A. plus efficace pour prévenir cette inhibition.

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« De nombreux travaux ont été réalisés pour concevoir des enzymes cellulases plus efficaces au cours des deux dernières décennies, et il s’agit d’une approche incroyablement puissante. Une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires qui limitent la dégradation de la cellulose nous aidera à diriger cet effort. »

Cette recherche s’appuie sur des travaux récents de l’équipe de recherche pour comprendre d’autres obstacles au processus de dégradation – le xylane et la lignine – qu’ils ont récemment publiés dans la revue RSC Durabilité et biotechnologie pour les biocarburants et les bioproduits.

« Nous avons découvert que le xylane et la lignine agissent de différentes manières pour interférer avec la dégradation de la cellulose », explique Neria Zixer, chercheuse postdoctorale en biologie au Eberly College of Science de Penn State et auteur principal de l’article RSC Sustainability.

« Le xylane recouvre la cellulose, réduisant ainsi la proportion d’enzymes qui peuvent se lier à la cellulose et la déplacer. La lignine inhibe la capacité de l’enzyme à se lier à la cellulose ainsi que son mouvement, réduisant ainsi la vitesse et la distance de l’enzyme. »

Bien qu’il existe des stratégies pour éliminer des composants tels que le xylane et la lignine de la cellulose, les chercheurs affirment que l’élimination du cellobiose est plus difficile. Une méthode utilise une deuxième enzyme pour séparer le cellobiose, mais ajoute un coût et une complexité supplémentaires au système.

« Environ 50 cents par gallon de coûts de production de bioéthanol concernent uniquement les enzymes, donc réduire ce coût au minimum contribuerait grandement à rendre le bioéthanol issu de déchets végétaux plus compétitif par rapport aux combustibles fossiles ou à l’éthanol extrait », explique Anderson à propos du maïs.  »

« Nous continuerons à étudier la manière dont les enzymes sont conçues et à explorer comment les enzymes fonctionnent ensemble dans le but de rendre ce processus aussi peu coûteux et efficace que possible. »

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Vous avez des yeux d’aigle si vous parvenez à repérer la fusion de trous noirs « la plus éloignée » capturée par la NASA

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Vous avez des yeux d’aigle si vous parvenez à repérer la fusion de trous noirs « la plus éloignée » capturée par la NASA

La NASA a capturé des images de la fusion de trous noirs la plus lointaine jamais réalisée, mais vous aurez besoin d’yeux d’aigle pour la repérer.

Les dernières images publiées par une équipe internationale d’astronomes représentent la première fois que ce phénomène est détecté si tôt dans l’univers.

La NASA a capturé des images de la fusion de trous noirs la plus lointaine jamais réalisée
Grâce au télescope spatial James Webb, les experts ont pu déterminer l’emplacement de ce phénomène
Les fusions de trous noirs peuvent être détectées par leur lueur lumineuse
Un rayonnement énergétique a illuminé le gaz ionisé dans le trou noir

Avec des masses millions à milliards de fois supérieures à la masse du Soleil dans les galaxies les plus massives de l’univers local, ces trous noirs sont susceptibles d’avoir un impact majeur sur l’évolution des galaxies dans lesquelles ils vivent.

Cependant, les scientifiques ne savent toujours pas comment ces objets peuvent devenir si massifs.

Grâce au télescope spatial James Webb, des preuves ont été fournies de la fusion en cours de deux galaxies et de leurs trous noirs massifs dans un système connu sous le nom de ZS7.

Agence spatiale européenne Il prétend fournir des données alors que l’univers n’avait que 740 millions d’années.

Les images montrent maintenant la preuve que les deux trous noirs ont fusionné, se rapprochant très près de l’orbite l’un de l’autre.

Cependant, ils deviennent visibles par l’illumination d’un gaz chaud hautement ionisé par un rayonnement énergétique.

Il apparaît comme un petit point rouge parmi d’autres étincelles brillantes dans l’univers et est extrêmement difficile à détecter.

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Vous aurez certainement besoin d’yeux d’aigle pour le reconnaître.

Mais grâce à la netteté sans précédent de ses capacités d’imagerie, le télescope spatial James Webb a pu fournir une image rapprochée des fusions de trous noirs.

L’un des trous noirs est légèrement plus visible que l’autre, car sa masse est 50 millions de fois celle du Soleil.

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Mais trois images distinctes permettent de faire la lumière sur ce phénomène étonnant.

Mesurer le deuxième trou noir est plus difficile car il est enfoui dans un gaz dense, a déclaré Roberto Maiolino, membre de l’équipe de l’ESA de l’Université de Cambridge et de l’University College London au Royaume-Uni.

L’auteur principal Hannah Opler, de l’Université de Cambridge, a déclaré : « Nos résultats suggèrent que la fusion est une voie importante par laquelle les trous noirs peuvent se développer rapidement, même à l’aube cosmique.

« Avec les autres découvertes de Webb sur les trous noirs massifs et actifs dans l’univers lointain, nos résultats montrent également que les trous noirs massifs façonnent l’évolution des galaxies depuis le début. »

Ailleurs, des images époustouflantes ont capturé le moment où une comète voyageant à 1 700 milles à l’heure a illuminé le ciel nocturne dans un spectacle rare.

Les astronomes ont été stupéfaits lorsqu’une boule de feu a transformé le ciel noir en bleu verdâtre dans certaines parties de l’Espagne et du Portugal.

Des images époustouflantes capturées par une caméra de voiture au Portugal montraient un objet bleu éblouissant en forme de boule de feu avec une longue queue tombant du ciel.

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Fusions de trous noirs

Un trou noir est un endroit dans l’espace où la gravité tire si fort que même la lumière ne peut en sortir.

Cependant, dans certains cas, deux trous noirs peuvent entrer en collision.

Connu sous le nom de trou noir binaire, il s’agit d’un système composé de deux trous noirs en orbite étroite l’un autour de l’autre.

Une fois qu’ils seront trop proches pour échapper à la gravité de chacun, ils fusionneront pour former un trou noir plus grand.

Une fois les deux trous noirs fusionnés, ils généreront des ondes gravitationnelles.

Les résultats suggèrent que la fusion est une voie importante par laquelle les trous noirs peuvent se développer rapidement.

Les astronomes ont récemment découvert des trous noirs supermassifs dont la masse varie de plusieurs millions à des milliards de fois celle du Soleil dans les galaxies les plus massives de l’univers local.

L’équipe a découvert que la masse de l’un des trous noirs est 50 millions de fois celle du Soleil.

Roberto Maiolino, de l’Université de Cambridge et de l’University College London, a expliqué que la masse de l’autre trou noir est « probablement similaire ».

Il est cependant « beaucoup plus difficile » à mesurer car ce deuxième trou noir est enfoui dans un gaz dense, ajoute-t-il.

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