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Le télescope Webb promet une nouvelle ère d’observation des étoiles

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Le télescope Webb promet une nouvelle ère d’observation des étoiles

Le télescope spatial James Webb a illuminé 2022 avec des images éblouissantes de l’univers primitif après le Big Bang, inaugurant une nouvelle ère d’astronomie et de découvertes inédites sur l’univers dans les années à venir.

Le télescope spatial James Webb a illuminé 2022 avec des images éblouissantes de l’univers primitif après le Big Bang, inaugurant une nouvelle ère d’astronomie et de découvertes inédites sur l’univers dans les années à venir.

Envoyez l’observatoire le plus puissant de Annuler Il a succédé au télescope Hubble, toujours opérationnel, et a commencé à renvoyer ses premières images cosmiques en juillet.

Massimo Steavelli, responsable du bureau de mission de Webb, a déclaré : télescope spatial Institut des sciences de Baltimore.

Les scientifiques disent déjà que le télescope Webb, qui est maintenant en orbite le soleil A 1 million de miles (1,6 million de km) de la Terre, il devrait durer 20 ans, soit le double de sa durée de vie garantie.

« Les instruments sont plus efficaces, les optiques sont plus nettes et plus stables. Nous avons plus de carburant et utilisons moins de carburant », a déclaré Steavelli.

La stabilisation est essentielle à la clarté de l’image.

« Notre exigence était similaire à celle de Hubble en termes de précision de pointage. Nous nous sommes retrouvés avec sept fois mieux », a ajouté le chef du bureau de la mission.

L’appétit du public pour les découvertes était alimenté par la coloration des images des télescopes.

La lumière des galaxies plus éloignées du spectre visible, qui peut être vue à l’œil nu, a été étendue au rayonnement infrarouge – que Webb est équipé pour surveiller avec une précision sans précédent.

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Cela permet télescope Découvrir les moindres éclairs de l’univers lointain avec une précision sans précédent, voir à travers le voile de poussière qui cache l’apparition d’étoiles dans la nébuleuse et analyser les atmosphères des exoplanètes, qui orbitent autour des étoiles en dehors de la nôtre. système solaire.

– 18 pétales –

« La première année[d’observation]est un moyen de tester l’instrument pour de petites planètes rocheuses dans la zone habitable qui pourraient ressembler à la Terre », a déclaré Lisa Kaltenegger, professeure agrégée d’astronomie à l’Université Cornell.

« Et les auditions sont magnifiques. Elles sont incroyables. »

Webb a décollé à bord d’une fusée Ariane 5 fin 2021, couronnant un projet de 30 ans en nous Agence spatiale de la NASA.

Il a fallu 10 000 personnes et 10 milliards de dollars pour mettre l’observatoire de 6,2 tonnes dans l’espace.

En route vers l’orbite finale, Webb a étalé un écran solaire à cinq couches de la taille d’un court de tennis, suivi d’un miroir de base de 6,5 mètres composé de 18 hexagones ou pétales plaqués or.

Une fois calibrés à moins d’un millionième de mètre, les 18 pétales ont commencé à collecter des pulsars de lumière.

Le 12 juillet, les premières images ont mis en évidence les capacités de Webb révélant des milliers de galaxies, certaines remontant presque à la naissance de l’univers, et une pépinière stellaire dans la nébuleuse Carina.

Jupiter a été capturé avec des détails époustouflants et devrait aider à comprendre le fonctionnement de la géante gazeuse.

– Plus à révéler –

Les teintes bleues, orange et grises des images des « Piliers de la Création », des piliers de poussière géants où naissent les étoiles, se sont avérées captivantes.

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Les scientifiques ont vu ces découvertes comme un moyen de repenser leurs modèles de formation d’étoiles.

Les chercheurs utilisant le nouvel observatoire ont découvert les galaxies les plus éloignées jamais observées, dont l’une n’existait que 350 millions d’années après le Big Bang il y a environ 13,8 milliards d’années.

Les galaxies semblent extrêmement brillantes et pourraient avoir commencé à se former 100 millions d’années plus tôt que ne le prédisent les théories.

« Dans l’univers lointain, nous avons un excès de galaxies par rapport aux modèles », explique à l’AFP David Elbaz, directeur scientifique de l’astrophysique à l’Agence française des énergies alternatives et de l’énergie atomique.

Une autre surprise a été que là où Hubble observait principalement des galaxies de forme irrégulière, la résolution du télescope Webb produit de magnifiques galaxies spirales similaires à la nôtre.

Cela a conduit à des réflexions sur un éventuel modèle global qui pourrait être l’une des clés de la formation des étoiles.

Webb a également ouvert une abondance de millions d’amas d’étoiles, qui pourraient être le chaînon manquant potentiel entre les premières étoiles et les premières galaxies.

Dans le domaine des exoplanètes, Webb a perfectionné une géante gazeuse lointaine appelée WASP-96 b.

à environ 1150 années-lumière AtterrirWASP-96 b a environ la moitié de la masse de Jupiter et parcourt son étoile en seulement 3,4 jours.

Webb a également fourni la première confirmation de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une autre exoplanète, WASP 39-b.

Mais pour Steavelli, « certaines grandes choses ne sont soit pas encore remarquées, soit pas encore révélées ».


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Découvrez les secrets de la chimie spatiale

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Les cristaux coulombiens entourés de molécules sont utilisés au Laboratoire Lewandowski pour étudier les réactions astrochimiques. Crédit : Stephen Burroughs/Olivia Krohn et le groupe Lewandowski

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Les cristaux coulombiens entourés de molécules sont utilisés au Laboratoire Lewandowski pour étudier les réactions astrochimiques. Crédit : Stephen Burroughs/Olivia Krohn et le groupe Lewandowski

Même si cela ne semble pas être le cas, l’espace interstellaire entre les étoiles n’est pas du tout vide. Des atomes, des ions, des molécules et bien plus encore existent dans cet environnement éthéré connu sous le nom de milieu interstellaire (ISM). L’ISM fascine les scientifiques depuis des décennies, avec au moins 200 molécules uniques formées dans son environnement froid et basse pression. C'est un sujet qui relie les domaines de la chimie, de la physique et de l'astronomie, car les scientifiques de chaque domaine travaillent pour déterminer les types de réactions chimiques qui s'y produisent.

Passons maintenant à la couverture de l'article Journal de chimie physique AHeather Lewandowski, boursière de la JILA et professeure de physique à l'Université du Colorado à Boulder, et Olivia Krohn, ancienne étudiante diplômée de la JILA, mettent en avant leur travail visant à imiter les conditions ISM à l'aide de cristaux de Coulomb, une structure pseudo-cristalline froide, pour observer les ions et les molécules neutres interagir les uns avec les autres.

Grâce à leurs expériences, les chercheurs ont pu résoudre la dynamique chimique des réactions neutres des ions en utilisant le microrefroidissement laser et la spectrométrie de masse pour contrôler les états quantiques, leur permettant ainsi de simuler avec succès les réactions chimiques ISM. Leurs travaux rapprochent les scientifiques de la réponse à certaines des questions les plus profondes sur l’évolution chimique de l’univers.

Filtrage par énergie

« Ce domaine réfléchit depuis longtemps aux réactions chimiques qui seront les plus importantes pour nous renseigner sur la composition du milieu interstellaire », explique Cron, premier auteur de l'étude.

« Un groupe vraiment important est celui des interactions moléculaires neutres des ions. Et c'est exactement à cela que convient ce dispositif expérimental du groupe Lewandowski, non seulement pour étudier les interactions chimiques neutres des ions, mais également à des températures relativement froides. »

Pour commencer l'expérience, Krohn et d'autres membres du groupe de Levandowski ont chargé un piège à ions dans une chambre à très vide avec différents ions. Les molécules neutres ont été présentées séparément. Même s’ils savaient quels réactifs seraient utilisés dans une expérience chimique de type ISM, les chercheurs n’étaient pas toujours sûrs des produits qui seraient produits. En fonction de leur test, les chercheurs ont utilisé différents types d'ions et de molécules neutres similaires à ceux trouvés dans l'ISM. Cela inclut CCl+ Ions fragmentés de tétrachloroéthylène.

« CCl+ On s’attend à ce qu’il se situe dans différentes régions de l’espace. « Mais personne n'a pu tester efficacement son interaction par le biais d'expériences sur Terre, car c'est très difficile à réaliser », ajoute Krohn. « Il faut le décomposer du tétrachloroéthylène avec un laser ultraviolet. Cela crée toutes sortes de fragments ioniques, pas seulement du CCl. »+« Cela pourrait compliquer les choses. »

Soit en utilisant du calcium, soit du CCl+ Ions Le dispositif expérimental a permis aux chercheurs de filtrer les ions indésirables à l'aide d'une excitation résonante, laissant derrière eux les produits chimiques réactifs.

« Vous pouvez secouer le piège à une fréquence qui correspond au rapport masse/charge d'un ion particulier, ce qui le fait sortir du piège », explique Krohn.

Refroidissement laser pour former des cristaux coulombiens

Après filtration, les chercheurs ont refroidi leurs ions en utilisant un processus appelé refroidissement Doppler. Cette technologie utilise la lumière laser pour réduire le mouvement des atomes ou des ions, les refroidissant efficacement en exploitant l'effet Doppler pour ralentir préférentiellement le mouvement des molécules vers le laser de refroidissement.

Lorsque le refroidissement Doppler a abaissé la température des particules jusqu'à des niveaux millikelvins, les ions se sont organisés en une structure pseudo-cristalline, un cristal coulombien, maintenu en place par des champs électriques à l'intérieur de la chambre à vide. Le cristal coulombien résultant avait une forme ellipsoïde avec des particules plus lourdes reposant dans une coquille à l'extérieur des ions calcium, poussées hors du centre du piège par les particules plus légères en raison des différences dans les rapports masse/charge.

Grâce au piège profond contenant les ions, les cristaux coulombiens peuvent rester piégés pendant des heures, et Krohn et son équipe peuvent les imager dans ce piège. En analysant les images, les chercheurs ont pu identifier et surveiller l’interaction en temps réel, et voir les ions s’organiser en fonction de leurs rapports masse/charge.

L’équipe a également déterminé la dépendance de l’état quantique de l’interaction des ions calcium avec l’oxyde nitrique en affinant les lasers cryogéniques, ce qui a permis de produire des combinaisons relatives spécifiques d’états quantiques pour les ions calcium piégés.

« Ce qui est amusant, c'est qu'il tire parti de l'une des techniques les plus spécifiques de la physique atomique pour examiner les interactions quantiques, ce qui, je pense, constitue un peu plus le cœur de la physique dans les trois domaines : chimie, astronomie et physique. , même si les trois sont ce qu'ils sont toujours impliqués.

Le timing est primordial

Outre la filtration par piège et le refroidissement Doppler, une troisième technique expérimentale a aidé les chercheurs à simuler les interactions ISM : une configuration de spectrométrie de masse à temps de vol (TOF-MS). Dans cette partie de l’expérience, une impulsion à haute tension a accéléré les ions à travers le tube de vol, où ils ont heurté un détecteur à plaque à microcanaux. Les chercheurs ont pu identifier les particules dans le piège en fonction du temps nécessaire aux ions pour atteindre la plaque et de leurs techniques d'imagerie.

« Grâce à cela, nous avons pu réaliser deux études différentes dans lesquelles nous avons pu résoudre les masses adjacentes pour les ions réactifs et produits », ajoute Kron.

Ce troisième bras de l'appareil expérimental de la chimie ISM a encore amélioré la précision, car les chercheurs disposent désormais de plusieurs moyens pour identifier les produits créés dans les réactions de type ISM et leurs masses spécifiques.

Le calcul de la masse des produits potentiels était particulièrement important, car l’équipe était alors en mesure d’échanger les réactifs initiaux avec des isotopes de masses différentes et de voir ce qui se passait.

Comme l'explique Krohn : « Cela nous permet de jouer des tours sympas comme remplacer des atomes d'hydrogène par des atomes de deutérium ou remplacer différents atomes par des isotopes plus lourds. Lorsque nous faisons cela, nous pouvons voir par spectrométrie de masse à temps de vol comment nos produits ont changé, ce qui est le cas. nous donne plus de confiance dans nos connaissances sur la façon d'identifier ce que sont ces produits.

Étant donné que les astrochimistes ont observé plus de molécules contenant du deutérium dans l'ISM que ce que l'on pourrait attendre du rapport atomique deutérium/hydrogène observé, l'échange isotopique dans des expériences comme celle-ci permet aux chercheurs de faire un pas de plus vers la détermination de la raison.

« Je pense que, dans ce cas, cela nous permet d'avoir une bonne détection de ce que nous voyons », explique Krohn. « Cela ouvre plus de portes. »

Plus d'information:
OA Krohn et al., Interactions moléculaires ioniques froides dans l'environnement extrême d'un cristal coulombien, Journal de chimie physique A (2024). est ce que je: 10.1021/acs.jpca.3c07546

Informations sur les magazines :
Journal de chimie physique A


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Rhododendron — Il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît

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Rhododendron — Il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît

En avril et mai, les rhododendrons fleurissent et de nombreuses variétés présentent d'énormes fleurs aux couleurs vives en rose, violet et blanc. L’abondance de fleurs parmi les grandes feuilles vertes cireuses peut être époustouflante, et lorsque les pétales tombent par mauvais temps, un verger de rhododendrons peut ressembler à un pays des merveilles pastel.

Mais les rhododendrons, malgré leurs jolies fleurs, provoquent des dégâts environnementaux lorsqu'ils poussent dans des habitats où ils ne devraient pas se trouver.

Leo Whelan (8 ans) et Emilia Whelan (9 ans) avec le militant écologiste irlandais et personnalité médiatique Duncan Stewart aux jardins Powerscourt pour lancer un nouveau sentier de réflexion immersif dans la magnifique promenade des rhododendrons du jardin. Photo de : Dermot Byrne

C'est la beauté des fleurs de rhododendrons au printemps et au début de l'été qui a poussé les chasseurs de plantes de l'époque victorienne à rapporter des spécimens des rives de la mer Noire et d'autres régions d'Asie, notamment des contreforts de l'Himalaya, de Chine et de Malaisie. Jusqu’à un millier d’espèces différentes de rhododendrons poussent à l’état sauvage dans ces régions.

La noblesse terrienne victorienne, déjà désireuse d'apporter des plantes exotiques des nouvelles colonies, était fascinée par les rhododendrons. La tendance a décollé et diverses variétés ont été greffées et plantées dans les jardins et les bois des demeures seigneuriales de Grande-Bretagne et d'Irlande. Les promenades avec les rhododendrons étaient exactement ce qu'il fallait faire, afin que mesdames et messieurs puissent se promener dans un tunnel de rhododendrons au printemps et découvrir la joie de leurs grosses fleurs lumineuses et de leur parfum riche et sucré. Parfois, les rhododendrons étaient simplement plantés dans la forêt de la ferme – certaines variétés, notamment le Rhododendron ponticum, prospéraient à l’ombre partielle et dans un sol acide et étaient donc facilement naturalisées.

Le Rhododendron altaclarense fleurit au sol dans les jardins botaniques nationaux de Kilmaccurragh à Wicklow.  Photo : Dan Linehan
Le Rhododendron altaclarense fleurit au sol dans les jardins botaniques nationaux de Kilmaccurragh à Wicklow. Photo : Dan Linehan
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Les Victoriens avaient une mentalité coloniale, un appétit frivole pour les dernières modes horticoles et peu de compréhension de l’écologie. Ils n’étaient pas enclins à considérer les éventuelles conséquences négatives de ces buissons de rhododendrons disséminés à travers les forêts.

L'une des premières introductions de rhododendrons ici a été réalisée par la famille Herbert à Muckross House Killarney, siège du comte de Kenmare. Cet établissement fut très célèbre et fut visité par la reine Victoria en 1861. On pourrait appeler ces « influenceurs » de l'époque ; Ce qui y était populaire était copié dans les domaines de la noblesse de tout le pays. Des rhododendrons ont été plantés dans les forêts pour leur attrait esthétique, mais aussi pour servir de couvert aux faisans, une autre espèce introduite qui pose des problèmes environnementaux. Les rhododendrons ont prospéré dans le sol acide de la vallée de Killarney et ont rapidement envahi les forêts de chênes des lacs et des pentes.

Dans ces habitats forestiers, dans des conditions naturelles, le sous-sol est rempli de houx, d'aubépines, de prunelliers, de noisetiers et de fusains, sous lesquels pousse un couvert de fleurs sauvages des bois. des bandes de jacinthes des bois ; Superbes anémones des bois à fleurs blanches; L'oseille des bois et la chélidoine jaune brillant – des plantes indigènes qui fleuriraient désormais jusqu'en avril – sont exclues là où les rhododendrons ont pris le dessus.

Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles.  Photo : Dan Linehan
Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles. Photo : Dan Linehan

Les plantes forestières saines abritent généralement une grande diversité de papillons forestiers spécialement adaptés ; papillons spécialisés; Bourdons et abeilles solitaires ; Colonies de fourmis. insectes mineurs de feuilles; Bouclier les bogues. Et des centaines d’autres espèces d’invertébrés. Ceux-ci abritent à leur tour de nombreux oiseaux forestiers, tels que les grimpereaux, les pics épeiche, les bécasses, les parulines et les geais. Les relations entre les nombreuses espèces végétales et animales d’une forêt comme celle-ci ont évolué au fil des milliers d’années et sont aussi finement ajustées que les nombreux éléments interconnectés d’un écosystème fonctionnel.

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Mais lorsque les rhododendrons envahissent, ils harcèlent tous les arbres et arbustes indigènes avec leur croissance vigoureuse, en particulier les grandes feuilles cireuses qui projettent de lourdes ombres et empêchent la plupart des plantes à fleurs qui autrement prospéreraient ici de dominer. Les papillons sont privés des plantes dont ils ont besoin pour produire du nectar et des plantes indigènes dont leurs chenilles ont évolué pour se nourrir. Les papillons de nuit et les syrphes sont également affectés. Les feuilles de rhododendron contiennent une toxine qui aide la plante à empêcher les insectes et les mammifères de manger ses feuilles, et avec l'ombre qu'elle projette, sa domination devient absolue. De cette manière, les rhododendrons sonnent le glas d’innombrables espèces qui, autrement, prospéreraient dans les habitats forestiers indigènes.

Ajoutez à cela ce que les botanistes du Trinity College de Dublin ont découvert Le nectar du rhododendron est toxique pour certaines abeilles irlandaises.

Contient du nectar Toxines grisesCe sont des produits chimiques que ces plantes produisent naturellement pour les aider à éviter d’être mangées par les insectes et les mammifères. Lors d’expériences, les abeilles mellifères sont mortes quelques heures seulement après avoir consommé du nectar de rhododendron. Les abeilles solitaires d’origine deviennent désorientées, voire paralysées, par le poison. Il est intéressant de noter que les espèces locales de bourdons n’ont pas été affectées par les toxines présentes dans le nectar de rhododendron, car elles se sont révélées capables de consommer le nectar sans aucun effet secondaire négatif.

Un autre effet de la croissance dense des rhododendrons est que les plants d’arbres sont incapables de s’établir sous leur forte ombre. La plupart des semis d'arbres ici, comme le chêne, l'aubépine et l'orme, sont bien adaptés aux conditions ombragées des habitats forestiers, mais l'ombre abondante et la litière de feuilles cireuses du rhododendron sont trop intenses pour que ces arbres se reproduisent. Le résultat est que les forêts infestées de rhododendrons sont incapables de se renouveler et qu’il n’y aura pas de prochaine génération d’arbres indigènes.

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L'Irlande possède toujours l'un des pourcentages de couverture forestière les plus faibles d'Europe, les forêts dites indigènes ou semi-naturelles ne couvrant qu'environ 2 % du pays. Seule une petite partie de ce territoire est établie depuis longtemps et presque aucune d'entre elles n'est exempte de surpâturage par les cerfs ou d'invasion de laurier-cerise et de rhododendron.

La rareté des forêts saines constitue ici une blessure environnementale ouverte. Alors que des travaux sont en cours pour éliminer les rhododendrons de certaines zones du parc national de Killarney, des problèmes sont survenus avec les méthodes de gestion. Depuis les années 2000, la mauvaise gestion par l’État de ce désastre environnemental a suscité de nombreuses critiques. Le parc national de Killarney appartient à l'État. Il n'y a donc aucune excuse pour la négligence continue de l'un des derniers refuges de forêt tropicale tempérée à feuilles caduques d'Irlande. D’autres forêts du pays souffrent également des effets des rhododendrons et du surpâturage.

Si vous êtes en déplacement en avril et en mai, pour admirer les rhododendrons et peut-être vous sentir submergé par la générosité des fleurs, rappelez-vous qu'il y a plus dans cette beauté qu'il n'y paraît.

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Des chercheurs planétaires résolvent le mystère de la façon dont Pluton a obtenu sa forme de poire

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Des chercheurs planétaires résolvent le mystère de la façon dont Pluton a obtenu sa forme de poire

La surface de Pluton est dominée par l'immense bassin en forme de poire de Spoutnik Planitia. Il semble que son origine soit due à un impact, mais la modélisation n'a pas encore expliqué son étrange géométrie. Les planétologues de l'Université de Berne proposent un mécanisme d'impact qui reproduit la forme topographique du bassin tout en expliquant son alignement près de l'axe Pluton-Charon. Selon leurs recherches, la collision de Pluton avec un corps planétaire d'un diamètre d'environ 700 kilomètres (435 miles) a donné naissance à Spoutnik Planitia.

Cette mosaïque de Pluton a été réalisée à partir d'images New Horizons LORRI prises le 14 juillet 2015, à une distance de 49 700 miles (80 000 km). Projetée à partir d'un point situé à 1 800 km au-dessus de l'équateur de Pluton, cette vue regarde vers le nord-est la région sombre et cratérisée de Cthulhu-Riggio, en direction de l'étendue lumineuse et lisse de plaines glacées appelée Spoutnik Planum. Le pôle nord de Pluton se trouve juste à l'extérieur de l'image de gauche. Cette mosaïque a été réalisée à partir d'images panchromatiques de la caméra New Horizons LORRI, avec des couleurs superposées à partir du nuancier Ralph à bord de New Horizons. Crédit image : SA Stern et autres.

En 2015, la sonde New Horizons de la NASA a révélé que la surface de Pluton était géologiquement complexe.

Il est dominé par un bassin rempli de glace d'azote de 1 200 x 2 000 km (746 x 1 243 mi) appelé Spoutnik Planitia.

Spoutnik Planitia est la partie ouest de Tombo Reggio, la célèbre structure en forme de cœur de Pluton.

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Le bassin est de 3 à 4 kilomètres (1,9 à 2,5 mi) plus bas en altitude que la majeure partie de la surface de la planète naine.

Le Dr Harry Ballantyne, planétologue à l’Université de Berne, a déclaré : « L’apparence brillante de Spoutnik Planitia est due au fait qu’elle est principalement remplie de glace blanche à l’azote qui se déplace et se déplace constamment pour lisser la surface. »

« Cet azote s'est probablement accumulé rapidement après l'impact en raison de la basse altitude. »

« La partie orientale du « noyau » est également recouverte d’une couche similaire mais beaucoup plus fine de glace d’azote, dont l’origine n’est pas encore claire pour les scientifiques, mais est probablement liée à Spoutnik Planitia. »

Le Dr Martin Goetze, planétologue à l'Université de Berne, a déclaré : « La forme allongée de Spoutnik Planitia indique clairement que la collision n'était pas une collision directe, mais plutôt une collision oblique. »

New Horizons a capturé cette image haute résolution de Pluton le 14 juillet.  La surface de Pluton présente une gamme éblouissante de couleurs subtiles, rehaussées dans cette vue par un arc-en-ciel de bleus pâles, de jaunes, d'oranges et de rouges profonds.  De nombreux reliefs ont leurs propres couleurs distinctes, racontant une histoire géologique et climatique complexe que les scientifiques commencent tout juste à déchiffrer.  Source de l'image : NASA/Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest.

New Horizons a capturé cette image haute résolution de Pluton le 14 juillet. La surface de Pluton présente une gamme éblouissante de couleurs subtiles, rehaussées dans cette vue par un arc-en-ciel de bleus pâles, de jaunes, d'oranges et de rouges profonds. De nombreux reliefs ont leurs propres couleurs distinctes, racontant une histoire géologique et climatique complexe que les scientifiques commencent tout juste à déchiffrer. Source de l'image : NASA/Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins/Institut de recherche du Sud-Ouest.

Les auteurs ont utilisé un logiciel de simulation d’hydrodynamique de particules lisses (SPH) pour recréer numériquement de tels impacts, en faisant varier la configuration de Pluton et de son corps d’impact, ainsi que la vitesse et l’angle du corps d’impact.

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Ces simulations ont confirmé leurs soupçons sur l'angle d'impact oblique et ont déterminé la configuration du corps d'impact.

« Le noyau de Pluton est si froid que les roches sont restées très solides et n'ont pas fondu malgré la chaleur de l'impact, et grâce à l'angle d'impact et à la faible vitesse, le noyau d'impact ne s'est pas enfoncé dans le noyau de Pluton, mais est resté intact », a déclaré Dr Ballantyne.

« Quelque part sous Spoutnik se trouvent les restes du noyau d'un autre objet massif, que Pluton n'a jamais digéré », a ajouté le Dr Eric Asfaugh, planétologue à l'Université d'Arizona.

« Cette force fondamentale et cette vitesse relativement faible étaient la clé du succès de ces simulations : la faible force donnerait lieu à un reste de surface très symétrique qui ne ressemblait en rien à la forme de larme observée par New Horizons. »

« Nous sommes habitués à considérer les collisions planétaires comme des événements incroyablement intenses dont vous pouvez ignorer les détails, à l'exception de choses comme l'énergie, l'élan et la densité. »

« Mais dans le système solaire lointain, les vitesses sont beaucoup plus lentes et la glace solide est solide, vous devez donc être plus précis dans vos calculs. C'est là que le plaisir commence. »

Les découvertes de l’équipe ont également jeté un nouvel éclairage sur la structure interne de Pluton.

« En fait, un impact géant comme celui simulé s'est probablement produit très tôt dans l'histoire de Pluton », ont déclaré les chercheurs.

« Cela pose cependant un problème : une dépression géante comme Spoutnik Planitia devrait se déplacer lentement au fil du temps vers le pôle de la planète naine en raison des lois de la physique, car elle souffre d'un déficit de masse. Cependant, elle est paradoxalement proche de l'équateur. .

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« L'explication théorique précédente était que Pluton, comme de nombreux autres corps planétaires du système solaire externe, possède un océan d'eau liquide souterrain. »

« Selon l'explication précédente, la croûte glacée de Pluton serait plus fine dans la région de Spoutnik Planitia, provoquant un gonflement de l'océan, et comme l'eau liquide est plus dense que la glace, on se retrouverait avec un excédent de masse qui stimulerait la migration vers l'équateur. »

« Cependant, la nouvelle étude propose un point de vue différent. »

« Dans nos simulations, le manteau primitif de Pluton a été complètement excavé par l'impact, et comme le matériau du noyau de l'impacteur est dispersé sur le noyau de Pluton, cela crée un excès de masse local qui pourrait expliquer la migration vers l'équateur sans océan souterrain, ou tout au plus. un océan souterrain », a déclaré le Dr Gotzi : « Très mince. »

« Cette origine nouvelle et innovante de la forme en forme de cœur de Pluton pourrait conduire à une meilleure compréhension de l'origine de Pluton », a déclaré le Dr Adeniy Denton, planétologue à l'Université de l'Arizona.

le résultats Il a été publié dans le magazine Astronomie naturelle.

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H. A. Ballantyne et autres. Spoutnik Planitia est un vestige d'impact qui pointe vers un ancien masson rocheux sur Pluton sans océan. Nat Astron, publié en ligne le 15 avril 2024 ; est ce que je: 10.1038/s41550-024-02248-1

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