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Les origines des trous noirs binaires pourraient être cachées dans leur spin, selon une étude : ScienceAlert

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Les origines des trous noirs binaires pourraient être cachées dans leur spin, selon une étude : ScienceAlert

dans Une étude récente Publié dans Lettres d’astronomie et d’astrophysiqueune équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a utilisé différents modèles informatiques pour examiner 69 binaires confirmés. trous noirs pour aider à identifier leur origine et a constaté que leurs résultats de données changeaient en fonction des configurations de modèles.

Essentiellement, les entrées changeaient constamment les sorties, et les chercheurs veulent mieux comprendre comment et pourquoi cela se produit et quelles mesures peuvent être prises pour obtenir des résultats plus cohérents.

« Lorsque vous modifiez le modèle et le rendez plus flexible ou faites des hypothèses différentes, vous obtenez une réponse différente sur la façon dont les trous noirs se forment dans l’univers », a déclaré Silvia Pescovino, une étudiante diplômée du MIT travaillant sur Laboratoire LIGOet co-auteur de l’étude, a déclaré dans A déclaration.

« Nous montrons que les gens doivent être prudents car nous n’en sommes pas encore au point dans nos données où nous pouvons croire ce que le modèle nous dit. »

Aime Étoiles binairesEt Trous noirs binaires Deux objets massifs en orbite l’un autour de l’autre, chacun ayant le potentiel de se heurter – ou de fusionner – ensemble, avec une autre propriété commune étant que les trous noirs naissent parfois de l’effondrement d’étoiles massives mourantes, également appelées supernovae.

Mais la façon dont les trous noirs binaires sont apparus reste un mystère, car il existe deux hypothèses actuelles concernant leur formation : « l’évolution du champ binaire » et « l’assemblage dynamique ».

L’évolution binaire du champ implique l’explosion d’une paire d’étoiles binaires, laissant à leur place deux trous noirs, qui continuent à orbiter l’un autour de l’autre comme auparavant.

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Puisqu’ils étaient initialement en orbite autour d’étoiles binaires, on pense que leur rotation et leur inclinaison doivent également s’aligner.

Les scientifiques émettent également l’hypothèse que les spins alignés indiquent qu’il provient d’un disque galactique, étant donné son environnement relativement calme.

L’agrégation dynamique implique le moment où deux trous noirs individuels, chacun avec sa propre inclinaison et sa propre rotation, sont finalement combinés par des processus astrophysiques extrêmes, pour former leur propre binaire. Trou noir le système.

On suppose actuellement que cet appariement se produira très probablement dans un environnement dense tel qu’un amas globulaire, où des milliers d’étoiles rapprochées peuvent forcer deux trous noirs ensemble.

La vraie question est : quelle partie des trous noirs binaires émerge de chaque méthode individuellement ? Les astronomes pensent que la réponse réside dans les données, en particulier les mesures de la rotation du trou noir.

En utilisant 69 trous noirs confirmés, les astronomes ont déterminé que ces objets massifs peuvent provenir à la fois d’amas globulaires et de disques galactiques.

Le laboratoire LIGO aux États-Unis a travaillé avec son homologue italien, Viergepour déterminer les cycles (périodes de rotation) de 69 trous noirs confirmés.

« Mais nous voulions savoir, avons-nous suffisamment de données pour faire cette distinction? » dit Pescovino. « Et il s’avère que les choses sont désordonnées et incertaines, et c’est plus difficile qu’il n’y paraît. »

Pour l’étude, les chercheurs ont continuellement modifié une série de modèles informatiques pour vérifier si leurs résultats étaient cohérents avec les prédictions de chaque modèle.

Un tel modèle est configuré pour supposer que seule une fraction des trous noirs binaires a été produite avec des spins alignés, le reste contenant des spins aléatoires. Un autre modèle est configuré pour prédire la variation de la direction de rotation moyenne.

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En fin de compte, leurs conclusions ont indiqué que les résultats changent constamment en fonction des modèles modifiés.

Essentiellement, les résultats ont été constamment modifiés en fonction des modifications du modèle, ce qui signifie que les données de plus de 69 trous noirs binaires confirmés seraient probablement nécessaires pour obtenir des résultats plus cohérents.

« Notre article montre que votre résultat dépend entièrement de la façon dont vous modélisez votre astrophysique, plutôt que des données elles-mêmes », a déclaré Pescovino.

« Nous avons besoin de plus de données que nous ne le pensions, si nous voulons faire une affirmation indépendante des hypothèses astrophysiques que nous faisons », a déclaré Salvatore Vitale, professeur agrégé de physique et membre de l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale. au Massachusetts Institute of Technology, l’auteur principal de l’étude.

Mais de combien de données les astronomes auront-ils besoin ? Vitale estime que le réseau LIGO sera capable de détecter un nouveau trou noir binaire tous les quelques jours, une fois le réseau remis en service début 2023.

« Les mesures de spin que nous avons maintenant sont très incertaines », a déclaré Vitale.

« Mais au fur et à mesure que nous en construisons plus, nous pouvons obtenir de meilleures informations. Ensuite, nous pouvons dire, quelles que soient les spécificités de mon modèle, les données me racontent toujours la même histoire – une histoire à laquelle nous pouvons alors croire. »

Cet article a été initialement publié par l’univers aujourd’hui. Lis le L’article d’origine.

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BepiColombo détecte la fuite d'oxygène et de carbone dans la magnétosphère de Vénus

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BepiColombo détecte la fuite d'oxygène et de carbone dans la magnétosphère de Vénus

Une visite éphémère de l'Agence spatiale européenne et de la mission BepiColombo de la JAXA sur Vénus a révélé des informations surprenantes sur la manière dont les gaz sont extraits des couches supérieures de l'atmosphère de la planète.

Des découvertes dans une région jusqu'alors inexplorée de l'environnement magnétique de Vénus montrent que le carbone et l'oxygène accélèrent à des vitesses qui leur permettent d'échapper à la gravité de la planète. Les résultats ont été publiés aujourd'hui dans la revue Nature Astronomy.

« C'est la première fois que des ions carbone chargés positivement sont observés s'échappant de l'atmosphère de Vénus », a déclaré Lina Hadid, chercheuse au Centre national de recherche scientifique du Laboratoire de physique des plasmas (LPP) et auteur principal de l'étude. « Ce sont des ions lourds et ils se déplacent généralement lentement. » « Nous essayons donc toujours de comprendre les mécanismes qui jouent un rôle dans ce phénomène. Il peut s'agir de « vents » électrostatiques qui l'éloignent de la planète, ou il pourrait être accéléré par des processus centrifuges. »

Contrairement à la Terre, Vénus ne génère pas de champ magnétique intrinsèque en son noyau. Cependant, une faible « magnétosphère induite » en forme de comète est créée autour de la planète par l’interaction de particules chargées émises par le Soleil (le vent solaire) avec des particules chargées électriquement dans la haute atmosphère de Vénus. Autour de la zone magnétique se trouve une zone appelée « magnétosphère » où le vent solaire est ralenti et réchauffé.

Le 10 août 2021, BepiColombo est passé près de Vénus pour ralentir et ajuster sa trajectoire vers sa destination finale, Mercure. Le vaisseau spatial a plongé sur la longue queue de la magnétosphère de Vénus et a émergé à travers l'avant des régions magnétiques les plus proches du Soleil. Pendant 90 minutes d'observations, les instruments de BepiColombo ont mesuré le nombre et la masse des particules chargées rencontrées, capturant des informations sur les processus chimiques et physiques qui conduisent à la fuite atmosphérique du côté de la magnétosphère.

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Au début de son histoire, Vénus présentait de nombreuses similitudes avec la Terre, notamment de grandes quantités d’eau liquide. Les interactions avec le vent solaire ont éliminé l’eau, laissant une atmosphère composée principalement de dioxyde de carbone et de plus petites quantités d’azote et d’autres espèces traces. Des missions précédentes, notamment l'orbiteur Pioneer Venus de la NASA et Venus Express de l'Agence spatiale européenne, ont réalisé des études détaillées sur le type et la quantité de particules chargées et de particules perdues dans l'espace. Cependant, les trajectoires orbitales des missions ont laissé certaines régions autour de Vénus inexplorées et de nombreuses questions restent sans réponse.

Les données de l'étude ont été acquises par un analyseur de spectromètre de masse (MSA) et un analyseur d'ions mercure (MIA) de BepiColombo lors du deuxième survol de Vénus par le vaisseau spatial. Les deux capteurs font partie de l’ensemble d’instruments Mercury Plasma Particle Experiment (MPPE), transporté par Mio, l’orbiteur magnétosphérique à mercure dirigé par l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale.

« Décrire la perte d'ions lourds et comprendre les mécanismes de fuite sur Vénus est crucial pour comprendre comment l'atmosphère de la planète a évolué et comment elle a perdu toute son eau », a déclaré Dominique Delcourt, chercheur au LPP et chercheur principal de l'instrument MSA.

Les outils de modélisation de la météo spatiale SPIDER d'Europlanet ont permis aux chercheurs de suivre la façon dont les particules se propagent dans la magnétosphère de Vénus.

Nicolas André, de l'Institut de recherche en astrophysique et physique planétaire (IRAP) et chef de l'équipe de recherche, a déclaré : « Ce résultat montre les résultats uniques qui peuvent résulter de mesures effectuées lors d'un survol planétaire, où le vaisseau spatial peut se déplacer à travers des régions. qui ne sont généralement pas accessibles. » Par des vaisseaux spatiaux en orbite autour de lui. Du service Spider.

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Une flotte de vaisseaux spatiaux explorera Vénus au cours de la prochaine décennie, notamment la mission Envision de l'Agence spatiale européenne, l'orbiteur VERITAS et la sonde DAVINCI de la NASA, ainsi que la sonde indienne Shukrayaan. Ensemble, ces vaisseaux spatiaux fourniront une image complète de l'environnement de Vénus, de la magnétosphère à la surface et à l'intérieur en passant par l'atmosphère.

« Les derniers résultats indiquent que l'échappement atmosphérique de Vénus ne peut pas expliquer entièrement la perte de sa teneur historique en eau. Cette étude est une étape importante dans la découverte de la vérité sur l'évolution historique de l'atmosphère de Vénus, et les missions à venir contribueront à combler de nombreuses lacunes,  » a ajouté le co-auteur Moa. Persson de l'Institut suédois de physique spatiale.

/Publication générale. Ce matériel provenant de l'organisation/des auteurs d'origine peut être de nature chronologique et est édité pour des raisons de clarté, de style et de longueur. Mirage.News ne prend pas de position ni de parti d'entreprise, et toutes les opinions, positions et conclusions exprimées ici sont uniquement celles du ou des auteurs. Voir en intégralité ici.

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L’étude a révélé que les Néandertaliens organisaient leur espace de vie de manière ordonnée, tout comme les humains.

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L’étude a révélé que les Néandertaliens organisaient leur espace de vie de manière ordonnée, tout comme les humains.

NéandertalLoin d'être primitifs, ils organisaient leurs espaces de vie à la manière des espaces modernes. Humains Faites-le, révèle une nouvelle étude.

Les chercheurs analysent les artefacts et les caractéristiques trouvés sur le site Reparo Bomberini, dans le nord-ouest Italie Des modèles communs d’établissement ont été trouvés parmi les populations.

Ils ont dessiné une carte de répartition Outils de pierreDes os d'animaux, de l'ocre et des coquillages se trouvent à la surface de deux couches du site lorsque les deux groupes y vivaient.

Les scientifiques peuvent modéliser les caractéristiques spatiales du site et identifier les modèles d’utilisation de l’espace par ces anciens humains et les activités qu’ils y menaient.

L’analyse a permis de dresser un tableau complet des similitudes et des différences de comportement entre ces populations anciennes.

Les chercheurs ont découvert que les Néandertaliens et les Homo sapiens faisaient preuve d’une utilisation structurée de l’espace, organisant leurs espaces de vie en zones d’activité distinctes de haute et de faible intensité.

Cela suggère que ces populations anciennes possédaient une capacité cognitive similaire en matière d’organisation spatiale.

Les deux groupes ont également montré des tendances similaires en matière d'occupation de l'espace, telles que l'installation fréquente de foyers internes au site ainsi qu'une fosse à déchets continue sur les deux niveaux.

À l’instar des humains modernes, les Néandertaliens semblent également avoir planifié leur occupation des espaces en fonction de la durée pendant laquelle ils prévoyaient d’y rester, des types d’activités qu’ils espéraient y mener et du nombre de personnes avec lesquelles ils partageaient l’espace.

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Les scientifiques ont également constaté des différences dans la manière dont les deux groupes utilisaient le site.

Par exemple, il y avait moins de collections d’objets dans les strates néandertaliennes.

Alors que les humains alternaient entre une utilisation du site à court et à long terme, les Néandertaliens semblent l’avoir utilisé par intermittence.

Dans l’ensemble, les résultats révèlent que les deux groupes avaient une « logique de base » quant à la façon dont ils utilisaient leur espace, suggérant des « capacités cognitives similaires » à celles des humains modernes et des Néandertaliens.

« Comme Homo sapiens, les Néandertaliens organisaient leur espace de vie de manière ordonnée, en fonction des différentes tâches qui s'y déroulaient et en fonction de leurs besoins. C'est une autre étude qui suggère que les Néandertaliens étaient plus 'humains' », a déclaré Amélie Valerand, co- auteur de l’étude de l’Université de Montréal au Canada. qu’on ne le pense généralement.

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Les scientifiques résolvent le mystère de la raison pour laquelle il existe un écart d'âge de plus d'un million d'années entre deux étoiles

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Les scientifiques résolvent le mystère de la raison pour laquelle il existe un écart d'âge de plus d'un million d'années entre deux étoiles

Les scientifiques pensent avoir résolu le mystère de la raison pour laquelle l’écart d’âge entre une étrange paire d’étoiles situées à des milliers d’années-lumière est supérieur à un million d’années.

Les chercheurs ont déclaré que les paires d'étoiles ont généralement un âge très similaire, comme les jumeaux, mais dans le cas du système stellaire HD 148937, l'une a environ 1,4 million d'années de plus que l'autre.

L'équipe pense que HD 148937 a eu un passé violent impliquant une troisième étoile qui a changé son destin à jamais.

En analysant les données de l'Observatoire européen austral (ESO), on pense qu'il y avait à l'origine trois étoiles dans le système, mais que deux d'entre elles sont entrées en collision et ont fusionné, créant un « beau » nuage de gaz et de poussière, ou nébuleuse, entourant HD 148937. .

Cette fusion s'est probablement produite il y a environ 2,6 millions d'années, car l'étoile nouvellement formée est également devenue magnétique, contrairement à son homologue plus ancienne.

Les chercheurs ont déclaré que leurs découvertes, publiées dans la revue Science, aident à résoudre deux mystères de longue date : pourquoi il existe une si grande différence d'âge entre deux étoiles dans ce système stellaire binaire, et comment les étoiles massives – avec des masses huit fois ou plus supérieures à la masse du Soleil – Le Soleil – captant ses champs magnétiques.

Impressions d'artiste illustrant l'événement violent qui a changé le destin du système stellaire HD 148937 (ESO/L Calçada, équipe VPHAS+)

« Nous pensons que ce système avait au moins trois étoiles à l'origine », a déclaré Hugues Sanna, professeur à la KU Leuven en Belgique et chercheur principal des observations. Deux d’entre elles doivent être proches l’une de l’autre en un point de l’orbite tandis que l’autre étoile est beaucoup plus éloignée.

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« Les deux étoiles intérieures ont fusionné violemment, créant un magnétar et expulsant de la matière, créant ainsi la nébuleuse.

« L'étoile la plus externe a formé une nouvelle orbite avec l'étoile nouvellement fusionnée qui est désormais magnétique, créant ainsi la binaire que nous voyons aujourd'hui au centre de la nébuleuse. »

Le Dr Abigail Frost, astronome à l'ESO au Chili, a ajouté : « Avoir une nébuleuse entourant deux étoiles massives est rare, et cela nous a vraiment donné l'impression que quelque chose de merveilleux s'était produit dans ce système.

« En regardant les données, le froid a augmenté.

« Après une analyse détaillée, nous pouvons déterminer que l'étoile la plus massive semble beaucoup plus jeune que sa compagne, ce qui n'a aucun sens car elles auraient dû se former en même temps. »

Le magnétisme des étoiles massives ne devrait pas durer très longtemps par rapport à la durée de vie de l’étoile. Nous semblons donc avoir observé cet événement rare très peu de temps après qu’il se soit produit.

Une équipe de scientifiques internationaux a analysé neuf années de données provenant de HD 148937, située à environ 3 800 années-lumière de la Terre et située en direction de la constellation Norma.

Les données proviennent de l'interféromètre à très grand télescope (VLTI) de l'Observatoire européen austral situé dans le désert d'Atacama au Chili.

Alors que les champs magnétiques sont courants dans les étoiles de faible masse comme le Soleil, les étoiles de plus grande masse ne peuvent pas maintenir de champs magnétiques de la même manière.

Cependant, selon les scientifiques, environ 7 % des étoiles massives possèdent des champs magnétiques.

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Alors que les astronomes soupçonnent depuis un certain temps que les étoiles massives pourraient acquérir des champs magnétiques lorsque deux étoiles fusionnent, c'est la première fois que les scientifiques trouvent des preuves directes de ce phénomène.

« Le magnétisme dans les étoiles massives ne devrait pas persister très longtemps par rapport à la durée de vie de l'étoile, nous semblons donc avoir observé cet événement rare très peu de temps après qu'il se soit produit », a déclaré le Dr Frost.

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