Vue d’artiste de ce à quoi pourrait ressembler la poussière autour d’un noyau galactique actif … [+] A une année-lumière.
Peter Z. Harrington
Il y a peu de scènes plus belles que le disque orange qui coule dans l’océan de notre étoile, le Soleil. Au coucher du soleil, elle semble si éloignée de l’étoile forte et chaude que nous ressentons à midi que nous ne pouvons même pas la regarder en toute sécurité. Si nous ne pouvons voir le soleil qu’au coucher du soleil, qu’en pensons-nous ? Il serait juste de conclure qu’il était beaucoup plus faible qu’il ne l’était en réalité.
Une nouvelle étude suggère que cela pourrait être un cas similaire pour les observations des centres galactiques par les astronomes.
Les AGN sont la source d’énergie la plus puissante, stationnaire et compacte de l’univers. Ils sont alimentés par des trous noirs supermassifs avaleurs de matière qui surpassent de loin la lumière combinée de milliards d’étoiles dans leurs galaxies hôtes.
publié aujourd’hui dans Avis mensuels de la Royal Astronomical SocietyDe nouvelles recherches suggèrent que les astronomes ont peut-être largement sous-estimé la production d’énergie de ces objets – et les différences apparemment fondamentales entre eux – simplement parce que leur lumière est atténuée par différentes quantités de poussière.
« Lorsqu’il y a de petites particules qui interfèrent le long de notre ligne de visée, cela rend les objets derrière eux faibles », a déclaré Martin Gaskell, auteur principal et associé de recherche en astronomie et astrophysique à l’UC Santa Cruz. « Nous voyons cela au coucher du soleil par temps clair lorsque le soleil semble s’assombrir. »
Les travaux sont basés sur des observations des noyaux galactiques actifs de NGC 5548, une galaxie située à 250 millions d’années-lumière dans la constellation de Bootes qui abrite un trou noir supermassif.
Lorsque le soleil se couche, la lumière qui atteint les yeux du spectateur traverse beaucoup plus l’atmosphère que lorsqu’elle est en hauteur. Son rayonnement frappe plus de particules. Les rouges et les oranges ont les longueurs d’onde de lumière les plus longues, ils voyagent donc plus facilement à travers l’atmosphère terrestre pour atteindre vos yeux. L’intensité de la lumière est également plus faible, après avoir été filtrée par l’atmosphère, ce qui vous permet d’apercevoir un coucher de soleil à l’œil nu. Il semble plus faible.
De même, la poussière dans les noyaux galactiques actifs les fait apparaître plus rouges qu’ils ne le sont réellement, la quantité de rougeur étant liée à la quantité de gradation, note l’étude.
L’étude a montré que « la lumière ultraviolette lointaine d’un noyau galactique actif typique est atténuée par un facteur significatif », selon Gaskell. Il était auparavant supposé négligeable.
Dans la nouvelle étude de NGC 5548, les chercheurs ont découvert que son obscurcissement par la poussière est plus de dix fois supérieur à l’obscurité causée par la poussière lorsque nous regardons à l’extérieur de notre propre galaxie, la Voie lactée.
L’implication, dit Gaskell, est que dans la lumière ultraviolette – où la plupart de l’énergie est rayonnée – un AGN typique émet plus d’énergie qu’on ne le pensait auparavant. Non seulement cela, mais les couleurs du NGC 5548 sont similaires à celles des autres AGN, ce qui rend les AGN en général plus forts qu’on ne le pensait auparavant.
Cela signifie également que les centres des galaxies peuvent, en fait, être plus similaires qu’on ne le pensait auparavant, avec ce que l’on pensait être des différences fondamentales majeures entre eux en réalité juste les conséquences de différentes quantités de rinçage par la poussière.
« Cela simplifie la vie des chercheurs et accélère notre compréhension de ce qui se passe lorsque les trous noirs avalent de la matière », a déclaré Gaskell.
L’article a été co-écrit par trois lycéens qui participent à l’UCSC Programme de formation scientifique—Francis Anderson (maintenant à Harvey Mudd College), Sophia Birmingham (maintenant à l’Université de Princeton) et Samhita Ghosh (maintenant à UC Berkeley).
Les modules Zarya de fabrication russe (à gauche) et les modules Unity de fabrication américaine sont couplés.
Crédit : NASA
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Dr Ersham Hamidi et Dr Farda Janbaz dans le laboratoire laser.
Paysage plus
Crédit : Reinhard Vendler, Université de Bâle
L’utilisation de lasers au lieu de scalpels et de scies présente de nombreux avantages en chirurgie. Cependant, ils ne sont utilisés que dans des cas isolés. Mais cela est peut-être sur le point de changer : les systèmes laser deviennent de plus en plus intelligents et améliorés, explique une équipe de recherche de l’Université de Bâle.
Même en 1957, lorsque Gordon Gould a inventé le terme « laser » (abréviation de « laser »).àLumière uneAmplification par ssimulation Hune tâche R.adiation »), il imaginait déjà les possibilités de son utilisation en médecine. Les chirurgiens pourront pratiquer de minuscules incisions sans toucher le patient.
Mais avant que cela puisse se produire, il y avait et il y a encore de nombreux obstacles à surmonter. Les sources lumineuses à commande manuelle ont été remplacées par des systèmes mécaniques commandés par ordinateur, afin de réduire les blessures causées par une manipulation maladroite. Le passage des faisceaux continus aux lasers pulsés, qui s’allument et s’éteignent rapidement, a réduit la chaleur qu’ils produisent. Les progrès techniques ont permis aux lasers d’entrer dans le monde de l’ophtalmologie au début des années 1990. Depuis lors, cette technologie s’est également étendue à d’autres domaines de la médecine, mais dans relativement peu d’applications, elle a remplacé le scalpel et la scie à os.
Les préoccupations en matière de sécurité constituent l’obstacle le plus important : comment pouvons-nous prévenir les blessures aux tissus environnants ? Dans quelle mesure la profondeur de coupe peut-elle être contrôlée afin que les couches de tissus plus profondes ne soient pas accidentellement endommagées ?
Des chercheurs de l’Université de Bâle viennent d’apporter une contribution importante à l’utilisation sûre et précise des lasers avec leur récente publication dans la revue spécialisée Les lasers en chirurgie et en médecine. L’équipe de recherche, dirigée par le Dr Ferda Kanbaz du Département de génie biomédical de Bâle et le professeur Azhar Zam, anciennement de l’Université de Bâle mais désormais basée à l’Université de New York, a développé un système qui combine trois fonctions: il coupe les os, contrôle la profondeur de coupe et différencie les tissus.
Trois faisceaux laser dirigés vers un seul endroit
Ces trois fonctions sont assurées par trois faisceaux laser alignés pour se concentrer sur le même endroit. Le premier laser agit comme un capteur tissulaire, balayant les zones autour du site où l’os sera coupé. Grâce à cela, des impulsions laser sont envoyées à la surface à intervalles réguliers, pour ainsi dire, vaporisant à chaque fois une petite partie du tissu. La composition de ce tissu évaporé est mesurée à l’aide d’un spectromètre. Chaque type de tissu possède son spectre individuel – sa propre signature. L’algorithme traite ces données et crée une sorte de carte qui montre où se trouvent les os et où se trouvent les tissus mous.
Le deuxième laser, qui coupe l’os, ne sera activé qu’une fois tout cela terminé, et seulement aux endroits où l’os et non les tissus mous sont visibles sur la carte qui vient d’être créée. Pendant ce temps, le troisième laser – un système optique – mesure la profondeur de coupe et veille à ce que le laser de découpe ne pénètre pas plus profondément que prévu. Pendant la phase de coupe, le capteur de tissu surveille également en permanence si le bon tissu est coupé ou non.
Maîtrise de soi
«La particularité de notre système est qu’il se contrôle tout seul, sans intervention humaine», résume Ferdia Kanbaz, physicienne des lasers.
Jusqu’à présent, les chercheurs testent leur système sur des os de fémur et des tissus de porc obtenus auprès d’un boucher local. Ils ont pu prouver que leur système fonctionne avec une précision de l’ordre du millimètre. La vitesse du laser intégré est également proche de celle d’une intervention chirurgicale traditionnelle.
L’équipe de recherche travaille actuellement à réduire la taille du système. Ils ont déjà atteint la taille d’une boîte d’allumettes en combinant le système optique et le laser de découpe seuls (voir Message d’origine). Une fois qu’ils auront ajouté le capteur tissulaire et pourront miniaturiser davantage l’ensemble du système, ils devraient pouvoir l’insérer dans la pointe de l’endoscope pour des chirurgies mini-invasives.
Chirurgie moins invasive
« Utiliser davantage les lasers en chirurgie est une ambition louable pour plusieurs raisons », souligne le Dr Arsham Hamidi, auteur principal de l’étude. Il souligne que la découpe sans contact réduit quelque peu le risque d’infection. « Des incisions plus petites et plus précises signifient également que les tissus guérissent plus rapidement et que les cicatrices sont réduites. »
La découpe laser contrôlée permet également d’appliquer de nouvelles formes de découpe, de sorte que, par exemple, un implant orthopédique puisse s’emboîter physiquement dans l’os existant. «Un jour, nous pourrons peut-être nous passer complètement du ciment osseux», ajoute Ferda Kanbaz.
Il existe également d’autres domaines de la chirurgie où ce type de préparation combinée est utile : elle peut permettre de distinguer plus précisément les tumeurs des tissus sains environnants, puis de les découper sans retirer une quantité inutile de tissus adjacents. Une chose est sûre : la vision de Gordon Gould du laser en tant qu’outil médical polyvalent se rapproche plus que jamais.
revue
Les lasers en chirurgie et en médecine
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Film de science-fiction de Lars von Trier 2011 tristesse (Maintenant en streaming sur Peacock), c’est deux histoires à la fois. D’une part, il s’agit du combat personnel inhérent au fait d’être une personne ; Comment nous équilibrons nos relations, nos engagements et notre bonheur. D’un autre côté, il s’agit de la destruction imminente de la Terre lorsqu’une planète inattendue apparaît et entre en collision avec nous. Il s’agit aussi de la façon dont ces deux choses se sentent parfois identiques.
Il est peu probable que des mondes inattendus apparaissent et nous frappent, mais il est vrai que les planètes ne tournent pas toujours de manière totalement prévisible. La plupart des systèmes démarrent avec un degré élevé de symétrie et d’harmonie, mais deviennent rapidement plus chaotiques, ce qui rend difficile la prévision de la position et du mouvement des exoplanètes (mondes situés en dehors de notre système solaire). Cependant, les astronomes ont récemment découvert un système rare de planètes proches qui dansent toutes en harmonie presque parfaite.
Les planètes dansent et aucune d’entre elles ne danse mieux que celles-ci
Le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA a détecté pour la première fois des planètes autour de l’étoile HD110067 en 2020. L’analyse initiale suggérait deux mondes, mais ils n’ont pas eu un aperçu suffisamment précis pour connaître les orbites. Deux ans plus tard, TESS a observé encore et encore qu’il y avait deux mondes, mais lorsqu’ils ont comparé les deux mesures, cela n’avait aucun sens. Les astronomes sont donc allés chercher davantage de données grâce à la mission CHEOPS de l’Agence spatiale européenne (ESA). Il s’agit de l’abréviation de « Caractérisation du satellite ExOPlanet ».
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Grâce à CHEOPS, les astronomes ont pu ratisser large et rechercher des signaux sur une large gamme d’orbites autour de HD110067. C’est à ce moment-là qu’ils ont découvert une troisième planète, et avec elle la clé pour comprendre l’ensemble du système et localiser davantage de planètes. L’astuce était une affaire mathématique unique, selon Déclaration de l’ESA.
Les astronomes ont réalisé que la période orbitale (le temps qu’il faut à une exoplanète pour terminer une orbite autour de son étoile) de la planète la plus intérieure était de 9 114 jours. La période orbitale de la deuxième planète était de 13 763 jours et celle de la troisième de 20 519 jours. L’orbite de chaque planète est environ 1,5 fois la longueur de la planète qui la précède. En d’autres termes, pour trois orbites de la première planète, la deuxième planète en accomplit deux. La relation reste également vraie pour les troisième et quatrième planètes. Les cinquième et sixième planètes ont une résonance de 4:3, tournant trois fois toutes les quatre orbites de la planète qui les précède. Chaque planète de ce système danse en parfaite harmonie avec les mondes qui l’entourent.
Ce genre de danse mathématique tranquille est inhabituel dans l’univers, en particulier dans un système ancien comme celui-ci. La plupart des systèmes démarrent par une résonance harmonique, mais cet équilibre peut facilement être perturbé. La formation d’une grande planète ou un passage rapproché avec une autre étoile peut perturber les orbites et provoquer une désynchronisation des choses. Au fil du temps, les orbites ont tendance à devenir un peu plus chaotiques qu’elles ne l’étaient initialement. Les astronomes estiment que seulement 1 % environ des systèmes planétaires maintiennent des trajectoires orbitales bien ordonnées. Cependant, ce système fonctionne comme neuf dès la sortie de la boîte.
Bien qu’il se soit formé il y a plus d’un milliard d’années, le système autour de HD110067 regorge de planètes en orbite exactement là où elles sont censées se trouver. À tel point que nous avons pu trouver des planètes dont nous ignorions l’existence en suivant un schéma mathématique simple. Si seulement cela était vrai pour la planète voyou Melancholia.
Regardez Mélancolie en streaming maintenant Sur le paon.
