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Minéraux de terres rares découverts sur l’un des mondes les plus dangereux de la galaxie : ScienceAlert

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Minéraux de terres rares découverts sur l’un des mondes les plus dangereux de la galaxie : ScienceAlert

L’une des exoplanètes les plus massives jamais trouvées dans la Voie lactée est devenue beaucoup plus intéressante.

Dans l’atmosphère de KELT-9b, des astronomes ont détecté le terbium, un métal de terre rare, tourbillonnant dans des nuages ​​de métal vaporisé, la première fois que cet élément extrêmement rare a été trouvé sur un monde lointain.

L’équipe a également fait de nouvelles découvertes de vanadium, de baryum, de strontium, de nickel et d’autres éléments, confirmant les découvertes précédentes et suggérant que tout ce qui se passe avec KELT-9b est en effet très étrange.

« Nous avons développé une nouvelle méthode qui permet d’obtenir des informations plus détaillées. Grâce à cela, nous avons détecté sept éléments, dont la substance rare terbium, qui n’a été trouvée auparavant dans l’atmosphère d’aucune exoplanète », dit l’astrophysicien Nicholas Borsato de l’Université de Lund en Suède.

« Trouver du terbium dans l’atmosphère d’une exoplanète est très surprenant. »

KELT-9b est situé dans certains A 670 années lumière Et c’est vraiment l’une des exoplanètes les plus extrêmes. Connue sous le nom de Jupiter chaud, la géante gazeuse est piégée dans une orbite si proche avec son étoile hôte qu’elle se réchauffe à des températures extrêmes.

De plus, KELT-9b orbite autour d’une étoile géante bleue – l’une des étoiles les plus chaudes de tous les temps – sur une orbite très étroite de seulement 1,48 jour.

Cette proximité provoque une vaporisation considérable de l’exoplanète : côté jour, KELT-9b est chauffé à des températures de plus de 4600 kelvins (4 327 degrés Celsius ou 7 820 degrés Fahrenheit). C’est la température la plus chaude que nous ayons jamais vue sur une exoplanète. Elle est plus chaude qu’au moins 80 % de toutes les étoiles connues.

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border frame= »0″allow= »accéléromètre ; démarrage automatique ; Presse-papiers écrire. supports codés par gyroscope ; image dans l’image; partage Web « allowfullscreen> ».

Heureusement pour nous, KELT-9b tourne de manière à passer entre nous et l’étoile. Cela signifie que les scientifiques ont pu se pencher sur son atmosphère.

Lorsque la lumière des étoiles traverse l’atmosphère de KELT-9b, certaines longueurs d’onde de lumière sont absorbées et réémises par les atomes du gaz. Le signal est petit, mais en empilant les orbites, les astronomes peuvent amplifier le signal pour voir des parties plus claires et plus sombres sur le spectre lumineux de l’étoile lorsque la planète passe, par rapport aux observations de l’étoile seule.

Cela prend un peu d’analyse, mais les scientifiques peuvent regarder la signature de ces parties sombres et claires et identifier quels éléments provoquent des changements dans la lumière.

Grâce à ces données, KELT-9b est devenue la première exoplanète à avoir détecté du fer et du titane dans son atmosphère en 2018. Un an plus tard, les scientifiques ont annoncé qu’ils avaient également trouvé du sodium, du magnésium, du chrome et les métaux des terres rares scandium et yttrium.

Maintenant, Borsato et ses collègues ont affiné les techniques d’analyse pour effectuer des analyses plus détaillées des éléments du spectre de KELT-9b et de son étoile hôte. Leurs résultats ont confirmé les découvertes antérieures d’hydrogène, de sodium, de magnésium, de calcium, de chrome et de fer, et découvert de nombreux minéraux jusque-là inconnus dans les atmosphères des exoplanètes.

Le numéro atomique du terbium 65 a été la vraie surprise. Ici sur Terre, l’élément lourd est extrêmement rare et se trouve généralement à l’état de traces combiné avec d’autres éléments. Nous n’avons pas encore identifié quel terbium minéral naturel domine; Son abondance dans la croûte terrestre est estimée à environ 0,00012 %.

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Le trouver sur un autre monde est intéressant car des éléments lourds comme le terbium ne peuvent se former que dans les circonstances les plus violentes, comme une explosion de supernova ou une collision entre deux étoiles à neutrons.

C’est vrai pour tous les éléments plus lourds que le fer, mais la découverte de terbium dans l’atmosphère d’une exoplanète était totalement inattendue, et pourrait nous renseigner sur l’histoire de KELT-9b et de son étoile.

Nous savons qu’ils sont tous les deux relativement jeunes, en ce qui concerne ces choses : seulement environ 300 millions d’années. (Le Soleil, par exemple, a environ 4,6 milliards d’années.) Pour contenir des éléments lourds comme ceux détectés dans l’atmosphère de KELT-9b, ils doivent s’être formés à partir de matériaux contenant des éjectas provenant de l’un de ces événements violents.

Parce que de tels événements se produisent à la fin de la vie d’une étoile, la quantité d’éléments lourds dans l’univers augmente avec le temps.

Plus l’étoile ou l’exoplanète est ancienne, moins le matériau de l’élément est lourd. À l’inverse, les étoiles et les exoplanètes plus jeunes auront plus d’éléments lourds et auront probablement une plus grande diversité.

« En savoir plus sur les éléments lourds nous aide, entre autres, à déterminer l’âge des exoplanètes et comment elles se sont formées », dit Borsato.

Les travaux de l’équipe font également progresser les techniques utilisées pour analyser les atmosphères des exoplanètes. La science est encore assez nouvelle, mais elle progresse à pas de géant; Une nouvelle génération de télescopes va l’étendre de façon exponentielle.

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Ce n’est pas seulement pour étudier les valeurs aberrantes, comme KELT-9b. Les scientifiques pensent que notre première découverte de la vie en dehors du système solaire se fera par la découverte de matériel biologique dans l’atmosphère d’un monde extraterrestre.

« Détecter des éléments lourds dans les atmosphères extrêmement chaudes de l’exoplanète est une autre étape vers l’apprentissage du fonctionnement des atmosphères planétaires », dit Borsato. « Plus nous apprenons à connaître ces planètes, plus nous avons de chances de trouver la Terre 2.0 à l’avenir. »

La recherche a été acceptée pour publication dans Astronomie et astrophysiqueet est disponible sur arXiv.

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

Avez-vous vu le lancement du Starship de SpaceX plus tôt ce mois-ci ? Si cela a aiguisé votre appétit pour des lancements de fusées plus avancés, alors vous avez de la chance car cet été verra trois autres lancements de grande envergure.

Attendez-vous à une rare sortie de la fusée Falcon Heavy de SpaceX, au lancement de la première nouvelle fusée et à une tentative d’envoyer des astronautes plus loin dans l’espace que jamais depuis les missions Apollo de la NASA au début des années 1970.

Voici tout ce que vous devez savoir – et les dates de votre agenda.

Mardi 25 juin : Rare lancement et atterrissage tandem

Mission : SpaceX Falcon Heavy lance le satellite GOES-U de la NOAA.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

La dixième fusée SpaceX Falcon Heavy sera lancée aujourd’hui depuis le Kennedy Space Center en Floride, mettant en orbite un satellite météorologique NASA/NOAA GOES-U. GOES-U est unique en ce sens qu’il dispose d’un coronographe qui image mystérieusement l’atmosphère extérieure la plus chaude du Soleil, aidant ainsi les physiciens solaires à prédire avec plus de précision la météo spatiale.

Falcon Heavy est un lanceur lourd partiellement réutilisable, et le point culminant sera de voir ses deux propulseurs atterrir côte à côte sur deux plateformes côte à côte.

La NASA et SpaceX visent une fenêtre de lancement de deux heures qui s’ouvrira à 17 h 16 HNE le mardi 25 juin, mais gardez un œil sur SpaceX se nourrit de X Pour un timing précis.

Mardi 9 juillet : Une nouvelle fusée puissante décolle pour la première fois dans le ciel

Mission : Lancer pour la première fois la nouvelle fusée géante en Europe.

Où regarder : Agence spatiale européenne site Web ou Chaîne Youtube.

L’Agence spatiale européenne a confirmé le premier lancement de la sonde Ariane 6 depuis le port spatial européen en Guyane française.

Le nouveau lanceur lourd européen remplace Ariane 5 et dispose d’un étage supérieur rallumable, qui lui permettra de lancer plusieurs missions sur différentes orbites en un seul vol.

Vendredi 12 juillet : Polaris Dawn atteint 870 milles au-dessus de la Terre

Mission : SpaceX Falcon 9 lancera un équipage commercial de quatre astronautes privés dans l’espace à bord d’une capsule Dragon.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

Le programme Polaris est un partenariat avec SpaceX qui verra jusqu’à trois missions de vols spatiaux habités pour démontrer de nouvelles technologies. Elle est dirigée par Jared Isaacman, fondateur de Shift4 Payments, parti dans l’espace en tant que commandant de la mission SpaceX Inspiration4 en septembre 2021.

Cette première mission, « Polaris Dawn », verra le vaisseau spatial Dragon avec quatre astronautes (Isaacman, Scott Poteet, Sarah Gillies et Anna Menon) voler à 870 milles au-dessus de la Terre, le niveau le plus élevé depuis les missions Apollo sur la Lune.

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Récupère mes livres Observation des étoiles en 2024, Programme d’observation des étoiles pour débutants Et Quand aura lieu la prochaine éclipse ?

Je vous souhaite un ciel clair et des yeux écarquillés.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

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Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

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Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

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