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Un étonnant voyage en 3D à travers les piliers de la création

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Un étonnant voyage en 3D à travers les piliers de la création

Cette image est une mosaïque de vues en lumière visible et infrarouge du même cadre provenant de la visualisation des Piliers de la Création. Le modèle 3D des colonnes créées pour la séquence de visualisation est présenté en alternance dans la version Hubble Space Telescope (lumière visible) et la version Webb Space Telescope (infrarouge). Crédits : Greg Bacon (STScI), Ralph Crawford (STScI), Joseph DePascal (STScI), Leah Hostak (STScI), Christian Nieves (STScI), Joseph Olmstead (STScI), Alyssa Pagan (STScI), Frank Summers (STScI), Le monde de l’apprentissage de la NASA

NASALa nouvelle visualisation 3D des « Piliers de la Création » par les astronomes combine les données des télescopes spatiaux Hubble et James Webb pour offrir une expérience immersive de ces célèbres nuages ​​créateurs d’étoiles.

Une nouvelle visualisation époustouflante permet aux spectateurs d’explorer des questions fondamentales en science, de découvrir comment la science est réalisée et de découvrir l’univers par eux-mêmes.

Une équipe de scientifiques apprenants de la NASA au Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, Maryland, a produit une nouvelle visualisation 3D époustouflante des imposants « Piliers de la Création » dans la Nébuleuse de l’Aigle en combinant les données des télescopes spatiaux Hubble et James Webb de la NASA. . Il s’agit du film multi-longueurs d’onde le plus complet et le plus détaillé à ce jour sur ces célèbres nuages ​​générateurs d’étoiles.

Les Piliers de la Création apparaissent dans une nouvelle visualisation des télescopes Hubble et Webb de la NASA

Il a acquis une grande renommée en 1995 grâce à la NASA Le télescope spatial HubbleLes piliers de la création au cœur de la nébuleuse de l’Aigle ont captivé l’imagination du monde avec leur beauté impressionnante et majestueuse.

La NASA a publié une nouvelle visualisation 3D de ces imposantes structures célestes à l’aide des données des télescopes spatiaux Hubble et James Webb de la NASA. Il s’agit du film multi-longueurs d’onde le plus complet et le plus détaillé à ce jour sur ces nuages ​​générateurs d’étoiles.

Informations à partir de plusieurs longueurs d’onde

« En volant à travers et entre les colonnes, les spectateurs peuvent découvrir leur structure 3D et voir à quel point ils sont différents dans le spectacle de lumière visible de Hubble par rapport au spectacle de lumière infrarouge de Webb », a expliqué Frank Summers, scientifique principal en visualisation du Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore. .Qui a dirigé l’équipe de développement du film pour le programme de la NASA. Le monde de l’apprentissage. « Le contraste les aide à comprendre pourquoi il existe plus d’un télescope spatial pour observer différents aspects du même objet. »

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Les quatre piliers de la création, composés principalement d’hydrogène moléculaire froid et de poussière, sont érodés par des vents intenses et un fort rayonnement ultraviolet provenant de jeunes étoiles chaudes à proximité. Des structures en forme de doigts plus grandes que le système solaire émergent du sommet des colonnes. Il pourrait y avoir des étoiles embryonnaires enfouies à l’intérieur de ces doigts. La colonne la plus longue s’étend sur trois années-lumière, soit les trois quarts de la distance entre notre soleil et l’étoile la plus proche de nous.

Données d’observation et précision scientifique

Le film emmène les visiteurs dans les structures 3D des colonnes. Plutôt qu’une explication technique, la vidéo est basée sur des données d’observation provenant d’un article scientifique dirigé par Anna McLeod, professeure adjointe à l’Université de Durham au Royaume-Uni. McLeod a également servi de conseiller scientifique sur le projet de film.

« Les piliers de la création ont toujours été dans nos esprits pour la création 3D. Les données de Webb combinées aux données de Hubble nous ont permis de voir les piliers de manière plus détaillée », a déclaré Greg Bacon, responsable de la production de STScI. « Comprendre la science et comment mieux la représenter. a permis à notre petite équipe de Talented de relever le défi de visualiser cette structure distinctive.

Observations et compréhension de plusieurs longueurs d’onde

Cette nouvelle technologie permet aux spectateurs de découvrir comment deux des télescopes spatiaux les plus puissants au monde travaillent ensemble pour fournir une image plus complexe et plus complète des panaches. Hubble voit les objets briller dans la lumière visible, à des milliers de degrés. La vision infrarouge de Webb, sensible aux objets plus froids avec des températures de seulement quelques centaines de degrés, pénètre la poussière trouble pour voir les étoiles incrustées dans les colonnes.

« Lorsque nous combinons les observations des télescopes spatiaux de la NASA sur différentes longueurs d’onde de lumière, nous élargissons notre compréhension de l’univers », a déclaré Mark Clampin, directeur de la division d’astrophysique au siège de la NASA à Washington. « La région des Piliers de la Création continue de nous fournir de nouvelles informations qui font progresser notre compréhension de la formation des étoiles. Désormais, grâce à cette nouvelle visualisation, chacun peut découvrir ce paysage riche et captivant d’une nouvelle manière.

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Intégrer l’exploration spatiale dans l’éducation publique

Produite pour la NASA par STScI avec des partenaires de Caltech/IPAC et développée par le projet Learning Universe AstroViz de la NASA, la visualisation 3D (première vidéo de cet article) fait partie d’une vidéo racontée plus longue (deuxième vidéo de cet article) qui combine un contact direct avec la science et les scientifiques participant aux missions d’astrophysique de la NASA, en prêtant attention aux besoins du public jeune, des familles et des apprenants permanents. Il permet aux téléspectateurs d’explorer des questions fondamentales en science, de découvrir comment la science est réalisée et de découvrir l’univers par eux-mêmes.

Nouveaux développements et outils pédagogiques

L’image met en évidence plusieurs étapes de la formation des étoiles. Lorsque les spectateurs s’approchent du pilier central, ils voient à son sommet une protoétoile nouveau-née brillant d’un rouge vif dans la lumière infrarouge. Près du haut de la colonne de gauche se trouve un jet diagonal de matière éjecté d’une étoile nouveau-née. Bien que le jet soit la preuve de la naissance de la star, les spectateurs ne peuvent pas voir la star elle-même. Enfin, au bout de l’un des « doigts » saillants de la colonne de gauche, se trouve une toute nouvelle étoile lumineuse.

Modèle 3D des Piliers de la Création

Cette image montre un modèle imprimé en 3D des célèbres piliers de la création dans la nébuleuse de l’Aigle. Le modèle informatique 3D sculpté utilisé pour visualiser les Piliers de la Création a été converti au format de fichier STL et placé sur une base ronde pour être utilisé avec des imprimantes 3D. Crédit : Leah Hostak (STScI), Ralph Crawford (STScI), scientifique en apprentissage de la NASA

Élargir la participation du public à l’astronomie

Le produit supplémentaire de cette visualisation est un nouveau produit Modèle imprimable en 3D des piliers de la création. Le modèle de base des quatre piliers utilisé dans la visualisation a été adapté au format de fichier STL, afin que les spectateurs puissent télécharger le fichier modèle et l’imprimer sur des imprimantes 3D. L’examen de la structure des piliers de cette manière tactile et interactive ajoute de nouvelles perspectives et idées à l’expérience globale.

Conclusion : Formation continue et exploration

D’autres visualisations et connexions entre la science des nébuleuses et les apprenants peuvent être explorées à travers d’autres produits produits par Learning World de la NASA, tels que Largeur de l’espace, une exposition vidéo actuellement présentée dans près de 200 musées et planétariums à travers les États-Unis. Les visiteurs peuvent aller au-delà de la vidéo pour explorer les images produites par les télescopes spatiaux grâce à des outils interactifs désormais disponibles dans les musées et les planétariums.

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Les documents Learning World de la NASA sont basés sur des travaux soutenus par la NASA dans le cadre du prix n° NNX16AC65A décerné au Space Telescope Science Institute, en collaboration avec le California Institute of Technology/IPAC, Pasadena, Californie, et le Center for Astrophysics | Harvard et Smithsonian, Cambridge, Massachusetts, et le Jet Propulsion Laboratory, La Cañada Flintridge, Californie.

Le télescope spatial Hubble, lancé en 1990, est l’un des instruments les plus importants de l’histoire de l’astronomie. En orbite autour de la Terre à une altitude d’environ 547 kilomètres, Hubble a révolutionné notre compréhension de l’univers grâce à sa vision claire et extrêmement profonde du cosmos, dégagée de l’atmosphère terrestre. Au fil des décennies, il a fourni des données inestimables et des images époustouflantes qui ont conduit à des découvertes majeures dans divers domaines de l’astrophysique, notamment sur le taux d’expansion de l’univers, l’existence de la matière noire et les propriétés des exoplanètes. Contrairement aux télescopes au sol, Hubble peut capturer des images haute résolution dans la lumière ultraviolette, visible et proche infrarouge, offrant ainsi une vue complète des objets célestes et des phénomènes qui ont modifié les connaissances scientifiques et l’intérêt du public pour l’exploration spatiale.

le Télescope spatial James Webb Le télescope James Webb, lancé le 25 décembre 2021, représente la prochaine grande avancée dans le domaine des observatoires spatiaux. Situé à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, le télescope James Webb est conçu pour observer l’univers principalement dans le spectre infrarouge, lui permettant de remonter plus loin dans le temps que jamais, au-delà de l’apocalypse. le Big Bang. Cette capacité permet aux astronomes d’étudier la formation des galaxies, des étoiles et des premiers systèmes planétaires. Le groupe d’instruments avancés de Webb et son miroir primaire plus grand que celui de son prédécesseur, le télescope spatial Hubble, offrent une résolution et une sensibilité sans précédent, ce qui le rend idéal pour sonder les atmosphères exoplanétaires et détecter des signes potentiels de vie. L’emplacement unique du télescope au deuxième point de Lagrange (L2) le protège de la lumière et de la chaleur du Soleil et de la Terre, lui permettant ainsi d’observer l’univers avec un minimum d’interférences.

Le programme World of Learning de la NASA est un programme intégré d’apprentissage et d’enseignement de l’astronomie qui fournit des ressources et une expertise pour aider le public à comprendre l’univers tout en le connectant à la science et à la technologie des missions d’astrophysique de la NASA. Grâce à une collaboration entre la Direction des missions scientifiques de la NASA, le Space Telescope Science Institute, le California Institute of Technology, le Jet Propulsion Laboratory et le Smithsonian Astrophysical Observatory, ce programme propose une large gamme de matériels, notamment des visualisations, des simulations interactives et des activités éducatives. Ces ressources sont conçues pour impliquer les apprenants de tous âges dans le processus de découverte scientifique, inspirer la prochaine génération d’astronomes et faire progresser la compréhension générale de l’univers.

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L’exploration préhistorique prend vie au Nebraska

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L’exploration préhistorique prend vie au Nebraska

Situé dans le coin nord-ouest du Nebraska, Géoparc Toadstool Ce parc est un trésor géologique qui offre un aperçu unique du passé préhistorique de la région. Le parc est connu pour ses superbes formations rocheuses constituées de bases étroites géantes surmontées de dalles de grès et de lits de fossiles ressemblant à des champignons. Il fait partie des prairies nationales d’Oglala et est affectueusement surnommé le « paysage lunaire ». BadlandsEn raison de son emplacement éloigné, c’est également un endroit idéal pour observer le ciel nocturne, donc si vous aimez photographier la Voie lactée ou compter les étoiles filantes derrière votre voiture ou votre tente, cet endroit vaut le détour. Le Service forestier des États-Unis gère le parc géologique Toadstool, qui s’efforce de préserver ses ressources géologiques et paléontologiques uniques.

Géologie et paysage

Le nom du parc vient de ces formations rocheuses inhabituelles ressemblant à des champignons, formées par l’érosion éolienne et hydrique pendant des millions d’années. Ces formations sont constituées de grès, d’argile et de cendres volcaniques, qui ont été sculptées par les forces de la nature pour prendre leurs formes actuelles. L’histoire de la région remonte à l’époque Oligocène, il y a environ 30 millions d’années. Durant cette période, la région était une vaste plaine inondable au climat chaud et humide. Au fil du temps, l’activité volcanique a déposé des couches de cendres qui, combinées aux sédiments d’anciennes rivières, ont créé les formations rocheuses disséminées dans le parc. Il regorge également de fossiles, dont certains sont visibles à l’œil nu, dans tout le parc. Ces paysages ont une apparence austère et surnaturelle et constituent une destination intéressante pour les passionnés de géologie et les amoureux de la nature.

Choses à faire

Le géoparc Toadstool attire les paléontologues en raison de sa richesse en fossiles. La région a donné lieu à la découverte de nombreux fossiles, notamment des fossiles d’anciens mammifères tels que des chevaux à trois doigts, des tortues géantes et des chats aux crocs acérés. Ces fossiles fournissent des informations précieuses sur les animaux qui parcouraient autrefois la région et ont contribué à la compréhension des écosystèmes préhistoriques.

Le sentier Fossil Loop Trail, long d’un kilomètre, traverse certains des sites fossilifères les plus importants du parc et des panneaux d’interprétation fournissent des informations détaillées sur eux et sur l’histoire géologique de la région. Bien que la collecte de fossiles soit interdite pour préserver la valeur scientifique du site, le parc offre un aperçu fascinant d’un passé lointain. Il existe d’autres sentiers plus longs tels que le Bison Trail (3 miles) et Sentier des Grandes Plaines (Faisant partie d’un vaste réseau de sentiers de ski de fond qui traverse le parc) offre un aperçu plus approfondi de l’histoire ancienne de la région. Le sentier des bisons se divise à mi-chemin du sentier d’interprétation Fossil Loop et suit le canyon sur trois milles jusqu’à Centre d’éducation et de recherche Hudson-MingCe centre de recherche est ouvert les vendredis et samedis de 9h à 16h30 pendant l’été et constitue l’un des meilleurs endroits pour voir des centaines de restes fossilisés des habitants les plus célèbres de Badland, Bison anticus, ancien bison disparu. Le parc géologique Toadstool comprend également une maison en terre reconstruite, qui donne un aperçu de la vie de l’un des premiers colons de la Prairie.

Mais la meilleure façon de profiter de la vue sur Toadstool est peut-être la nuit. Loin des lumières de la ville, le parc offre un ciel incroyablement clair et sombre, ce qui en fait un endroit idéal pour observer le ciel nocturne. Les formations rocheuses uniques du parc offrent une toile de fond époustouflante pour une astrophotographie épique.

Possibilités d’hébergement

Toadstool est à environ 20 miles de là Crawford Nebraska (ville la plus proche) ou à 50 miles de Hot Springs Dakota du Sud. Bien que vous puissiez y faire une excursion d’une journée, le parc propose un terrain de camping primitif doté d’équipements de base, notamment des tables de pique-nique et des foyers (sans eau), disponibles selon le principe du premier arrivé, premier servi. Le parc est ouvert toute l’année, mais les meilleures périodes pour le visiter sont le printemps et l’automne, lorsque le temps est doux. D’autres options d’hébergement sont disponibles à Crawford à partir de Ferme des Hautes Plainesun établissement et une ferme en activité datant des années 1880 avec des chalets et des terrains de camping à Parc d’État de Fort RobinsonLe musée de Fort Robinson abrite également des restes fossilisés de mammifères préhistoriques trouvés dans ces régions.

Toadstool Geopark est un trésor caché hors des sentiers battus du Midwest. Que vous soyez passionné de géologie, paléontologue ou que vous aimiez simplement explorer la nature, vous trouverez ici quelque chose d’intéressant. Marcher parmi les formations rocheuses uniques et imaginer les créatures anciennes qui parcouraient autrefois cette terre vous donne une véritable idée de l’histoire de la Terre sur des milliers d’années.

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Expansion des génomes de champignons avec une adaptabilité polyvalente

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Expansion des génomes de champignons avec une adaptabilité polyvalente

Une étude publiée dans la revue Cell Genomics a révélé que différentes espèces de champignons Mycena possèdent des génomes étonnamment grands. On pensait auparavant que les champignons se nourrissaient uniquement de matière organique morte, mais ils possèdent divers gènes qui leur permettent de s’adapter à différents modes de vie. Notamment, les souches arctiques de Mycena présentent certains des génomes fongiques les plus massifs jamais découverts.

Ces champignons se caractérisent par une vaste expansion du génome, comprenant des gènes qui interagissent avec les plantes, une décomposition du carbone et des fonctions biologiques potentielles qui n’ont pas encore été identifiées. Ils contiennent également des éléments non codants répétitifs et des gènes acquis par transfert horizontal de gènes provenant de champignons non apparentés.

Le Dr Shingo Miyuchi de l’Institut des sciences et technologies d’Okinawa a expliqué que les spécimens mycéniens collectés dans le nord de l’Europe, y compris dans les régions arctiques, présentaient des génomes beaucoup plus grands que les espèces mycéniennes typiques. Les collaborateurs ont vérifié ces résultats, confirmant le caractère unique de ces génomes étendus chez les espèces arctiques de Mycena.

Francis Martin de l’INRAE ​​​​et de l’Université de Lorraine a souligné que malgré les coûts, les grands génomes des champignons mycènes arctiques sont susceptibles d’offrir la capacité de s’adapter et de se diversifier. Cet avantage évolutif est crucial dans les environnements extrêmes comme l’Arctique, à l’instar des observations de plantes.

L'image montre que le champignon mycena présente une expansion génétique importante, comprenant non seulement des gènes qui facilitent l'invasion des plantes, la décomposition du carbone et la réactivité, mais également des gènes dont les fonctions sont encore inconnues mais probablement importantes.
Les champignons mycènes présentent une expansion génétique importante, comprenant non seulement des gènes qui facilitent l’invasion des plantes, la décomposition du carbone et la réactivité, mais également des gènes dont les fonctions sont encore inconnues mais potentiellement importantes. Droits d’auteur : Arne Aronson et Christopher Harder

Les chercheurs visent à étudier la mycine, un décomposeur majeur des déchets forestiers, et son rôle dans le cycle du carbone. Malgré leur petite taille, les mycènes jouent un rôle crucial dans les écosystèmes. On pensait auparavant qu’ils se nourrissaient uniquement de matière organique morte, mais il a été découvert que certaines espèces de Mycena interagissent également avec des plantes vivantes.

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Mycena est également connue pour sa bioluminescence. Des études antérieures sur cinq espèces de Mycènes ont exploré leur génome pour comprendre ce trait. Les chercheurs ont élargi leur étude pour inclure 24 espèces supplémentaires de Mycena et une espèce apparentée, Atheniella floridula, qui a diverses préférences pour les substrats tels que le bois et le feuillage. Ils ont comparé ces génomes avec 33 génomes d’autres espèces pour explorer les changements évolutifs et les différences dans les enzymes qui détruisent les parois cellulaires végétales en fonction de leur mode de vie.

Les chercheurs ont découvert que les champignons Mycenae possèdent des génomes beaucoup plus grands que prévu, affectant toutes les familles de gènes, quels que soient leurs comportements typiques. Cette expansion a été motivée par l’émergence de nouveaux gènes, la duplication de gènes, une augmentation des gènes produisant des enzymes pour décomposer les matières végétales, ainsi que des éléments plus transposables et des gènes transférés horizontalement à partir d’autres champignons.

Deux espèces arctiques possédaient les génomes les plus grands, bien plus grands que ceux des Mycènes de la zone tempérée, ce qui a surpris les chercheurs. Ils ont également découvert des gènes d’ascomycètes transférés à Mycène, y compris des espèces provenant de régions tempérées, suggérant des raisons peu claires pour leur grande taille, peut-être liées aux conditions arctiques.

Chez les plantes arctiques, les génomes peuvent être étendus par des éléments transposables ou une duplication complète par rapport à leurs parents tempérés. Des schémas évolutifs similaires peuvent se produire chez les champignons arctiques.

Håvard Cowsrud de l’Université d’Oslo souligne que le champignon Mycenae présente une transition en temps réel de la décomposition à la formation de relations symbiotiques, un processus qui aurait eu lieu il y a des millions d’années dans d’autres groupes fongiques.

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Christopher Boge Harder, également de l’Université d’Oslo, souligne que contrairement à de nombreux autres champignons, les mycènes peuvent adopter des modes de vie différents. Cette flexibilité se reflète dans la structure de leur génome.

Les résultats mettent également en évidence les défis liés à l’explication du comportement d’un organisme à partir de son seul génome.

Le Dr Miyashi, un data scientist passionné par les arts visuels, s’est inspiré des couleurs des bébés champignons tout en comparant les caractéristiques du génome fongique pour l’étude. Influencé par le peintre impressionniste français du XIXe siècle Pierre-Auguste Renoir, il a créé les personnages.

Le Dr Miyauchi se concentre actuellement sur le séquençage des génomes de champignons rares des grands fonds, qui diffèrent considérablement des champignons forestiers. Son objectif est d’exploiter le génome pour révéler des gènes, des enzymes et des métabolites uniques pour de futures applications biotechnologiques. Le Dr Miyashi espère que les organismes de financement reconnaîtront l’énorme potentiel de ce petit champignon.

Référence du magazine :

  1. Christopher Pogue Harder, Shingo Miyashi et al., Expansion holistique du génome fongique Mycena indépendamment des plantes hôtes ou des spécialisations du substrat. Génomique cellulaire. Identification numérique : 10.1016/j.xgen.2024.100586.

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Cinq clés pour motiver les étudiants

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Cinq clés pour motiver les étudiants

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