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Webb révèle le début de l’univers primitif à un énorme amas galactique

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Webb révèle le début de l’univers primitif à un énorme amas galactique

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Image composite d’une branche géante rouge NIRCam du champ Abell 2744 (bleu, F115W ; vert, F200W ; rouge, F444W). Les galaxies confirmées sont marquées de carrés rouges et affichées individuellement dans les panneaux agrandis (22 × 22). La position de l’ouverture de l’assemblage du micro-obturateur (MSA) pour chaque objet est représentée par un rectangle (de couleur cyan pour le DDT et rouge pour GLASS-ERS). Les photofiltres restants z ∼ 7,9 identifiés à l’origine dans Zheng et al. (2014) mais non couvertes par nos observations NIRSpec sont signalées par des cercles orange. crédit: Lettres du journal astrophysique (2023). DOI : 10.3847/2041-8213/acb99e

Chaque géant était autrefois un bébé, même si vous ne l’avez probablement jamais vu à ce stade de son développement. Le télescope spatial James Webb de la NASA commence à faire la lumière sur les années formatrices de l’histoire de l’univers qui ont jusqu’ici été insaisissables : la formation et l’assemblage des galaxies.

Pour la première fois, un protoamas de sept galaxies a été confirmé à une distance que les astronomes appellent le redshift 7,9, soit juste 650 millions d’années après le Big Bang. Sur la base des données recueillies, les astronomes ont calculé l’évolution future de l’amas naissant et ont découvert qu’il augmenterait probablement en taille et en masse pour ressembler à l’amas Coma, le monstre de l’univers moderne.

« Il s’agit d’un site très spécial et unique d’évolution accélérée des galaxies, et Webb nous a donné la capacité sans précédent de mesurer les vitesses de ces sept galaxies et de confirmer en toute confiance qu’elles sont liées ensemble dans un protocluster », a déclaré Takahiro Morishita de l’IPAC-Californie. . Technologies, auteur principal de l’étude publiée dans Lettres du journal astrophysique.

Des mesures précises prises avec le spectromètre proche infrarouge de Webb (NIRSpec) ont été essentielles pour confirmer la distance collective des galaxies et les vitesses élevées auxquelles elles se déplacent dans un halo de matière noire – plus de deux millions de miles par heure (environ mille kilomètres par seconde) .

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Les données spectrales ont permis aux astronomes de modéliser et de cartographier l’évolution future de l’amas, depuis notre époque dans l’univers moderne. La prédiction selon laquelle l’amas initial ressemblera finalement à un amas de coma signifie qu’il pourrait éventuellement figurer parmi les amas de galaxies les plus denses connus, avec des milliers de membres.

a déclaré Benedetta Volcani de l’Institut national d’astrophysique en Italie, un autre membre de l’équipe de recherche.

Les amas de galaxies sont les plus grandes concentrations de masse dans l’univers connu, ce qui peut déformer le tissu même de l’espace-temps lui-même. Cette déformation, appelée lentille gravitationnelle, peut avoir un effet grossissant sur les objets à l’extérieur de l’amas, permettant aux astronomes de regarder à travers l’amas comme une loupe géante. L’équipe de recherche a pu tirer parti de cet effet, en cherchant dans Pandora’s Cluster pour voir le cluster brut ; Même les puissants outils de Webb ont besoin de l’aide de la nature pour voir à ce jour.

Explorer comment de grands amas comme Pandora et Coma se sont réunis pour la première fois a été difficile, en raison de l’expansion de l’univers de la lumière au-delà des longueurs d’onde visibles dans l’infrarouge, car les astronomes manquaient de données à haute résolution avant Webb. Les instruments infrarouges de Webb ont été développés spécifiquement pour combler ces lacunes au début de l’histoire de l’univers.

Les sept galaxies que Webb a d’abord confirmées comme candidates à l’observation ont été créées à l’aide des données du programme Frontier Fields du télescope spatial Hubble. Le programme a consacré du temps Hubble aux observations utilisant la lentille gravitationnelle, observant en détail des galaxies très éloignées. Cependant, comme Hubble ne peut pas détecter la lumière en dehors de la plage du proche infrarouge, il ne peut voir qu’un nombre limité de détails. Webb a participé à l’enquête, en se concentrant sur les galaxies découvertes par Hubble et en collectant des données spectrales détaillées ainsi que des images.

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L’équipe de recherche s’attend à ce qu’une future collaboration entre Webb et le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA, une mission d’enquête à grande échelle et à haute résolution, produise davantage de découvertes dans les premiers amas de galaxies. En 200 fois le champ de vision infrarouge de Hubble en un seul coup, Roman sera en mesure d’identifier plus de galaxies candidates pour un protocluster, que Webb pourra suivre pour confirmation avec des outils de spectroscopie. Le lancement de la mission romaine est actuellement prévu pour mai 2027.

« C’est incroyable que nous puissions rêver de la science dont nous rêvons maintenant que nous avons le Web », a déclaré Tommaso Trio de l’Université de Californie à Los Angeles, membre de l’équipe de recherche initiale du cluster. « Avec ce petit proto-amas de sept galaxies, à une si grande distance, nous avons obtenu un taux de confirmation spectrale de 100 %, démontrant le potentiel futur de cartographie de la matière noire et de remplissage de la chronologie de l’évolution précoce de l’univers. »

Plus d’information:
Takahiro Morishita et al., Premiers résultats de GLASS-JWST. le quatorzième. proto-amas spectralement confirmé 650 millions d’années après le Big Bang, Lettres du journal astrophysique (2023). DOI : 10.3847/2041-8213/acb99e

Informations sur la revue :
Lettres du journal astrophysique


Fourni par le télescope spatial Webb

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La station spatiale chinoise a été impliquée dans un accident spatial

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La station spatiale chinoise a été impliquée dans un accident spatial
La Station spatiale chinoise Tiangong vue d'en haut.
La Station spatiale chinoise Tiangong vue d'en haut. CMSA

Les membres de l'équipage à bord de la station spatiale chinoise ont terminé avec succès les réparations après que des débris ont provoqué une panne de courant partielle dans l'installation, ont révélé mercredi des responsables de l'Agence chinoise pour l'espace habité (CMSA) lors d'une conférence de presse.

Les débris spatiaux ont heurté les câbles d'alimentation reliés aux ailes solaires du module central et ont été réparés par les astronautes lors de deux sorties dans l'espace à la station spatiale Tiangong, la plus récente au début du mois dernier.

L'équipage devrait revenir sur Terre le 30 avril après que les opérations de la station auront été transférées à l'équipage entrant de Shenzhou-18. Les médias d'État ont rapporté.

La CMSA s'efforce d'améliorer les procédures d'avertissement et d'évitement des collisions spatiales et a réduit le taux de fausses alarmes de 30 %, ont indiqué des responsables de l'agence. Dans le cadre d'une autre mesure visant à améliorer la sécurité, la caméra haute définition installée sur le bras robotique de Tiangong, ainsi que les caméras portables utilisées par les astronautes lors des sorties dans l'espace, seront utilisées pour examiner attentivement l'état de l'extérieur de la station afin de vérifier et d'analyser toute frappe. Mécanisme d'impact de petits débris.

La station spatiale chinoise orbite à environ 280 milles au-dessus de la Terre et à environ 30 milles au-dessus de la Station spatiale internationale. Cela place les deux installations en orbite proche de la Terre, là où se trouvent la plupart des déchets spatiaux dangereux.

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Les débris spatiaux sont constitués de satellites déclassés, de parties de fusées usées et d'un grand nombre de petits fragments résultant de collisions aléatoires impliquant ces objets. Ils voyagent autour de la Terre à une vitesse fulgurante et toute frappe sur l’une ou l’autre station spatiale peut potentiellement causer des dégâts considérables.

Les opérateurs des deux installations orbitales disposent de systèmes pour surveiller les déchets les plus gros, et si l'un d'entre eux est considéré comme étant sur le point d'entrer en collision avec une station, l'installation est déplacée vers une orbite supérieure ou inférieure pour l'éviter.

Lors d'un incident dramatique survenu en 2021, les membres de l'équipage à bord de la Station spatiale internationale ont reçu l'ordre de se réfugier dans leur vaisseau spatial lorsqu'un nuage de débris spatiaux dangereux – créé par un essai antimissile russe qui a détruit un vieux satellite – s'est approché de manière alarmante de la station. . Heureusement, la Station spatiale internationale a pu éviter tout dommage et l'équipage a été autorisé à reprendre ses fonctions normales.

Alors que de plus en plus de déchets spatiaux apparaissent constamment, un certain nombre d'entreprises explorent différentes façons de les éliminer afin de rendre les opérations en orbite proche de la Terre plus sûres, non seulement pour les stations spatiales, mais également pour les satellites opérationnels qui alimentent les services vitaux sur Terre. .

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L'enzyme forme des complexes avec des géométries fractales

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L'enzyme forme des complexes avec des géométries fractales

Les chercheurs ont identifié une enzyme capable de s’assembler en complexes aux géométries fractales. Les fractales – des modèles hiérarchiques dans lesquels des caractéristiques structurelles à des échelles plus grandes sont répétées à des échelles plus petites – sont bien connues au niveau macroscopique, mais on n'a pas encore observé qu'elles se formaient spontanément à partir de molécules biologiques au niveau moléculaire dans des cellules ou in vitro.

Maintenant, George K. une. Hochberg de l'Institut Max Planck de microbiologie terrestre et de l'Université Philips de Marburg, Jan M. Schuller de l'Université Philips de Marburg et leurs collègues ont découvert que l'enzyme citrate synthase extraite des cyanobactéries Staphylocoque long Les complexes se forment selon un motif fractal appelé triangle de Sierpiński (nature 2024, identification numérique : 10.1038/s41586-024-07287-2). Les triangles de Sierpiński sont constitués de petits triangles équilatéraux imbriqués dans des triangles équilatéraux plus grands.

Forme motivationnelle de S. rectangle La citrate synthase est l'hexadécane. Ces hexamères peuvent s'assembler en triangles de Sierpiński avec 18 ou 54 copies de la protéine (3 ou 9 hexamères). Pour former des fractales, l’enzyme tourne dans le sens opposé à celui dans lequel elle tourne pour lier le substrat pendant la catalyse. Les fractales « corrigent quelque chose d’une manière qui rend la stimulation difficile », explique Hochberg.

L’enzyme ne forme ces structures plus grandes que la nuit, lorsque le pH des cyanobactéries est approximativement neutre. « Il est possible que cette chose soit un accident inoffensif, car elle ne crée cette structure folle qu'à un moment de la journée où vous n'avez de toute façon pas besoin de l'enzyme », explique Hochberg. Le 18-mer se forme à des concentrations si faibles que Hochberg est convaincu qu’il est présent dans les cellules. Il pense que le 54-mer ne s’est peut-être pas formé physiologiquement.

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Les chercheurs ont utilisé la reconstruction de la protéine ancestrale pour étudier comment l’enzyme a développé sa capacité à former des fractales. L'acide glutamique et l'histidine nécessaires à l'interface de formation des fractales étaient présents dans des protéines ancestrales qui ne formaient pas de fractales. Le remplacement de la glutamine par la leucine a supprimé l’interaction qui empêchait la formation fractale. Ce changement les a incités à se rassembler.

« C'est étrange d'un point de vue évolutionniste », dit Hochberg. « Ce que cela signifie, c'est que tous les liens positifs qui unissent cette chose étaient déjà là. »

« C'est un excellent exemple de la façon dont les caprices de l'évolution peuvent conduire à la formation de structures qui seraient autrement difficiles à réaliser grâce à la conception de protéines, car les contacts interfaciaux, les conflits stériques et la flexibilité angulaire doivent être programmés dans une hiérarchie de facteurs non covalents. interactions », a écrit François Panix, qui a conçu des matériaux contenant la protéine On à l’Université de Washington, a déclaré dans un e-mail : « Un seul élément constitutif est exposé lorsqu’il s’assemble en une fractale. »

L'élimination de la capacité de l'enzyme à former des fractales n'a eu aucun effet notable sur les cellules, explique Hochberg. « Il est si facile de produire ces choses pour l'évolution en une seule étape mutationnelle, que nous devrions en fait nous attendre à ce que cela se produise parfois par hasard », dit-il. Si quelqu'un découvre un assemblage étrange similaire dans un autre organisme, il pourrait se demander s'il ne s'agit que d'un accident inoffensif, explique Hochberg.

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Des astronomes ont découvert des « embouteillages » de trous noirs dans les centres galactiques

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Des astronomes ont découvert des « embouteillages » de trous noirs dans les centres galactiques

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Couple normal individuel de M = 107M problème. Les lignes noires montrent le couple de type I ainsi que le couple GW. Les lignes violettes représentent le couple thermique, tandis que les lignes bleues représentent le couple total. Panneau de gauche : couple tracé dans l’espace R. Panneau de droite : couple tracé dans l’espace τ. Les lignes verticales pointillées indiquent τ± (vert) et τ0 (rouge), endroits où des pièges migratoires sont susceptibles de se produire. crédit: Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae828

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Couple normal individuel de M = 107M problème. Les lignes noires montrent le couple de type I ainsi que le couple GW. Les lignes violettes représentent le couple thermique, tandis que les lignes bleues représentent le couple total. Panneau de gauche : couple tracé dans l’espace R. Panneau de droite : couple tracé dans l’espace τ. Les lignes verticales pointillées indiquent τ± (vert) et τ0 (rouge), endroits où des pièges migratoires sont susceptibles de se produire. crédit: Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae828

Une étude internationale, dirigée par des chercheurs de l'Université Monash, a révélé des informations importantes sur la dynamique des trous noirs au sein des disques massifs situés au centre des galaxies.

Publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society, l'étude Il montre les processus complexes qui déterminent quand et où les trous noirs ralentissent et interagissent les uns avec les autres, conduisant potentiellement à des fusions.

Les résultats de l’étude mettent en évidence les émissions d’ondes gravitationnelles (GW) provenant de la fusion des trous noirs, événements qui peuvent être détectés par des instruments tels que le Laser Gravitational Wave Observatory (LIGO).

Lorsque deux trous noirs se rapprochent trop, ils perturbent l’espace-temps lui-même, émettant des ondes gravitationnelles avant de finalement fusionner en un seul trou.

Le Dr Evgeny Grishin, chercheur postdoctoral à l'École de physique et d'astronomie de l'Université Monash qui a dirigé l'étude, a comparé le phénomène à une intersection très fréquentée sans feux de signalisation fonctionnels.

« Nous avons examiné combien et où nous aurions ces intersections très fréquentées », a déclaré le Dr Grishin.

La recherche s'est concentrée sur les centres des galaxies, où les trous noirs peuvent fusionner plusieurs fois en raison de l'énorme force gravitationnelle du trou noir supermassif situé au centre.

De plus, la présence d’un disque d’accrétion massif de gaz contribue à la luminosité de ces galaxies, les classant parmi les noyaux galactiques actifs (AGN).

L'interaction entre les trous noirs plus petits et le gaz environnant les fait migrer à l'intérieur du disque, s'accumulant dans des régions appelées pièges à migration. Ces pièges augmentent la possibilité de collisions rapprochées entre trous noirs, pouvant conduire à des fusions.

« Les effets thermiques jouent un rôle crucial dans ce processus, affectant l'emplacement et la stabilité des pièges migratoires. Cela implique notamment que nous ne voyons pas de pièges migratoires se produire dans les galaxies actives à grande luminosité », a déclaré le Dr Grishin.

Les résultats de l’étude font progresser notre compréhension des fusions de trous noirs et ont des implications plus larges pour l’astronomie des ondes gravitationnelles, l’astrophysique des hautes énergies, l’évolution des galaxies et la rétroaction des noyaux galactiques actifs.

« Malgré ces découvertes importantes, beaucoup de choses sur la physique des trous noirs et de leurs environnements restent inconnues », a déclaré le Dr Grishin. « Nous sommes satisfaits des résultats et nous sommes désormais sur le point de découvrir où et comment les trous noirs fusionnent dans les noyaux galactiques.

« L’avenir de l’astronomie des ondes gravitationnelles et de la recherche sur les noyaux galactiques actifs est exceptionnellement prometteur. »

Plus d'information:
Evgeny Grishin et al., Effet du couple thermique sur les pièges de migration des disques AGN et les amas d'ondes gravitationnelles, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). est ce que je: 10.1093/mnras/stae828

Informations sur les magazines :
Avis mensuels de la Royal Astronomical Society


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