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Technologie et sciences

Le télescope spatial James Webb révèle certaines des étoiles les plus anciennes de notre univers

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Le télescope spatial James Webb (JWST) a promis de nous ramener à une époque où notre univers en était à ses balbutiements. Et pour l’instant, il tient parole.

dans un nouveau article publié dans Astrophysical Journalune équipe dirigée par un groupe d’astronomes canadiens a trouvé des preuves de certaines des plus anciennes étoiles connues.

Les étoiles se trouvent dans un amas globulaire – une sphère de dizaines de milliers à des millions d’étoiles étroitement liées par la gravité – dans une galaxie qui n’a que quatre milliards d’années, un simple enfant en termes astronomiques, étant donné que notre univers a environ 13,8 milliards d’années Agé de.

Les amas globulaires ne sont pas bien compris, du moins en termes de quand et comment ils se forment. La plupart des galaxies en ont ; notre propre Voie lactée en contient environ 150.

Mais on ne sait pas si ces étoiles se sont formées avant ou après la galaxie elle-même. Et surtout, les astronomes veulent savoir quand ils se sont formés par rapport au Big Bang.

L’amas globulaire Omega Centauri – avec jusqu’à dix millions d’étoiles – est vu dans toute sa splendeur sur cette image capturée avec la caméra à grand champ de l’observatoire La Silla de l’Observatoire européen austral. (Observatoire européen austral)

C’est ce qui a intrigué une équipe d’astronomes canadiens alors qu’ils regardaient la première image jamais publiée par JWST.

Un pari

En juillet dernier, alors que les premières images du JWST nouvellement lancé arrivaient, près d’une douzaine d’astronomes canadiens se sont réunis autour d’une table à Halifax. Faisant partie de l’équipe canadienne NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS), ils étaient impatients de voir quelles nouvelles vues de l’univers le télescope pourrait révéler. (NIRISS est la caméra d’imageur dans le proche infrarouge et de spectrographe sans fente de fabrication canadienne sur JWST.)

Ils n’ont pas été déçus.

Parmi les cinq images, une s’est démarquée des autres : des milliers de galaxies transperçant l’obscurité ; des points blancs, oranges et rouges datant d’une époque où notre univers en était à ses balbutiements.

Pour certains membres de l’équipe, il y avait une galaxie particulière qui intriguait : une traînée orange allongée située presque au centre de l’image. Autour de lui, plusieurs points jaunâtres, probablement des étoiles denses contenant des milliers à des millions d’étoiles, appelées amas globulaires. En raison de ces douzaines de points qui l’entourent, la galaxie a commencé à être appelée le « Sparkler ».

Des membres de l’équipe canadienne NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) se réunissent autour d’une table à Halifax pour examiner les premières données publiées par le télescope spatial James Webb. Kartheik Iyer appelle cette photographie par espièglerie « La première Cène ». De gauche à droite : Guillaume Desperez, Lamiya Mowla, Bob Abraham, Gael Noirot, Marcin Sawicki, Vince Estrada-Carpenter, Ghassan Sarrouh, Yoshi Asada, Victoria Strait, Chris Willott, Nick Martis. (Kartheik Iyer)

Certains se sont demandés : cela pourrait-il aider à déterminer si oui ou non les amas globulaires étaient des reliques de notre ancien univers ?

Alors que certains pensaient que la réponse était oui, d’autres n’étaient pas d’accord.

Des paris ont été faits parmi le groupe : les anciennes stars contre les jeunes stars. En jeu : des bonbons exotiques d’un magasin voisin à Halifax.

« Il y avait beaucoup de débats en cours pour savoir s’ils étaient jeunes ou vieux immédiatement, dès le départ », a déclaré Kartheik G. Iyer, Dunlap Fellow au Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics de l’Université de Toronto et co-auteur principal de l’étude.

Alors que chacun des post-doctorants se rassemblait et passait par diverses étapes d’analyse, deux chercheurs principaux, Roberto (Bob) Abraham, professeur d’astronomie et directeur du département d’astronomie et d’astrophysique David A. Dunlap à l’Université de Toronto, et Chris Willott, du Centre de recherche Herzberg en astronomie et en astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, qui dirige la recherche, leur a donné à chacun un bonbon après avoir terminé chaque tâche.

« Chris et Bob avaient le pari que, sont-ils jeunes ou vieux? Et Bob a affirmé qu’ils étaient vieux », a déclaré Lamiya Mowla, Dunlap Fellow au Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics de l’Université de Toronto, qui est également co-auteur principal du papier.

Après des semaines d’analyse, ils ont conclu que, sur les 12 objets du Sparkler, cinq ne sont pas seulement des amas globulaires, mais certains des plus anciens connus, ne se formant que 500 millions d’années après le Big Bang.

« Cela nous a vraiment surpris et nous a également rendus très excités, car notre Voie lactée elle-même a environ 150 de ces amas globulaires autour d’eux. Et nous savons qu’ils sont vieux, mais nous ne savons pas quel âge ils ont, exactement quand ils sont nés », a déclaré Mowla.

L’âge du reste des objets était indéterminé. Cela signifiait que tout le monde avait gagné.

« Alors oui, à la fin, tout le monde, je pense, a eu des bonbons », a déclaré Mowla.

Un peu d’aide de quelques amis

La galaxie n’était visible qu’à travers quelque chose appelé lentille gravitationnelle, où un objet massif – dans ce cas, un amas de galaxies appelé SMACS 0723 – plie et amplifie la lumière des galaxies derrière lui, les faisant avancer et créant souvent plusieurs images de la même cible .

Première image en champ profond de Webb, montrée avec des cases blanches pointant vers les trois vues distinctes de la galaxie Sparkler produites par lentille gravitationnelle. (NASA, ESA, ASC, STScI)

C’est la beauté de JWST : il peut scruter certaines des parties les plus éloignées de notre univers et capitaliser sur les effets de la lentille gravitationnelle, ce qui permet de mettre au premier plan les galaxies qui sont hors de portée des télescopes optiques. Les galaxies qui seraient trop faibles sont considérablement agrandies.

« A cause de quelque chose comme la lentille gravitationnelle, ces galaxies sont parfois gonflées d’un facteur 10 à un facteur 100, et elles deviennent suffisamment brillantes pour que notre télescope les voie réellement et elles s’étirent suffisamment pour que notre télescope puisse les résoudre », a déclaré Iyer. a dit. « Et ces deux choses se produisent dans le Sparkler. Nous pensons que le Sparkler est grossi entre 10 et 100 fois, et nous travaillons toujours sur des modèles plus précis de combien. »

Cette illustration montre un phénomène connu sous le nom de lentille gravitationnelle, qui est utilisé par les astronomes pour étudier des galaxies très lointaines et très faibles. (NASA, ESA & L. Calçada)

Michel Fich, professeur à l’Université de Waterloo spécialisé dans la formation d’étoiles, mais qui n’a pas participé à l’étude, est intrigué par l’article et les réponses qu’il pourrait apporter.

« La grande question sur [globular clusters] est-ce qu’ils ont quel âge? Sont-ils la partie la plus ancienne de notre galaxie ? Sont-ils les étoiles les plus anciennes de l’univers ? Et la réponse est probablement oui. Mais quel âge est un débat ces jours-ci », a-t-il déclaré.

« [The paper is] un grand nombre de preuves à l’appui des amas globulaires – un nombre important d’amas globulaires – se formant très, très tôt après le Big Bang « , a-t-il déclaré.

Les auteurs de l’article ont déclaré qu’ils allaient maintenant travailler davantage pour affiner leur travail et recueillir différentes données auprès du JWST. Mais ils sont ravis de ce que le nouveau télescope révèle déjà.

« La mission principale de Webb était de trouver les premières étoiles », a déclaré Mowla. « Parce que nous pensons que [globular clusters] sont nés tôt, ces amas auront ces étoiles vierges ou premières. Si des amas globulaires sont nés de cet environnement vierge, lorsque les premières étoiles sont nées, étudier davantage ces amas globulaires nous amènera à la réponse de ce qui se passait dans l’univers. »

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Le volcan Mauna Loa d’Hawaï entre en éruption pour la première fois en près de 40 ans

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Le Mauna Loa d’Hawaï, le plus grand volcan actif du monde, a commencé à entrer en éruption, provoquant la chute de cendres et de débris volcaniques à proximité, ont annoncé lundi les autorités.

L’éruption a commencé tard dimanche soir dans la caldeira sommitale du volcan sur la Grande Île, a indiqué l’US Geological Survey (USGS). Tôt lundi, il a déclaré que les coulées de lave étaient contenues dans la zone du sommet et ne menaçaient pas les communautés voisines.

L’agence a averti les résidents menacés par les coulées de lave du Mauna Loa de revoir leurs préparatifs d’éruption. Les scientifiques étaient en alerte en raison d’un récent pic de tremblements de terre au sommet du volcan, dont la dernière éruption remonte à 1984.

Il est impossible de prédire combien de temps le volcan entre en éruption et s’il pourrait provoquer l’écoulement de lave dans les zones peuplées de l’île, a déclaré Miel Corbett, porte-parole de l’USGS.

« Mais je peux vous dire que nous sommes en communication constante en ce moment avec la Défense civile d’Hawaï, et ils fournissent des mises à jour aux membres de la communauté », a-t-elle déclaré.

Même si elle a noté qu’il n’y avait aucune indication de lave sortant du sommet, l’agence de défense civile a déclaré qu’elle avait ouvert des abris à Kailua-Kona et Pahala parce qu’elle a des rapports d’évacuation autonome le long de la côte sud de Kona.

Selon un communiqué de l’Agence de défense civile du comté d’Hawaï, « plusieurs images ont fait surface sur les réseaux sociaux indiquant une activité de lave en dehors de la caldeira. À l’heure actuelle, aucune migration de lave dans une zone de faille n’a été confirmée. »

Avertissement de chute de cendres en vigueur

Certaines parties de la grande île étaient sous le coup d’un avis de chute de cendres émis par le service météorologique national d’Honolulu, qui indiquait que jusqu’à 0,6 centimètre de cendres pourraient s’accumuler dans certaines zones.

« Sur la base d’événements passés, les premiers stades d’une éruption du Mauna Loa peuvent être très dynamiques et l’emplacement et l’avancée des coulées de lave peuvent changer rapidement », a déclaré l’USGS.

Le volcan Mauna Loa sur l’île d’Hawaï est présenté le 25 mars 1984, photo fournie par l’US Geological Survey et publiée à Reuters en 2014. Les scientifiques avaient été en alerte pour une nouvelle activité en raison d’un récent pic de tremblements de terre au sommet du volcan. (US Geological Survey/Reuters)

Le Mauna Loa est l’un des cinq volcans qui forment ensemble la grande île d’Hawaï, qui est l’île la plus méridionale de l’archipel hawaïen.

Le Mauna Loa, s’élevant à 4 169 mètres au-dessus du niveau de la mer, est le voisin beaucoup plus grand du volcan Kilauea, qui a éclaté dans un quartier résidentiel et détruit 700 maisons en 2018. Certaines de ses pentes sont beaucoup plus raides que celles du Kilauea, donc quand il éclate, sa lave peut couler beaucoup plus vite.

Lors d’une éruption en 1950, la lave de la montagne a parcouru 24 kilomètres jusqu’à l’océan en moins de trois heures. Lors de l’éruption de 1984, la lave a coulé à moins de huit kilomètres de la ville de Hilo.

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La mission Artemis sur la lune est guidée par Kepler, Newton et Einstein

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La capsule Orion de la NASA est un triomphe de la technologie et de l’ingénierie. Mais son chemin compliqué en forme de huit alors qu’il voyage de la Terre au-delà de la lune et revient doit tout à certaines lois fondamentales découvertes il y a des centaines d’années.

Les machines sont peut-être modernes, mais les idées sont venues de Johannes Kepler, Isaac Newton et Albert Einstein.

À certains égards, les engins spatiaux ressemblent à des projectiles tirés par un canon. Ils puisent toute leur énergie au début du vol, puis la plupart du temps roulent librement pour le reste du voyage, avec une trajectoire déterminée par les lois de la physique. Grâce à des penseurs profonds du passé, ces lois ont été établies avec une telle précision que nous sommes capables de tirer des roquettes sur une cible mobile à plus de 300 000 km avec un boulet de canon qui met trois jours pour y arriver.

Dès le premier instant où les moteurs de la fusée Space Launch System s’enflamment, Isaac Newton troisième loi du mouvement, entre en jeu. L’action des gaz chauds se dilatant à partir d’une tuyère de fusée provoque une réaction égale et opposée qui soulève la gigantesque machine vers le haut et sur les côtés (en aval, dans la terminologie des fusées), de plus en plus vite et hors de l’atmosphère terrestre.

Au cours de la mission Artemis I, la capsule Orion suivra une orbite complexe en huit pour s’approcher de la Lune et revenir sur Terre. (NASA)

Le mouvement latéral est critique. La fusée doit atteindre, non seulement la bonne hauteur, mais la bonne vitesse, par rapport à la surface de la Terre, pour rester en orbite avant de couper ses moteurs. À ce stade, il est en chute libre, car la gravité l’attire vers la surface de la planète, et sa vitesse précise garantit qu’il manque.

Une autre façon d’y penser, c’est qu’il tourne autour des parois du puits de gravité de la Terre. Albert Einstein décrivait l’espace comme une membrane flexible qui pouvait être étirée et incurvée par la masse, comme la surface d’un trampoline. Imaginez une boule de bowling au centre du trampoline créant une dépression en forme de cône avec le vaisseau spatial comme une balle de baseball roulant autour de lui en suivant la courbe. Cette courbe dans l’espace-temps est ce que nous percevons comme la gravité.

Après une orbite autour de la Terre, Newton a été de nouveau appelé alors que le moteur-fusée d’Orion était allumé pour donner au vaisseau spatial la vitesse supplémentaire dont il avait besoin pour sortir du puits de gravité et se diriger vers la lune. Le voyage aller est un chemin incurvé car la Terre et la Lune sont en orbite dans le puits de gravité du soleil, qui s’étend jusqu’au bord du système solaire.

Vue d’artiste du puits gravitationnel de la Terre. (NASA)

Calculer des trajectoires qui prendront en compte tous ces facteurs, et trouver un chemin qui amènera Orion en orbite autour de la lune, est une tâche mathématique ardue. Heureusement, il est possible de résoudre toutes les complexités géométriques en partie grâce aux principes découverts par Johannes Kepler il y a 400 ans. Les lois de Kepler ont été dérivées pour expliquer les trajectoires elliptiques des planètes autour du soleil et calculer les vitesses de déplacement des objets à différentes parties de leurs orbites.

Lorsque le vaisseau spatial quitte le puits de gravité de la Terre, il tombe dans un deuxième puits plus petit créé par la lune. Lorsqu’il arrive sur la lune, le moteur de la fusée est à nouveau déclenché pour ralentir le vaisseau spatial juste assez pour qu’il soit bien capturé par la gravité de la lune et s’y mette sur une orbite précise.

Les forces gravitationnelles changeantes qui guident le vaisseau spatial de la Terre à la Lune et vice-versa ont également été calculées par Newton, qui a découvert que la gravité dépend de la masse d’un objet et de sa proximité. La Lune est plus petite que la Terre, elle exerce donc moins d’attraction gravitationnelle.

Vers 1615, Johannes Kepler est l’astronome allemand qui a élaboré les lois des orbites planétaires. (Archives Hulton/Getty Images)

Tous ces facteurs devaient être pris en compte par les scientifiques et les ingénieurs qui pilotent des engins spatiaux pour les amener en toute sécurité sur la lune et revenir.

Nous avons tendance à nous concentrer sur les merveilles technologiques des fusées et des capsules spatiales, et sur les braves astronautes. Mais sans la science fondamentale régissant les lois du mouvement que des esprits brillants ont commencé à révéler il y a des siècles, nous ne serions pas du tout en mesure d’atteindre d’autres mondes.

La science fondamentale est souvent sous-estimée, voire critiquée pour avoir étudié des sujets obscurs tels que les trous noirs, qui ne semblent pas avoir d’applications pratiques ici sur Terre. Mais ces études pourraient conduire à de futures inventions que nous n’avons même pas imaginées. Qui sait où une meilleure compréhension de l’extrême gravité pourrait nous mener ?

Il y a aussi la notion moins pratique, plus philosophique, du bénéfice de la connaissance juste pour comprendre notre univers.

REGARDER: Vidéo de la NASA décrivant la mission Artemis I sur la lune

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L’Agence spatiale européenne nomme le premier astronaute handicapé

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L’Agence spatiale européenne a nommé mercredi le premier « parastronaute » au monde, une étape majeure vers l’autorisation pour les personnes handicapées physiques de travailler et de vivre dans l’espace.

L’agence de 22 nations a déclaré qu’elle avait sélectionné l’ancien sprinteur paralympique britannique John McFall dans le cadre d’une nouvelle génération de 17 recrues sélectionnées pour l’entraînement des astronautes.

Il participera à une étude de faisabilité destinée à permettre à l’ESA d’évaluer les conditions nécessaires à la participation des personnes handicapées aux futures missions.

« Cela a été une expérience assez tourbillonnante, étant donné qu’en tant qu’amputé, je n’avais jamais pensé qu’être astronaute était une possibilité, donc l’excitation était une émotion énorme », a déclaré McFall dans une interview publiée sur le site Web de l’ESA.

Il rejoindra cinq nouveaux astronautes de carrière et 11 réservistes en formation après que l’ESA ait reconstitué ses rangs d’astronautes pour la première fois depuis 2009.

Ces 17 candidats astronautes faisaient partie des plus de 22 500 candidats qui ont soumis une candidature valide en 2021 en réponse à l’appel de l’ESA à de nouveaux astronautes pour des missions vers la Station spatiale internationale et au-delà. Ils commenceront une formation de base de 12 mois au Centre européen des astronautes de l’ESA au printemps 2023. (ESA/P. Sebirot)

L’ESA a publié l’année dernière des ouvertures pour les personnes pleinement capables de passer ses tests psychologiques, cognitifs et autres rigoureux habituels qui ne peuvent devenir astronautes qu’en raison des contraintes du matériel existant compte tenu de leur handicap.

Elle a reçu 257 candidatures pour le rôle d’astronaute handicapé, rôle parallèle qu’elle qualifie de « parastronaute ».

L’association caritative pour l’égalité des personnes handicapées Scope a décrit sa sélection comme « un grand pas en avant ».

« Une meilleure représentation des personnes handicapées dans des rôles influents contribuera vraiment à améliorer les attitudes et à faire tomber les barrières auxquelles de nombreuses personnes handicapées sont confrontées aujourd’hui », a déclaré la responsable de la communication de l’association, Alison Kerry.

Suite à un accident de moto qui a conduit à l’amputation de sa jambe droite à l’âge de 19 ans, McFall a remporté la médaille de bronze du 100 mètres aux Jeux paralympiques de Pékin en 2008.

Le médecin de 31 ans aidera les ingénieurs de l’ESA à concevoir les modifications matérielles nécessaires pour ouvrir les vols spatiaux professionnels à un groupe plus large de candidats qualifiés, a indiqué l’agence.

« Je pense que le message que je donnerais aux générations futures est que la science est pour tout le monde et que les voyages dans l’espace, espérons-le, peuvent être pour tout le monde », a déclaré McFall.

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