astronomie

A l'aube des temps

L'une des capacités tant vantées du JWST* est de pouvoir remonter dans le temps jusqu'aux débuts de l'univers et voir certaines des premières galaxies et étoiles. Le télescope, qui a été lancé le jour de Noël 2021 et se trouve actuellement à 1,5 million de kilomètres de la Terre, a déjà repéré la plus lointaine et la plus ancienne galaxie connue.

(Photo floue en illustration, avec ce texte)  Une nouvelle galaxie baptisée GLASS-z13, si éloignée que nous la voyons telle qu'elle est apparue 300 millions d'années après le Big Bang, détient désormais le record de la plus ancienne galaxie connue. Ce record ne devrait pas durer longtemps.

Deux équipes ont trouvé la galaxie en analysant séparément les observations du JWST dans le cadre de l'étude GLASS, l'un des plus de 200 programmes scientifiques prévus pour la première année du télescope dans l'espace. Les deux équipes, l'une dirigée par Rohan Naidu au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dans le Massachusetts et l'autre par Marco Castellano à l'Observatoire astronomique de Rome, ont identifié deux galaxies particulièrement éloignées dans les données : l'une si éloignée que le JWST détecte la lumière qu'elle a émise 400 millions d'années après le Big Bang (à égalité avec la plus ancienne galaxie jamais observée par le télescope spatial Hubble), et l'autre, surnommée GLASS-z13, vue telle qu'elle est apparue 300 millions d'années après le Big Bang. "Ce serait la galaxie la plus lointaine jamais découverte", a déclaré M. Castellano.

Les deux galaxies semblent extrêmement petites, peut-être 100 fois plus petites que la Voie lactée, mais elles présentent des taux surprenants de formation d'étoiles et contiennent déjà 1 milliard de fois la masse de notre soleil - plus que prévu pour des galaxies aussi jeunes. L'une de ces jeunes galaxies présente même des signes d'une structure en forme de disque. D'autres études seront menées pour décomposer leur lumière et glaner leurs caractéristiques.

Un autre programme portant sur les débuts de l'univers a également permis de découvrir des galaxies incroyablement lointaines, a déclaré Rebecca Larson, astronome à l'Université du Texas à Austin et membre de l'étude CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science). Quelques semaines seulement après le début de l'enquête, l'équipe a mis en exergue une poignée de galaxies datant des 500 premiers millions d'années de l'univers, bien que Larson et ses collègues n'aient pas encore publié leurs résultats exacts. "C'est mieux que ce qu'in avais imaginé et ce n'est que le début", a-t-elle déclaré.

Auteur: O'Callaghan Jonathan

Info: https://www.quantamagazine.org/ 25 juillet 2022. Two Weeks In, the Webb Space Telescope Is Reshaping Astronomy. *James Webb Space Telescope

[ cosmologie ] [ horizon humain ]

astrophysique

Une nouvelle étude met en doute le modèle standard d’expansion de l’Univers

Le taux d'expansion de l'Univers a deux valeurs différentes mais très précises et qui ne sont pas compatibles. Ce problème, connu sous le nom de tension de Hubble, rejoint d'autres questions, telles que l'origine de l'énergie noire et le problème de la planéité.

(Photo) Pour cette étude, des solutions numériques ont été obtenues pour les densités d'énergie/matière noire et pour le paramètre Hubble.

L'objectif de ce travail est d'expliquer la tension de Hubble à travers une interprétation géométrique de points de vue observationnels sur des variétés incorporées.

Des ensembles de données de 1048 supernovae Panthéon de type Ia et de 34 chronomètres cosmiques combinés à 7 échantillons basés sur la taille de l'oscillation acoustique radiale du baryon ont été utilisés pour contraindre le modèle.

Cette étude a été publiée dans la revue Classical and Quantum Gravity, par Robert Monjo et Rutwig Campoamor-Stursberg, professeurs au Département d'algèbre, géométrie et topologie de l'Université Complutense de Madrid.

L’expansion de l’Univers se produit-elle ou non comme on le pensait auparavant ?

Selon les auteurs, "les observations géométriques pures, telles que l'échelle de distance cosmique, montrent que l'expansion de l'Univers n'est pas comme celle observée dans le rayonnement de fond cosmique des micro-ondes". Cette différence, expliquent-ils, implique une incompatibilité statistique connue en cosmologie sous le nom de " tension de Hubble ", liée au paramètre d'expansion de l'Univers, dont le nom a été inventé en l'honneur de l'astronome Edwin Hubble, qui a détaillé le taux d'expansion il y a un siècle.

Ces travaux montrent que, lorsqu'on applique la géométrie analytique au mouvement des étoiles supernova, l'expansion cosmique se comporte " comme si elle était linéaire, avec une vitesse égale à l'inverse de l'âge de l'Univers ".

Selon Monjo, l'auteur principal de l'étude, les observations recueillies par les missions spatiales au cours des dernières décennies sont " déformées par les trajectoires courbes de la lumière dans l'espace en expansion ", provoquant une " accélération apparente ".

Pour prouver son hypothèse, l'étude analyse sa compatibilité avec la théorie standard, prédisant une "énergie sombre apparente" de 70%, c'est-à-dire "très similaire à celle vraisemblablement observée dans le fond cosmique des micro-ondes". La différence par rapport au modèle standard serait que cette valeur serait constante, c'est-à-dire qu'elle aurait toujours la même valeur pour s'ajuster à l'expansion linéaire.

Selon cette étude, intitulée " Perspective géométrique pour expliquer la tension de Hubble ", l'Univers serait fini, en expansion linéaire à la vitesse de la lumière, et fermé par un rayon de courbure égal à l'âge de l'Univers. Avec ces ingrédients, les auteurs dérivent une accélération fictive similaire à celle qui explique l’énergie noire.

Les auteurs envisagent l'hypothèse selon laquelle l'Univers pourrait être fini, (...) s'étendant linéairement à la vitesse de la lumière, et fermé par un rayon de courbure égal à l'âge de l'Univers (...).

Actuellement, tous les indices et alternatives à la matière noire sont sérieusement analysés par la communauté scientifique. Si les découvertes de Monjo et Campoamor-Stursberg se confirment, ce sera une nouvelle ère dans la cosmologie moderne.

Auteur: Internet

Info: tameteo.com, Joana Campos Meteored Portugal 05/11/2023

[ cosmologie ]

astrophysique

Notre galaxie pourrait être posée au milieu d'un gigantesque vide cosmique qui mystifie les astronomes

(Image : De quoi se sentir très très seuls.)

Penser à l'espace et à l'immensité vous donne des sueurs froides? Passez votre chemin. Des astronomes ont émis l'hypothèse que notre galaxie serait posée au milieu du plus grand vide cosmique jamais observé. Proposée dès 2013, cette théorie accumule depuis de plus en plus de preuves, comme le relate un article de Business Insider.

Le problème, c'est que ce vide n'a rien à faire là. Selon une théorie fondamentale appelée " principe cosmologique ", toute la matière dans l'espace devrait être répartie, sur de très grandes échelles, de manière homogène. Un principe qui permet notamment aux chercheurs d'appliquer les mêmes lois de la physique aux objets célestes, qu'ils soient à côté de la Terre ou à l'autre bout de l'univers.

Malheureusement pour nos astrophysiciens, de multiples observations effectuées ces dix dernières années suggèrent que certaines zones de l'univers seraient bien plus denses que d'autres et, qu'autour de nous, cela ne serait pas dense du tout.

" Désormais, il est assez clair que nous nous trouvons dans une sous-densité significative ", affirme Indranil Banik, chercheur à l'université de Saint Andrews, en Écosse. " Il y a quelques personnes qui s'y opposent dans une certaine mesure. Par exemple, certains ont avancé qu'un tel vide ne devrait pas exister dans le modèle standard, ce qui est vrai. Mais cela ne prouve malheureusement pas qu'il n'y en a pas", précise l'astrophysicien britannique.

Vend vide cosmique spacieux, jolis volumes

Dans une étude qu'il a cosignée et publiée dans la revue scientifique Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Indranil Banik suggère que notre galaxie se trouverait presque au milieu de ce vide, renommé " KBC void " ou " vide KBC ", dont le diamètre est estimé à 2 milliards d'années-lumière de diamètre. Pour vous donner une idée, c'est assez volumineux, puisque l'on pourrait y aligner 20.000 galaxies de la taille de la Voie lactée en file indienne.

D'après ses calculs, le vide KBC serait 20% plus vide que l'espace à l'extérieur de ses frontières –il ne peut pas être totalement vide, vu que nous sommes dedans. Cela peut paraître peu, mais cette différence significative suffit à provoquer certains comportements anormaux, tout du moins du point de vue des normes utilisées aujourd'hui par les astrophysiciens.

Le plus flagrant de ces comportements étranges est la vitesse anormalement élevée à laquelle les étoiles et les galaxies voisines de notre système solaire s'éloignent de nous. Les cosmologistes se basent habituellement sur la constante de Hubble pour décrire la vitesse d'expansion de l'univers. Sauf que notre voisinage proche vient contredire cette constante. De quoi se gratter la tête en fronçant les sourcils. 

Pour Indranil Banik et ses collègues, cela pourrait s'expliquer par la gravité accrue des régions à haute densité de matière, synonyme d'attraction plus forte entre objets célestes et donc de tensions dans la constante de Hubble. Pour confirmer cette hypothèse, les chercheurs ont prévu d'étudier les données de supernovas pour voir si, en dehors du vide KBC, la constante de Hubble revient à la normale.

" C'est la principale chose qui me préoccupe: savoir si les supernovas montrent vraiment que nous sommes réellement dans un univers qui s'expand plus rapidement et qu'il n'y a aucune limite à ce vide ", conclut Indranil Banik. Rassurant, non?



 

Auteur: Internet

Info: https://korii.slate.fr/ - Clément Poursain - 17 mai 2024

[ isolement galactique ]

météore

L’astéroïde dévié par une mission de la Nasa est devenu un " tas de décombres " !

Pour la première fois en septembre 2022, un engin spatial, la mission Dart, a frappé un astéroïde, Dimorphos. Objectif : le dévier de sa trajectoire. Mais la collision n’a pas eu que ce seul effet, nous apprennent aujourd’hui des chercheurs. Elle a carrément remodelé la forme de l’astéroïde. 

(EN VIDÉO - Le film capture par Hubble de l’impact de Dart sur l’astéroïde Dimosphos Le 26 septembre 2022, la mission Dart — pour Double Asteroid Redirection Test — s’écrasait...)

En novembre 2021, la Nasa lançait une mission inédite. La mission Double Asteroid Redirection Test, plus connue sous son acronyme Dart. Son objectif : heurter l'astéroïde Dimorphos pour évaluer la capacité de l'humanité à dévier la trajectoire d'un tel objet qui pourrait présenter des risques de collision avec la Terre. Le choc, à grande vitesse et frontal, a bien eu lieu à plusieurs millions de kilomètres. C'était en septembre 2022.

Pour la première fois, l'humanité était parvenue à dévier un astéroïde. Et pas qu'un peu. Avant la collision avec Dart, il fallait à Dimorphos 11 heures et 55 minutes pour faire le tour de son astéroïde parent - car l'objet visé fait partie d'un système binaire. Une modification de cette durée de 73 secondes constituerait un véritable succès, confiaient les scientifiques à ce moment-là. Mais après l'impact, Dimorphos s'était mis à tourner en seulement 11 heures et 23 minutes !

Dart sur Dimorphos, un impact aux lourdes conséquences

Aujourd'hui, la publication de nouveaux résultats de la mission Dart dans la revue Nature Astronomy révèle quelques détails surprenants de l'opération. L'impact - pourtant comparable, en masse, à celui d'une fourmi sur deux bus - ne semble pas seulement avoir laissé un cratère sur l'astéroïde. Dimorphos pourrait en réalité avoir complètement changé de forme.

Quelques semaines après la collision, l'un des pères de la mission et directeur de recherche au CNRS à l'Observatoire de la Côte d'Azur, Patrick Michel, nous confiait avoir pensé un instant que Dart avait pulvérisé Dimorphos. Il n'était donc peut-être pas si loin de la vérité. Car, sur la base de simulations et de différentes observations, les astronomes estiment aujourd'hui que l'astéroïde de quelque 5 millions de tonnes a tout de même perdu dans l'opération environ 20 millions de kilos. C'est l'équivalent de six fusées Saturn V qui ont emmené les astronautes du programme Apollo sur la Lune !

Des simulations qui révèlent la nature de l’astéroïde

Ces résultats, les astronomes les ont obtenus grâce à un algorithme qui a déjà fait ses preuves par ailleurs. Il décompose l'impact entre deux corps en millions de particules dont le comportement est déterminé par l'interaction de diverses variables reconfigurables, telles que la gravité, la densité ou la résistance du matériau de l'astéroïde. En quelque 250 simulations, les chercheurs ont eu tout le loisir de visualiser les effets de variations sur les paramètres qui leur restent inconnus.

En comparant les résultats de toutes ces simulations aux données recueillies par quelques satellites, les télescopes spatiaux James-Webb et Hubble et par des instruments sur le sol terrestre, les chercheurs concluent que  Dimorphos est un astéroïde " tas de décombres " maintenu par une gravité extrêmement faible plutôt que par sa force de cohésion.  De quoi expliquer l'efficacité étonnante de la déviation orbitale provoquée par Dart.

En attendant confirmation, la défense planétaire progresse

Les astronomes s'attendent donc désormais à ce que la mission Hera, menée par l'ESA, l'Agence spatiale européenne, et qui devrait atteindre Dimorphos fin 2026, trouve un astéroïde de forme très différente. Comme si quelqu'un avait mordu dans le M&M's qu'il était avant sa rencontre avec Dart.

Si cela devait se confirmer, les astronomes notent que Dimorphos, comme Ryugu et Bennu semblent finalement présenter un manque de cohésion certain. Alors même que le premier astéroïde est riche en silicates et les deux autres, en carbone. " Il est intrigant d'imaginer que tous les petits astéroïdes manquent de cohésion. Mais ce serait une bonne nouvelle pour la défense planétaire, car si nous connaissons à l'avance la réaction d'un corps, cela facilitera la conception des outils nécessaires à notre protection ", conclut Patrick Michel dans un communiqué de l’ESA.

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/, Nathalie Mayer, 28 fév. 2024

[ gravitation faible ]

panspermie

Origine de la vie: la pièce manquante détectée dans une "comète artificielle"
Pour la première fois, des chercheurs montrent que le ribose, un sucre à la base du matériel génétique des organismes vivants, a pu se former dans les glaces cométaires. Pour parvenir à ce résultat, des scientifiques de l'Institut de chimie de Nice (CNRS/Université Nice Sophia Antipolis) ont analysé très précisément une comète artificielle créée par leurs collègues de l'Institut d'astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud). Ils présentent ainsi, en collaboration avec d'autres équipes dont une du synchrotron SOLEIL, le premier scénario réaliste de formation de ce composé essentiel, encore jamais détecté dans des météorites ou dans des glaces cométaires. Étape importante dans la compréhension de l'émergence de la vie sur Terre, ces résultats sont publiés dans la revue Science le 8 avril 2016.
Le traitement ultraviolet des glaces pré-cométaires (à gauche) reproduit l'évolution naturelle des glaces interstellaires observées dans un nuage moléculaire (à droite, les piliers de la création), conduisant à la formation de molécules de sucre.Image de gauche © Louis Le Sergeant d'Hendecourt (CNRS).Image de droite © NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Tous les organismes vivants sur Terre, ainsi que les virus, ont un patrimoine génétique fait d'acides nucléiques - ADN ou ARN. L'ARN, considéré comme plus primitif, aurait été l'une des premières molécules caractéristiques de la vie à apparaitre sur Terre. Les scientifiques s'interrogent depuis longtemps sur l'origine de ces molécules biologiques. Selon certains, la Terre aurait été "ensemencée" par des comètes ou astéroïdes contenant les briques de base nécessaires à leur construction. Et effectivement, plusieurs acides aminés (constituants des protéines) et bases azotées (l'un des constituants des acides nucléiques) ont déjà été trouvés dans des météorites, ainsi que dans des comètes artificielles, reproduites en laboratoire. Mais le ribose, l'autre constituant-clé de l'ARN, n'avait encore jamais été détecté dans du matériel extraterrestre, ni produit en laboratoire dans des conditions "astrophysiques". En simulant l'évolution de la glace interstellaire composant les comètes, des équipes de recherche françaises ont réussi à former du ribose - étape importante pour comprendre l'origine de l'ARN et donc les origines de la vie.
Le ribose (et des molécules de sucres apparentées, comme l'arabinose, le lyxose et le xylose) ont été détectés dans des analogues de glaces pré-cométaires grâce à la chromatographie multidimensionnelle en phase gazeuse. Le ribose forme le "squelette" de l'acide ribonucléique (ARN), considéré comme le matériel génétique des premiers organismes vivants.© Cornelia Meinert (CNRS)
Dans un premier temps, une "comète artificielle" a été produite à l'Institut d'astrophysique spatiale: en plaçant dans une chambre à vide et à ? 200 °C un mélange représentatif d'eau (H2O), de méthanol (CH3OH) et d'ammoniac (NH3), les astrophysiciens ont simulé la formation de grains de poussières enrobés de glaces, la matière première des comètes. Ce matériau a été irradié par des UV - comme dans les nébuleuses où se forment ces grains. Puis, l'échantillon a été porté à température ambiante - comme lorsque les comètes s'approchent du Soleil. Sa composition a ensuite été analysée à l'Institut de chimie de Nice grâce à l'optimisation d'une technique très sensible et très précise (la chromatographie multidimensionnelle en phase gazeuse, couplée à la spectrométrie de masse à temps de vol). Plusieurs sucres ont été détectés, parmi lesquels le ribose. Leur diversité et leurs abondances relatives suggèrent qu'ils ont été formés à partir de formaldéhyde (une molécule présente dans l'espace et sur les comètes, qui se forme en grande quantité à partir de méthanol et d'eau).
Le ribose se forme dans le manteau de glace des grains de poussière, à partir de molécules précurseurs simples (eau, méthanol et ammoniac) et sous l'effet de radiations intenses.© Cornelia Meinert (CNRS) & Andy Christie (Slimfilms.com)
S'il reste à confirmer l'existence de ribose dans les comètes réelles, cette découverte complète la liste des "briques moléculaires" de la vie qui peuvent être formées dans la glace interstellaire. Elle apporte un argument supplémentaire à la théorie des comètes comme source de molécules organiques qui ont rendu la vie possible sur Terre... et peut-être ailleurs dans l'Univers.
Ces travaux ont bénéficié du soutien financier de l'Agence nationale de la recherche et du CNES.

Auteur: Internet

Info: http://www.techno-science.net, 9 04 2016

[ extraterrestre ]

cosmologie

Où est le centre de l’Univers ?

(Photo : Le point d'interrogation cosmique en bas au centre de l'image)

Par sa grandeur et sa complexité, l’Univers continue de fasciner et d’interroger les esprits curieux depuis des siècles. Parmi les questions les plus fondamentales qui captivent les astronomes et les cosmologistes : existe-t-il un centre de l’Univers ? Et si oui, où se trouve-t-il ?

Les découvertes de Hubble

Au début des années 1920, l’astronome Edwin Hubble fit deux découvertes capitales qui transformèrent notre vision du cosmos. Tout d’abord, il observa que les nébuleuses lointaines étaient en réalité des galaxies distinctes, dispersées à travers l’Univers. Cette découverte marqua un tournant majeur dans l’astronomie, car elle montrait qu’il était bien plus vaste et complexe que ce que l’on croyait auparavant.

Plus surprenant encore, Hubble constata que toutes ces galaxies semblaient s’éloigner de la Voie lactée. En analysant leurs spectres lumineux, il observa un décalage vers le rouge proportionnel à leur distance : les galaxies les plus lointaines semblaient s’éloigner plus rapidement que celles situées plus près de nous. Ce phénomène, aujourd’hui connu sous le nom de loi de Hubble, est une preuve cruciale de l’expansion de l’Univers.

Ces observations révolutionnaires trouvèrent leur explication dans la théorie de la relativité générale d’Einstein, publiée quelques années auparavant. Ce scientifique avait en effet prédit que l’Univers pourrait être en expansion ou en contraction, une idée qui contrastait fortement avec la vision statique et immuable du cosmos qui prévalait à l’époque. La découverte de Hubble confirmait ainsi les implications dynamiques de la théorie d’Einstein.

En conséquence, le concept d’un cosmos en expansion constante fut solidifié. Selon cette nouvelle compréhension, l’Univers aurait commencé son expansion à partir d’un état de densité et de température extrêmes, un événement initial connu sous le nom de Big Bang. Cette théorie changea non seulement notre perception du cosmos, mais aussi ouvrit la voie à de nouvelles explorations sur la nature de l’espace, du temps et de notre place au sein de cette immense toile cosmique.

Où est le centre de l’Univers ?

La question du centre de l’Univers est fascinante, mais déroutante. À première vue, on pourrait penser que le Big Bang, le moment initial de son expansion, en est le centre naturel. Cependant, notre compréhension moderne de la cosmologie nous indique que cette notion est plus complexe qu’il n’y paraît.

Pour comprendre l’Univers, nous devons d’abord considérer ses dimensions et ses caractéristiques fondamentales. Il a lui-même un âge estimé à environ 13,77 milliards d’années, mais en raison de la limitation de la vitesse de la lumière, notre vision est limitée à environ 45 milliards d’années-lumière de distance. Au-delà de cette distance, son expansion est si rapide que la lumière émise par ces régions ne nous parviendra jamais. Ainsi, la majeure partie du cosmos nous reste invisible, comparable à chercher à traverser une forêt obscure avec une lampe de poche dont le faisceau ne peut éclairer que jusqu’à une certaine distance.

Pas de centre

Par définition, l’Univers englobe tout ce qui existe. Cela signifie qu’il ne peut y avoir de limites externes, car toute division impliquerait quelque chose en dehors de lui. Ainsi, il pourrait être si vaste qu’il serait impossible de localiser un centre précis dans un espace infini.

Une autre perspective est que l’Univers pourrait être fini, mais courbé sur lui-même à une échelle cosmique très large. Cela signifierait que si vous voyagez assez loin dans une direction, vous finiriez par revenir à votre point de départ, tout comme si vous marchiez autour de la Terre et reveniez à votre point de départ après avoir traversé toutes les directions possibles. Dans ce scénario, il n’y aurait toujours pas de point central privilégié. Chaque point serait alors équidistant du " centre " dans cette structure courbée.

Prenons l’analogie de la Terre : vous pouvez facilement identifier le centre de la planète en pointant vers son noyau, mais il est impossible de désigner un centre sur la surface d’une carte, car chaque point peut sembler être au centre de sa propre perspective. De la même manière, le Big Bang, l’événement qui a marqué le début de notre Univers, n’a pas eu lieu en un point de l’espace, mais à un instant précis dans le temps. Il a marqué le commencement de l’expansion de tout l’espace et de tout le temps simultanément.

Ainsi, même si d’un point de vue terrestre, toutes les autres galaxies semblent s’éloigner de la Voie lactée, donnant l’illusion que nous sommes au centre de l’expansion de l’Univers, cette perception est trompeuse, car toute galaxie pourrait prétendre être au centre de son propre champ d’expansion, chaque point dans l’espace ayant une perspective similaire.

La quête du centre de l’Univers nous invite donc à reconsidérer notre conception de l’espace, du temps et de notre place au sein de ce vaste cosmos en évolution perpétuelle. Elle nous enseigne que bien que nous soyons au centre de notre propre horizon observable, chaque point dans l’Univers peut légitimement prétendre être au centre de son propre univers observable. C’est une perspective vertigineuse, mais enrichissante qui nous pousse à apprécier la relativité de notre position dans cet espace immense en constante expansion.

Auteur: Internet

Info: https://sciencepost.fr/, Brice Louvet, 21 juin 2024

[ astrophysique ] [ positionnement topologique ]