Astronomie

Comment se fait-il que, de notre vivant, nous verrons les premières étoiles qui se soient jamais formées ?

Comment se fait-il que, de notre vivant, nous verrons les premières étoiles qui se soient jamais formées ?

N'est-ce pas une coïncidence improbable que nous vivions à une époque si spéciale, que nous aurons des observatoires (JWST) qui verront jusqu'à la première lumière des étoiles dans l'univers ? Sommes-nous en train de rêver, et est-il possible que nous soyons surpris et que nous continuions à trouver des galaxies évoluées vieilles de plus de 13,8 milliards d'années ?


Nous ne trouverons pas de Galaxies ayant existé avant le big bang. Il y a un principe en astronomie qui dit : plus vous regardez loin, plus vous regardez tôt. Cela signifie que plus la lumière devait parcourir de distance pour atteindre nos télescopes, plus elle avait besoin de temps pour nous atteindre, car la vitesse de la lumière n'est pas infinie. Par conséquent, voir les premières galaxies de l'univers n'est pas une coïncidence heureuse, nous regardons juste à la bonne distance (13 milliards d'années-lumière). Si nous avions vécu plus tôt, nous pourrions encore voir ces galaxies, mais elles seraient plus proches de nous. Et il en va de même vice versa ; Si nous avions vécu plus tôt, nous verrions encore lesdites galaxies, mais beaucoup plus loin. J'espère que ça aide.


Des scientifiques découvrent la lumière des premières étoiles formées il y a des milliards d'années dans l'univers

Avant le commencement de l'espace et du temps, il n'y avait rien. Puis, il y a 13,8 milliards d'années, un big bang s'est produit et l'espace-temps a vu le jour. Cependant, après un éclair initial, l'univers est entré dans l'obscurité cosmique. Selon une étude publiée le 14 juin, la lumière est revenue dans le cosmos après 250 à 350 millions d'années du Big Bang. C'était l'âge de l'aube cosmique lorsque les premières étoiles se sont formées, introduisant la lumière des étoiles dans l'univers sombre. Il est intéressant de noter que nous pouvons encore voir la lumière initiale des étoiles de l'aube cosmique qui voyage vers nous depuis des milliards d'années, si nous regardons assez loin. Comment est-ce possible?

L'astronomie est de l'histoire et un télescope dans une machine à remonter le temps - c'est une phrase qu'un astronome peut souvent entendre prononcer. Ainsi, lorsque nous regardons des objets lointains dans l'espace à l'aide de nos puissants télescopes, nous regardons en fait la lumière qui a été libérée bien avant qu'elle n'atteigne notre télescope, grâce à la vitesse limitée de la lumière - 3 000 000 kilomètres par seconde. En utilisant cet outil spécial, nous pouvons regarder les objets pères pour regarder plus en arrière dans le temps. Par exemple, si nous voulons remonter un million d'années en arrière, nous devons regarder la lumière provenant d'un objet qui se trouve à un million d'années-lumière de nous. Le seul défi est que la lumière provenant d'endroits plus éloignés devient plus faible.

C'est la raison pour laquelle les images que nous avons des premières galaxies les plus lointaines, vues à travers le télescope spatial Hubble et le télescope spatial Spitzer, sont faibles et ne représentent que quelques pixels sur les écrans d'ordinateur des scientifiques. Maintenant, les scientifiques s'attendent à ce qu'un nouveau télescope spatial James Webb de la NASA, plus puissant, qui sera lancé cette année, nous permettra d'avoir une vue plus claire des premières galaxies et de nous ramener plus loin dans le temps. Le télescope aidera les scientifiques à découvrir et à en savoir plus sur l'aube cosmique, qui a été l'œuvre de toute une vie de Richard Ellis.

"Parce que nous sommes nous-mêmes le produit de l'évolution stellaire, nous revenons sur notre propre origine", a déclaré Ellis à BBC News.


Astronomie, ch. 14-19

D) quantité totale de lumière que l'étoile va
rayonner sur toute sa durée de vie.

B) Le Soleil maintient une température constante.

C) C'est une autre façon d'affirmer que le Soleil génère de l'énergie par fusion nucléaire.

D) Il existe un équilibre à l'intérieur du Soleil entre la poussée de pression vers l'extérieur et l'attraction de la gravité vers l'intérieur.

B) à la même température mais plus dense que le
surface.

C) plus chaud et plus dense que la surface.

D) remontant constamment à la surface à travers
convection.

C) rayonnement et éléments comme le carbone et l'azote.

D) des éléments radioactifs comme l'uranium et
plutonium.

B) température de surface de l'étoile.

D) quantité totale de lumière que l'étoile va
rayonner sur toute sa durée de vie.

B) Les étoiles de faible masse sont plus chaudes et plus lumineuses que les étoiles de forte masse.

C) Les étoiles de faible masse sont plus froides mais plus lumineuses que les étoiles de forte masse.

D) Les étoiles de faible masse sont plus chaudes mais moins lumineuses que les étoiles de forte masse.

B) de la contraction gravitationnelle.

C) en convertissant l'hydrogène en hélium.

D) en convertissant l'hélium en carbone, azote,
et de l'oxygène.

B) 70 % d'hydrogène, 28 % d'hélium, 2 % d'éléments plus lourds.

C) 70 % d'hydrogène, 20 % d'hélium, 10 % d'éléments plus lourds.

B) Il est absorbé par les grains de poussière et chauffe le nuage.

C) Il est réfléchi sur la protoétoile, la réchauffant
plus loin.

D) La lumière bleue est absorbée et la lumière rouge
transmis.

B) La pression est transférée du centre du nuage à ses bords extérieurs où elle peut se dissiper.

C) L'énergie thermique est convertie en énergie radiative via des collisions moléculaires et libérée sous forme de photons.

D) L'excès de pression est libéré dans les jets de matière des jeunes étoiles.

B) que la Terre s'est formée en même temps que le Soleil

C) que le carbone, l'oxygène et de nombreux éléments essentiels à la vie ont été créés par des noyaux instellaires de nucléosynthèse

D) que le Soleil s'est formé à partir du milieu interstellaire : le "truc" entre les étoiles

B) La pression de dégénérescence peut arrêter la contraction gravitationnelle d'une étoile même lorsqu'aucune fusion ne se produit dans le noyau.

C) La pression de dégénérescence empêche toute protoétoile de moins de 0,08 masse solaire de devenir une véritable étoile à fusion d'hydrogène.

D) La pression de dégénérescence découle des idées de la mécanique quantique.

(2) La pression de dégénérescence découle de l'idée de la mécanique quantique que deux électrons (ou neutrons) ne peuvent pas occuper le même état. La pression de dégénérescence se produit dans le cœur des étoiles de faible masse avant un éclair d'hélium, maintient l'équilibre dans les naines blanches et les étoiles à neutrons, et peut être présente immédiatement avant un événement de supernova.

B) ce sont les produits finaux de petits
étoiles de masse.

C) ils sont l'opposé des trous noirs.

D) il amplifie le contraste avec les géantes rouges.

A) Un système stellaire qui subit une nova peut avoir une autre nova dans le futur.

B) Une nova implique une fusion ayant lieu à la surface d'une naine blanche.

C) Notre Soleil subira probablement au moins une nova lorsqu'il deviendra une naine blanche dans environ 5 milliards d'années.

D) Lorsqu'un système stellaire subit une nova, il s'éclaircit considérablement, mais pas autant qu'un système stellaire subissant une supernova.


Les premières galaxies : ce que nous savons et ce que nous devons encore apprendre (Synopsis)

Nous sommes allés incroyablement loin dans notre quête pour savoir comment l'Univers est devenu ce qu'il est aujourd'hui. Nous pouvons voir dans l'espace pendant des dizaines de milliards d'années-lumière, jusqu'aux galaxies telles qu'elles étaient lorsque l'Univers n'avait que quelques pour cent de son âge actuel. Nous pouvons voir comment les galaxies évoluent, fusionnent et les étoiles à l'intérieur changent. Et nous pouvons voir même avant cela, quand aucune étoile ou galaxie n'existait du tout.

La galaxie la plus éloignée connue à ce jour, qui a été confirmée par Hubble, par spectroscopie, remonte à l'époque où l'Univers n'avait que 407 millions d'années. Crédits image : NASA, ESA et A. Feild (STScI).

Mais comment sommes-nous arrivés de là à ici ? Il y a encore beaucoup de lacunes dans l'histoire. Nous n'avons jamais vu les premières étoiles ou galaxies, nous n'avons jamais assisté au début de la réionisation cosmique, nous n'avons jamais vu le taux de formation d'étoiles passer de zéro à un nombre réel et fini. Pourtant, avec James Webb et WFIRST à l'horizon, ces lacunes dans nos connaissances peuvent – ​​si nous avons de la chance – toutes disparaître.

Cette région de champ profond du champ GOODS-South contient 18 galaxies formant des étoiles si rapidement que le nombre d'étoiles à l'intérieur doublera en seulement 10 millions d'années : seulement 0,1% de la durée de vie de l'Univers. Crédit image : NASA, ESA, A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), H. Ferguson et A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute) et l'équipe CANDELS.

Histoires dans les étoiles / Fierté dans nos cœurs

Le message d'aujourd'hui vient de Will Morin, professeur d'études autochtones à l'Université de Sudbury et de Bruce Waters, ancien éducateur au planétarium McLaughlin et fondateur de l'observatoire du parc provincial Killarney.

Il est temps que nous apprenions les traditions astronomiques des diverses cultures autochtones des Amériques.

Pour ceux d'entre nous qui visitent nos parcs de l'Ontario les plus éloignés, la vue du ciel nocturne est spectaculaire. Loin des lumières de la ville, au cœur des bois, les étoiles vous invitent, vous appellent de leur splendeur diamantée, vous mettent au défi à la fois de les admirer et de les comprendre.

Pendant des milliers d'années, nos ancêtres ont levé les yeux vers le ciel nocturne et ont réussi à trouver un moyen de relier nos âmes et nos esprits à ces lueurs toujours présentes dans l'obscurité. À la fin de la journée, une fois toutes les corvées terminées, les communautés pouvaient se réunir dans un lieu local pour raconter les aventures de la journée et transmettre les leçons d'une génération à l'autre.

Souvent, sous un dais de dizaines de milliers d'étoiles, les anciens réfléchissaient profondément à nos histoires éternelles de dieux, de bons et de mauvais moments, de développement personnel, d'espoir et de désir. Les anciens de ces communautés racontaient des histoires d'origine ou des enseignements culturels connexes et il n'est pas surprenant que ces histoires aient pris leur place parmi les motifs d'étoiles au-dessus d'elles, à considérer pour toute l'éternité.

Avons-nous donc plus d'une façon d'apprécier ces histoires de stars ? La réponse est, sans équivoque, oui !

Les cultures du monde entier ont créé leurs propres constellations qui reflétaient les histoires qui étaient importantes pour elles

Par exemple, le motif connu sous le nom de Grande Ourse (trois étoiles dans une poignée et quatre dans un bol, voir ci-dessous) n'est pas une constellation grecque officielle, mais un astérisme populaire qui fait partie d'une plus grande constellation connue sous le nom de Grande Ourse ou Ursa. Major et est d'origine grecque antique.

1690 peinture de Johannes Hevelius d'Ursa Major, la Grande Ourse. Les sept étoiles de la « Grande Ourse » ont été marquées séparément de la peinture originale.

Les étoiles de la Grande Ourse elle-même formaient la « gourde à boire » africaine, le motif d'étoiles utilisé par les esclaves afro-américains lorsqu'ils suivaient le chemin de fer souterrain vers le nord.

Il y a 88 constellations qui sont devenues officiellement reconnues dans le monde comme une référence commune. La plupart d'entre eux ont été créés dans l'ancienne Babylone et incorporés dans la connaissance des anciens Grecs.

Cependant, de nombreuses cultures ont vu des motifs différents dans les étoiles et leur ont donné des noms de constellation qui étaient importants pour elles. Par exemple, les Britanniques considéraient les étoiles (Grande Ourse) dans la région d'Ursa Major comme la « Charrue ». Les Allemands le considéraient comme un « chariot », tandis que les hindous le voyaient comme le « Septarshi », chaque étoile étant l'un des sept sages.

Les gens du Moyen-Orient le considéraient comme un cortège funèbre avec les quatre étoiles du bol de la Grande Ourse étant le cercueil et les trois étoiles de la poignée étant les porteurs de cercueil. Les Chinois y voyaient le siège du pouvoir gouvernemental.

Mais qu'en est-il des histoires de ceux qui ont vécu en Ontario bien avant la colonisation : les peuples autochtones ?

Astronomie indigène

Pour comprendre les histoires vedettes des peuples autochtones, nous devons comprendre la géographie dont nous parlons.

Les peuples autochtones des forêts d'Amérique du Nord étaient et sont toujours les Anishinaabek, « des gens qui ont été abaissés [sur Terre] ». Au sud d'eux se trouvaient et sont les Haudenosaunee, le « peuple de la longue maison » (souvent connu sous le nom d'Iroquois).

Les deux groupes culturels partageaient de nombreux éléments culturels, mais étaient linguistiquement aussi différents et diversifiés que les divers groupes culturels européens. Chaque groupe avait de nombreux groupements tribaux et dialectaux différents au sein de la géographie diversifiée autour des Grands Lacs et au-delà dans toutes les directions.

  • les Anishinaabek : Ojibway, Odawa, Potawatami autour des Grands Lacs, Algonquiens jusqu'aux boisés de l'Est et Cris au nord et à l'ouest des boisés
  • la Confédération Haudenosaunee : Mohawk, Oneida, Onondaga, Cayuga, Seneca et Tuscarora dans de nombreuses communautés au sud-est des Grands Lacs

Pour comprendre ces diverses tribus et leur diversité culturelle, il faudrait expérimenter le contexte dans lequel elles vivaient, y compris leur géographie et leur relation avec la terre, le ciel et les étoiles à chaque saison.

Ce n'est qu'à partir de ce point de vue que nous pouvons comprendre la culture ou les enseignements autochtones, ce qui est nécessaire avant de pouvoir vraiment comprendre leurs histoires. Vous pouvez consulter cette carte pour voir votre propre région.

Histoires de stars / Anangoonh Aadizokaanan

Comme la colonisation européenne de la terre, il y avait aussi une imposition d'histoires d'étoiles européennes sur les histoires déjà existantes et riches des Amériques.

Les histoires de stars autochtones existantes n'étaient pas seulement des histoires d'« êtres supérieurs » et de leurs rencontres souvent amoureuses, mais étaient considérées comme faisant partie d'une perspective globale de la vie et de la spiritualité. Tout ce que les plantes, les animaux, l'eau, le ciel et l'air étaient entrelacés dans un réseau complexe de vie, de compréhension et de respect. Les étoiles étaient un élément clé de ce récit de compréhension.

L'Anishinaabemowin, la langue des Anishinaabe, est une langue d'action et d'action. Ce langage même parle de la science qui existe dans l'espace, du fonctionnement de quelque chose et de son état d'être. Ces idées sont toutes nécessaires pour fournir le contexte de l'astronomie autochtone.

Pour les Anishinaabe, les étoiles sont animées parce qu'elles bougent et ont un esprit. La spiritualité joue un grand rôle dans l'univers en raison à la fois du mouvement et de l'énergie. Le créateur Anishinaabek a eu son idée de créer les clans à partir des étoiles afin que tout commence par les étoiles. Apprendre à comprendre les étoiles est extrêmement important pour aider à prédire à la fois la météo et la migration saisonnière et d'autres activités importantes dans la vie.

Par exemple, dans cette partie du monde, nous vivons les quatre saisons qui, pour de nombreux Autochtones, ont été marquées par des événements clés :

  • Automne : chasse à l'orignal, obtention de la nourriture et des matériaux nécessaires pour passer l'hiver
  • Hiver : contes et moments en famille, se reconnecter
  • Printemps : rupture des glaces, inondations saisonnières et danger
  • Été : piégeage et plus de loisirs

De manière significative, les constellations du ciel ojibwé sont remplies d'histoires qui parlent et autour des thèmes clés qui prennent le dessus pendant le ciel nocturne d'une saison particulière. Par exemple, dans le ciel d'automne, il y a la grande constellation d'un orignal qui devient le foyer du ciel nocturne à cette époque de l'année. De même, l'automne était également le moment de la chasse à l'orignal, au cours de laquelle de nombreuses personnes étaient impliquées soit dans la chasse, soit dans la récolte de l'orignal.

Au printemps, il y a le danger de tomber à travers la glace qui se brise et d'être emporté. Souvent, à cette période de l'année, on peut ici craquer et gémir sous la glace. Sans surprise, la constellation qui représente cette période de l'année ET qui est bien placée dans le ciel nocturne est la panthère d'eau/lynx dont la queue traverserait la glace mettant en danger la vie de nombreuses personnes.

Les constellations autochtones offrent la riche perspective d'une compréhension intégrée de la vie et de la mort qui sert de rappel constant de la façon dont on doit vivre sa vie. D'autres constellations ont fourni des histoires supplémentaires qui serviraient à la fois à mieux comprendre le monde et à fournir une morale importante ou une façon de vivre sa vie.

Alors, quels motifs d'étoiles les peuples autochtones voient-ils près de la Grande Ourse ?

Les Haudenosaunee ont vu un ours dans la région d'Ursa Major, mais l'ours lui-même était le bol de la louche et la « queue » était en fait trois oiseaux chasseurs pourchassant l'ours.

Cette histoire semblerait mieux correspondre au motif des étoiles que la plus connue "Grande Ours", car l'énorme queue de l'ours (les ours ont en fait de très petites queues) est complètement éliminée. Cela aide également à nous rappeler les feuilles qui changent de couleur lorsque l'ours est bas dans le ciel, ou à nous rappeler la coloration d'un rouge-gorge.

Pour le peuple Anishinaabek, ce motif d'étoiles n'était pas du tout un ours, mais Ojiig le Fisher (prononcé, Oh-JEEG avec un accent sur la deuxième syllabe).

Ojiig, le Pêcheur et Maang, le Plongeon, superposés aux constellations traditionnelles «occidentales/grecques». Crédit : Gros plan, « Ojibwe Giizhig Anung Masinaaigan – Ojibwe Sky Star Map », créé par A. Lee, W. Wilson, C. Gawboy, ©2012

En étant à la fois fort et courageux, Ojiig a sauvé les oiseaux d'été, mais au prix de sa propre vie (voir la flèche dans sa queue sur la photo ci-dessus).

Pour commémorer sa bravoure, son image a été placée parmi les étoiles à la vue de tous. Les étoiles de la région de la Petite Ourse étaient connues des Anishinaabek comme Maang le huard (prononcé, MAHng). Ojiig et Maang sont tous deux de belles constellations qui correspondent aux astérismes qu'ils occupent et ne sont que quelques-unes des constellations connues des peuples autochtones.

Conservation des connaissances

Selon les anciens de diverses communautés, il fut un temps où chaque étoile avait un nom ou un lien avec une constellation, chacune avec ses propres histoires à raconter et ses propres leçons à apprendre. Cette information, et bien plus encore, nous a presque été perdue de nos jours en raison directe de la colonisation et de la perturbation ou de l'interdiction pure et simple du partage des connaissances et des pratiques traditionnelles.

Heureusement pour nous, il y a eu des gardiens du savoir et des aînés qui ont transmis le savoir oral de génération en génération. Leurs histoires de vedettes, ainsi que celles trouvées sur les rouleaux d'écorce de bouleau, ont servi d'outil de mémoire pour permettre aux chefs de communauté de perpétuer les traditions et de transmettre les connaissances qu'ils connaissaient.

Au cours de la dernière décennie, des personnes et des organisations incroyables telles que Native Skywatchers, Wilfred Buck, the Star Guy et Annete S. Lee, William P. Wilson et Carl Gawboy’s « Ojibwe Sky Star Map » ont rassemblé ces connaissances grâce à des recherches approfondies, remplir certaines des informations perdues et créer de belles images pour correspondre à la beauté des histoires elles-mêmes.

Se connecter aux histoires de ces personnes qui vivaient en Ontario bien avant la colonisation, les peuples autochtones, est un acte de changement de perspective et de respect. Nous le devons à nous-mêmes ainsi qu'à ceux qui étaient ici avant nous d'apprendre ces histoires.

Will Morin est professeur d'études autochtones à l'Université de Sudbury et ancien chef par intérim du Parti national des Premiers Peuples du Canada. Il est un artiste actif et un défenseur culturel des droits des Premières Nations et a travaillé sans relâche pendant plus de deux décennies pour représenter les intérêts et les perspectives des peuples autochtones auprès des Canadiens non autochtones.

Bruce Waters enseigne l'astronomie au public depuis 1980. Il est un ancien éducateur du planétarium McLaughlin, fondateur de l'observatoire du parc provincial Killarney et écrivain scientifique. Il est l'auteur du livre Guide du campeur sur l'univers et contribue fréquemment au blogue mensuel « Eyes on the Skies » de Parcs Ontario.

Les auteurs souhaitent remercier les aînés et les gardiens du savoir de la Wiikwemkoong Heritage Organization pour leur révision et leurs commentaires sur cet article, notamment Brian Peltier et Madeline W.émigrés.


Les premières galaxies nées plus tôt après le Big Bang que prévu

Selon une nouvelle étude, les premières galaxies se sont peut-être formées beaucoup plus tôt que prévu, à peine 200 millions d'années après la naissance de l'univers.

À l'aide de plusieurs télescopes différents, les astronomes ont découvert une galaxie lointaine dont les étoiles semblent s'être formées 200 millions d'années après le Big Bang, l'événement explosif qui a donné naissance à l'univers.

C'est environ 300 millions d'années plus tôt que les plus anciennes galaxies connues auparavant. L'univers lui-même est estimé à 13,7 milliards d'années.

La découverte pourrait forcer les astronomes à repenser ce qu'ils semblent savoir sur le cosmos et ses débuts, ont déclaré les chercheurs. [Photo de la nouvelle galaxie]

"Cela remet en question les théories sur la rapidité avec laquelle les galaxies se sont formées et ont évolué au cours des premières années de l'univers", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Johan Richard, du Centre français de recherche astronomique de Lyon, dans un communiqué. "Cela pourrait même aider à résoudre le mystère de la façon dont le brouillard d'hydrogène qui remplissait l'univers primitif a été éliminé."

Dans une galaxie lointaine, très lointaine

La nouvelle galaxie n'est pas la galaxie la plus éloignée jamais détectée, plusieurs avec des étoiles plus jeunes ont été repérées à de plus grandes distances, ont déclaré les chercheurs.

Richard et son équipe ont repéré la nouvelle galaxie avec deux instruments de la NASA, le télescope spatial Hubble et le télescope spatial Spitzer. [Photos spectaculaires de Hubble]

Ils ont détecté la galaxie à travers un amas de galaxies appelé Abell 383, dont la puissante gravité courbe les rayons lumineux presque comme le ferait une loupe. L'alignement de la nouvelle galaxie, Abell 383 et la Terre a amplifié la lumière de la galaxie, permettant aux chercheurs de faire des observations détaillées.

"Sans cette grande lentille dans l'espace, nous ne pourrions pas étudier des galaxies aussi faibles avec les installations d'observation actuellement disponibles", a déclaré le co-auteur de l'étude Eiichi Egami de l'Université de l'Arizona. &ldquoGrâce à la nature, nous avons cette formidable opportunité de voir notre univers tel qu'il était il y a des éons.&rdquo

À l'aide du télescope Keck-2 à Hawaï, l'équipe a ensuite analysé la lumière de la galaxie, déterminant son décalage vers le rouge. "Redshift" mesure la distance à laquelle un objet s'est éloigné de la Terre à mesure que l'espace s'étend, grâce à des observations de l'étirement de la lumière de l'objet vers des longueurs d'onde plus longues (ou plus rouges).

La lumière des objets qui s'éloignent de nous se déplace vers l'extrémité rouge du spectre à mesure que ses longueurs d'onde s'étirent. Le changement, connu sous le nom de phénomène Doppler, se produit sur Terre lorsque les ondes sonores d'une ambulance changent de hauteur lorsque l'ambulance se déplace vers vous plutôt que de s'éloigner de vous.

Les astronomes utilisent des mesures de décalage vers le rouge pour déterminer la distance d'un objet et, par extension, son âge. Plus le redshift est grand, plus la distance est grande.

L'univers&rsquos premières galaxies

Le décalage vers le rouge de la nouvelle galaxie s'est avéré être de 6,027, ce qui indique que les astronomes le voient tel qu'il est apparu lorsque l'univers avait environ 950 millions d'années.

Cependant, les étoiles de la galaxie semblent avoir au moins 750 millions d'années, ce qui signifie qu'elles doivent s'être formées à peine 200 millions d'années environ après le Big Bang. C'est quelques centaines de millions d'années plus tôt que les astronomes ne pensaient que la formation des galaxies avait commencé. D'autres études avaient détecté des galaxies plus lointaines qui semblent s'être formées environ 500 millions d'années après la naissance de l'univers.

"Notre travail confirme certaines observations antérieures qui avaient laissé entendre la présence d'étoiles anciennes dans les galaxies primitives", a déclaré le co-auteur Dan Stark, de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni. "Cela suggère que les premières galaxies existent depuis beaucoup plus longtemps qu'on ne le pensait auparavant.»

Richard et son équipe publient leurs résultats dans un prochain numéro des Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L'univers primitif expliqué?

La découverte a des implications au-delà de la question de savoir quand les galaxies se sont formées pour la première fois, ont déclaré les chercheurs. Par exemple, cela peut aider à expliquer comment l'univers est devenu "réionisé".

Environ 300 000 ans après le Big Bang, l'hydrogène dans l'univers était neutre, ce qui signifie qu'il ne portait aucune charge. Au cours du prochain milliard d'années, cependant, quelque chose a émis suffisamment de rayonnement pour ioniser la majeure partie de cet hydrogène, le divisant en ses électrons et protons constitutifs. Cette réionisation a rendu l'hydrogène transparent à la lumière ultraviolette, dissipant le "brouillard" de l'univers primitif.

Les astronomes soupçonnaient que le rayonnement qui alimentait cette réionisation devait provenir des galaxies. Mais les chercheurs n'avaient pas trouvé suffisamment de galaxies candidates anciennes et distantes pour fournir le rayonnement nécessaire.

La nouvelle étude pourrait aider à résoudre cette énigme, ont déclaré les chercheurs.

"Il semble probable qu'il y ait en fait beaucoup plus de galaxies dans l'univers primitif que nous ne l'avions estimé auparavant - c'est juste que de nombreuses galaxies sont plus anciennes et plus faibles, comme celle que nous venons de découvrir", a déclaré le co-auteur Jean-Paul Kneib, du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille en France.

A ce jour, on ne peut découvrir ces galaxies qu'en les observant à travers des amas massifs qui font office de télescopes cosmiques, comme le fait Abell 383. Cependant, le télescope spatial James Webb de prochaine génération de la NASA se spécialisera dans les observations à haute résolution d'objets éloignés et fortement décalés vers le rouge.

Le télescope spatial James Webb, un observatoire spatial infrarouge dont le lancement est prévu au plus tôt à l'automne 2015, pourrait aider à résoudre ce mystère et d'autres, ont déclaré des chercheurs.


IRA FLATOW : C'est le vendredi de la science. Je suis Ira Flatow. Très bien tout le monde, marquez vos calendriers. Le 19 octobre 2017, le jour où les astronomes ont aperçu notre tout premier visiteur extérieur à notre système solaire. OK bien. Ce n'était pas un vaisseau spatial extraterrestre, mais c'était toujours interstellaire. Un morceau de roche spatiale traversant notre quartier cosmique à toute allure comme un étranger à travers la ville. Et contrairement à nos propres météorites, nous ne reverrons plus jamais celle-ci.

Comment savons-nous que cet objet vient d'au-delà de notre système solaire ? Et qu'avons-nous appris d'elle pendant qu'elle était ici, fugitivement ici ? Notre expert en roches spatiales, Meenakshi Wadhwa, est directeur du Center for Meteorite Studies à l'Arizona State University. Bienvenue au Vendredi des sciences.

MEENAKSHI WADHWA : Salut, Ira. Heureux d'être ici.

IRA FLATOW : Nous avons donc fait venir un visiteur dans notre quartier cosmique. Comment savons-nous que c'était un visiteur, pas seulement l'une de nos propres météorites ?

MEENAKSHI WADHWA : Eh bien, nous pensons qu'il est venu de l'extérieur de notre système solaire basé principalement sur la vitesse et sa trajectoire, mais principalement sur la trajectoire. Il a donc une orbite hyperbolique, ce qui semble suggérer qu'il vient d'un tout autre système stellaire.

IRA FLATOW : Hyperbolique veut dire quoi ?

MEENAKSHI WADHWA : Eh bien, quand vous pensez à toutes les planètes, astéroïdes et comètes qui se sont formés dans notre propre système solaire, elles ont toutes ces orbites elliptiques qui sont des boucles fermées, ce qui signifie que ces objets sont liés gravitationnellement au soleil. Mais lorsque vous avez un objet hyperbolique, lorsque vous avez un objet qui a un objet hyperbolique, l'orbite ne se referme pas sur elle-même et indique essentiellement que l'objet n'est pas lié gravitationnellement au soleil. Cela devait donc venir d'ailleurs, de l'extérieur de notre système solaire.

IRA FLATOW : Alors, serait-il correct de dire que si vous ne l'avez pas vu, vous l'avez manqué, il est parti ?

MEENAKSHI WADHWA : Exactement. Exactement. Au moment où nous parlons, il réserve en fait son chemin en dehors de notre système solaire.

IRA FLATOW : Euh. Savons-nous d'où il vient ?

MEENAKSHI WADHWA : Eh bien, quand il a été observé sur la base de sa trajectoire, il semble venir de la direction de l'étoile Vega, qui est dans la constellation de la Lyre. Mais c'est une sorte de direction apparente d'où il vient, mais il n'est peut-être pas originaire de là fondamentalement. En fin de compte, nous ne savons vraiment pas d'où il vient et depuis combien de temps il traverse l'espace interstellaire.

IRA FLATOW : Alors, est-ce le premier objet de quelque taille que ce soit à entrer dans notre système solaire de l'extérieur ?

MEENAKSHI WADHWA : Eh bien, ce qui est intéressant, c'est que c'est le premier objet macro. Nous savons donc qu'il y a en fait de la poussière interstellaire qui pénètre dans notre propre système solaire, et nous l'avons capturé. Les vaisseaux spatiaux, comme Stardust, ont capturé la poussière interstellaire. Et il y a aussi de la poussière interstellaire dans les météorites. Mais c'est le premier objet dont la taille est une macro. Vous pouvez en fait estimer qu'il faisait environ 160 mètres de diamètre, je pense, c'est ce que l'on estime à l'heure actuelle.

IRA FLATOW : Étions-nous capables de dire de quoi il était fait et de voir s'il était différent de ce que nous avons ici ?

MEENAKSHI WADHWA : Eh bien, c'est donc une autre très bonne question, et je pense qu'il y a eu des études optiques. Ils ont donc examiné très brièvement le spectre de cet objet particulier, et il ressemble beaucoup à certains objets de notre propre système solaire, certains objets de la ceinture de Kuiper, par exemple. Il a une couleur rougeâtre, mais cette information est très, très limitée. Et j'aimerais bien en avoir un échantillon dans mon laboratoire, bien sûr, mais cela n'arrivera pas de si tôt.

IRA FLATOW : Eh bien, comment savez-vous qu'il n'y en a pas sur terre quelque part ? C'est & #8217s–

MEENAKSHI WADHWA : Eh bien, une autre très bonne question, bien sûr. Nous avons beaucoup de météorites dans nos collections, et nous savons de quoi elles sont faites. Un rocher interstellaire, maintenant à quoi cela ressemble-t-il? C'est un très bon exercice de réflexion, mais nous savons que nous avons des grains interstellaires dans les météorites. Et nous pouvons en fait les différencier des autres matières du système solaire en fonction de leurs signatures chimiques. Et donc, mon hypothèse est que nous serions capables de dire sur la base des signatures chimiques si nous avions une roche si différente de tout ce que nous avons dans nos collections, nous le savons. Et nous n'avons pas réellement vu une tour entière avec une composition distincte comme celle-là.

IRA FLATOW : Eh bien, vous êtes un collectionneur de météorites, n'est-ce pas ? Vous aimez–

IRA FLATOW : Eh bien, à quel point seriez-vous excité de trouver un rocher ?

MEENAKSHI WADHWA : J'aimerais un jour si nous avions une météorite interstellaire à étudier dans notre laboratoire. Ce serait génial.

IRA FLATOW : Quelles sont les chances que vous pensiez qu'un autre vienne de notre vivant ?

MEENAKSHI WADHWA : En fait, il est surprenant que nous n'ayons pas vu plus de ces types d'objets parce que nous pensons que la probabilité que des objets soient éjectés d'autres systèmes solaires est en fait assez élevée. Tout comme nous pensons que de notre propre système solaire, des astéroïdes et des objets cométaires sont éjectés de notre propre système solaire. En particulier, pendant les phases initiales de la formation du système solaire lorsque les planètes géantes se formaient, l'interaction de la gravité de ces planètes géantes avec certains de ces objets a fondamentalement projeté beaucoup de matière dans l'espace interstellaire. Je me serais donc attendu à voir ce type d'objets plus souvent en fait, et nous le verrons probablement à l'avenir. J'espère que nous le ferons.

IRA FLATOW : Je veux dire, quand vous y pensez, c'est de là que tout notre système solaire doit provenir d'ailleurs, n'est-ce pas ?

MEENAKSHI WADHWA : Bien sûr. Je veux dire, nous avons été formés à l'origine à partir d'un nuage de gaz et de poussière, et la poussière s'est évidemment formée autour d'autres étoiles quelque part. Et nous sommes un agrégat de tout ce matériel, comme nos autres systèmes stellaires qui nous entourent. Ce sont des agrégats de toutes sortes de poussières et de gaz interstellaires qui se sont formés dans les planètes. De toute évidence, il s'agit de processus similaires. Mais nous savons, grâce aux observations spectroscopiques d'autres étoiles, qu'en fait, il existe une grande variabilité dans les compositions chimiques des différentes étoiles. Et donc, lorsque vous pensez aux roches qui se forment dans différents systèmes solaires, elles peuvent ou non avoir le même type de composition que nous avons pour les roches de notre système, à partir de météorites de notre propre système solaire.

IRA FLATOW : Eh bien, c'est excitant. Last week, we learned about all this gold coming from a collision of neutron stars. Now–

MEENAKSHI WADHWA: Yes, wasn’t that exciting?

IRA FLATOW: Now hearing about the rock coming through our solar system. It’s a lot of fun stuff to talk about.

MEENAKSHI WADHWA: Absolutely, This has been a bonanza for planetary scientists and astronomers these last couple of months.

IRA FLATOW: Well, Dr. Wadhwa, thank you for taking time to be with us today.

MEENAKSHI WADHWA: Thank you.

IRA FLATOW: Dr. Wadhwa is Director of the Center for Meteorite Studies at Arizona State University in Tempe.


The Life (& Death) of The Universe’s First Star

More than 13.8 billion years ago, out popped the universe, or at least the raw ingredients for it, in an event to beat all events, now called the Big Bang. The package from which it sprang is by no means neat or tidy. Nor is it wrapped in a pretty bow, but understanding these first few moments, along with those that preceded them, is paramount to understanding every facet of the universe as we know it today (from the quantum realm all the way to the large-scale stuff).

Based on our current understanding of the universe’s formative years, space was a soupy mess—much too hot for charged electrons and protons to come together to produce electrically neutral hydrogen atoms. That is, until about 378,000 years old after the big bang, a period of time known as the recombination era. From there, the very first generation of stars came into being, sparking the end of the so-called dark ages. However, the first generation of stars behaved a lot differently than those that live and die in this current epoch.

Now, researchers from the University of California, Santa Cruz and the University of Minnesota have formulated “explosive” renderings that show the death of the first star to ever grace the universe with its presence.

Computer simulations show that, in death, the star itself — which, like other stars in its age-group, weighed between 55,000 and 56,000 solar masses — could have disintegrated into nothingness, not even leaving a black hole behind. However, a key point in its demise was when it ejected the bulk of its heavy metals out into the interstellar medium—from which, the universe formed.

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“We found that there is a narrow window where supermassive stars could explode completely instead of becoming a supermassive black hole—no one has ever found this mechanism before,” says Ke-Jung Chen, a postdoctoral researcher and the lead author of the paper.

The physicists used the supercomputers situated at the Department of Energy’s (DOE’s) National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) and Minnesota Supercomputing Institute at the University of Minnesota to run the new simulations. What’s more is that they employed the use of something called CASTRO (short for “Compressible Astrophysics”) — a code that was developed by DOE’s Lawrence Berkeley National Laboratory’s (Berkeley Lab’s) Computational Research Division — along with a different code called KEPLER..

KEPLER is sophisticated in the fact that it was designed to factor in important functions like nuclear fusion and stellar convection (the internal mechanism that circulates fuel throughout a star), and, relevantly, for massive stars, “photo-disintegration of elements, electron-positron pair production, and special relativistic effects.” (The last part is particularly important for stars that pass over 1,000 solar masses threshold).

Using both codes in conjunction with one another, they learned that stars in the 55,000 to 56,000 solar mass weight class live for just 1.69 million years until relativistic effects knock the stars off-kilter, sending them on a downward spiral that culminates in the stars collapsing in on themselves and going supernova.

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However, to backtrack a bit, just before the trigger is pulled, larger stars start feverishly synthesizing heavier elements in their core, like oxygen, magnesium, neon, leading up to iron. Once they start burning iron (the heaviest element stars can fuse), they are as good as dead, as the release of pent-up energy irrevocably destabilizes the stars, triggering the expulsion of the elements that were synthesized during a high-mass star’s final moments. This gravitational binding energy, conversely, also prevents the star from further collapsing into a singularity (something called neutron degeneracy also plays a huge role).

However, the new simulation sheds additional light on how the process differed in a first generation star. According to the researchers, “These simulations show that once collapse is reversed, Rayleigh-Taylor instabilities mix heavy elements produced in the star’s final moments throughout the star itself.”

“Depending on the intensity of the supernovae, some supermassive stars could, when they explode, enrich their entire host galaxy and even some nearby galaxies with elements ranging from carbon to silicon. In some cases, supernova may even trigger a burst of star formation in its host galaxy, which would make it visually distinct from other young galaxies.”

The team hopes these signatures might be perceptible with help from the European Space Agency’s upcoming Euclid near-infrared observatory, which won’t launch for another year.


Map of the Nearby Universe Created by Cosmic Cartographers Reveals the Diversity of Star-Forming Galaxies

Using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) scientists conducted a census of nearly 100 galaxies in the nearby Universe. This census helped them to characterize the diverse appearances and behaviors of stellar nurseries within these galaxies. The survey concluded that contrary to popular scientific opinion, not all stellar nurseries look or act the same way. In fact, as shown in this montage, they are all as different as the neighborhoods, cities, regions, and countries that make up our own world. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO)

Study reveals that the makeup and life cycle of star-forming clouds is dependent on location.

A team of astronomers using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) has completed the first census of molecular clouds in the nearby Universe, revealing that contrary to previous scientific opinion, these stellar nurseries do not all look and act the same. In fact, they’re as diverse as the people, homes, neighborhoods, and regions that make up our own world.

Stars are formed out of clouds of dust and gas called molecular clouds, or stellar nurseries. Each stellar nursery in the Universe can form thousands or even tens of thousands of new stars during its lifetime. Between 2013 and 2019, astronomers on the PHANGS — Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS — project conducted the first systematic survey of 100,000 stellar nurseries across 90 galaxies in the nearby Universe to get a better understanding of how they connect back to their parent galaxies.

“We used to think that all stellar nurseries across every galaxy must look more or less the same, but this survey has revealed that this is not the case, and stellar nurseries change from place to place,” said Adam Leroy, Associate Professor of Astronomy at Ohio State University (OSU), and lead author of the paper presenting the PHANGS ALMA survey. “This is the first time that we have ever taken millimeter-wave images of many nearby galaxies that have the same sharpness and quality as optical pictures. And while optical pictures show us light from stars, these ground-breaking new images show us the molecular clouds that form those stars.”

The scientists compared these changes to the way that people, houses, neighborhoods, and cities exhibit like-characteristics but change from region to region and country to country.

“To understand how stars form, we need to link the birth of a single star back to its place in the Universe. It’s like linking a person to their home, neighborhood, city, and region. If a galaxy represents a city, then the neighborhood is the spiral arm, the house the star-forming unit, and nearby galaxies are neighboring cities in the region,” said Eva Schinnerer, an astronomer at the Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) and principal investigator for the PHANGS collaboration “These observations have taught us that the “neighborhood” has small but pronounced effects on where and how many stars are born.”

To better understand star formation in different types of galaxies, the team observed similarities and differences in the molecular gas properties and star formation processes of galaxy disks, stellar bars, spiral arms, and galaxy centers. They confirmed that the location, or neighborhood, plays a critical role in star formation.

“By mapping different types of galaxies and the diverse range of environments that exist within galaxies, we are tracing the whole range of conditions under which star-forming clouds of gas live in the present-day Universe. This allows us to measure the impact that many different variables have on the way star formation happens,” said Guillermo Blanc, an astronomer at the Carnegie Institution for Science, and a co-author on the paper.

“How stars form, and how their galaxy affects that process, are fundamental aspects of astrophysics,” said Joseph Pesce, National Science Foundation’s program officer for NRAO/ALMA. “The PHANGS project utilizes the exquisite observational power of the ALMA observatory and has provided remarkable insight into the story of star formation in a new and different way.”

Annie Hughes, an astronomer at L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), added that this is the first time scientists have a snapshot of what star-forming clouds are really like across such a broad range of different galaxies. “We found that the properties of star-forming clouds depend on where they are located: clouds in the dense central regions of galaxies tend to be more massive, denser, and more turbulent than clouds that reside in the quiet outskirts of a galaxy. The lifecycle of clouds also depends on their environment. How fast a cloud forms stars and the process that ultimately destroys the cloud both seem to depend on where the cloud lives.”

This is not the first time that stellar nurseries have been observed in other galaxies using ALMA, but nearly all previous studies focused on individual galaxies or part of one. Over a five-year period, PHANGS assembled a full view of the nearby population of galaxies. “The PHANGS project is a new form of cosmic cartography that allows us to see the diversity of galaxies in a new light, literally. We are finally seeing the diversity of star-forming gas across many galaxies and are able to understand how they are changing over time. It was impossible to make these detailed maps before ALMA,” said Erik Rosolowsky, Associate Professor of Physics at the University of Alberta, and a co-author on the research. “This new atlas contains 90 of the best maps ever made that reveal where the next generation of stars is going to form.”

For the team, the new atlas doesn’t mean the end of the road. While the survey has answered questions about what and where, it has raised others. “This is the first time we have gotten a clear view of the population of stellar nurseries across the whole nearby Universe. In that sense, it’s a big step towards understanding where we come from,” said Leroy. “While we now know that stellar nurseries vary from place to place, we still do not know why or how these variations affect the stars and planets formed. These are questions that we hope to answer in the near future.”

Ten papers detailing the outcomes of the PHANGS survey are presented this week at the 238th meeting of the American Astronomical Society.

Reference: “PHANGS-ALMA: Arcsecond CO(2-1) Imaging of Nearby Star-Forming Galaxies” by Adam K. Leroy, Eva Schinnerer, Annie Hughes, Erik Rosolowsky, Jérôme Pety, Andreas Schruba, Antonio Usero, Guillermo A. Blanc, Mélanie Chevance, Eric Emsellem, Christopher M. Faesi, Cinthya N. Herrera, Daizhong Liu, Sharon E. Meidt, Miguel Querejeta, Toshiki Saito, Karin M. Sandstrom, Jiayi Sun, Thomas G. Williams, Gagandeep S. Anand, Ashley T. Barnes, Erica A. Behrens, Francesco Belfiore, Samantha M. Benincasa, Ivana Bešlić, Frank Bigiel, Alberto D. Bolatto, Jakob S. den Brok, Yixian Cao, Rupali Chandar, Jérémy Chastenet, I-Da Chiang, Enrico Congiu, Daniel A. Dale, Sinan Deger, Cosima Eibensteiner, Oleg V. Egorov, Axel García-Rodríguez, Simon C. O. Glover, Kathryn Grasha, Jonathan D. Henshaw, I-Ting Ho, Amanda A. Kepley, Jaeyeon Kim, Ralf S. Klessen, Kathryn Kreckel, Eric W. Koch, J. M. Diederik Kruijssen, Kirsten L. Larson, Janice C. Lee, Laura A. Lopez, Josh Machado, Ness Mayker, Rebecca McElroy, Eric J. Murphy, Eve C. Ostriker, Hsi-An Pan, Ismael Pessa, Johannes Puschnig, Alessandro Razza, Patricia Sánchez-Blázquez, Francesco Santoro, Amy Sardone, Fabian Scheuermann, Kazimierz Sliwa, Mattia C. Sormani, Sophia K. Stuber, David A. Thilker, Jordan A. Turner, Dyas Utomo, Elizabeth J. Watkins, Bradley Whitmore, Accepted, Astrophysical Journal Supplement.
arXiv: 2104.07739


Galileo paid a high price for his contributions

But challenging the Aristotelian or Ptolemaic theories about the Earth’s role in the universe was dangerous stuff. Geocentrism was, in part, a theoretical underpinning of the Roman Catholic Church. Galileo’s work brought him to the attention of Church authorities, and in 1615, he was called before the Roman Inquisition, accused of heresy for beliefs which contradicted Catholic scripture. The following year, the Church banned all works that supported Copernicus’ theories and forbade Galileo from publicly discussing his works.

Galileo kept quiet for more than 15 years, during which he quietly continued his experiments. In 1632, after the election of a new pope who he considered more liberal, he published another book, Dialogue on the Two Chief World Systems, Ptolemaic and Copernican, which argued both sides of the scientific (and religious) debate but fell squarely on the side of Copernicus’ heliocentrism. Galileo was once again summoned to Rome. In 1633, following a trial, he was found guilty of suspected heresy, forced to recant his views and sentenced to house arrest until his death in 1642.

It took nearly 200 years after Galileo’s death for the Catholic Church to drop its opposition to heliocentrism. In 1992, after a decade-long process and 359 years after his heresy conviction, Pope John Paul II formally expressed the Church’s regret over Galileo’s treatment. In 1995, an unmanned NASA spacecraft named Galileo landed on Jupiter to begin a multi-year study of the planet and its moons, which Galileo had helped identify in 1610.


Voir la vidéo: Taidepiste: Miksi hitaus ja vaivannäkö kannattaa? (Janvier 2022).