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10 mystères cosmiques énigmatiques que nous avons récemment résolus
Les découvertes des astronomes conduisent souvent à davantage de questions sans répondre à celles que nous avons déjà. Mais au cours de la dernière année, les scientifiques ont résolu 10 mystères cosmiques qui les avaient intrigués pendant des années.
10Quel est cet objet bizarre au centre de notre galaxie?
Pendant longtemps, les astronomes ont essayé de comprendre la nature de G2, un corps inexpliqué situé au centre de notre galaxie. Au début, ils pensaient que G2 était un nuage d'hydrogène gazeux se dirigeant vers le grand trou noir de notre Voie Lactée. Mais G2 n'agissait pas comme un nuage d'hydrogène pris dans l'attraction gravitationnelle d'un trou noir. Si cela avait été le cas, G2 aurait explosé lors d’un grand spectacle pyrotechnique qui aurait considérablement modifié le trou noir. Au lieu de cela, G2 est resté en orbite, pratiquement inchangé.
Une équipe d'astronomes de l'UCLA a finalement résolu le casse-tête à l'aide des télescopes avancés du WM d'Hawaï. Observatoire Keck. Grâce à l'optique adaptative, ces télescopes ont compensé la distorsion de l'atmosphère terrestre pour donner une image plus claire de l'espace à proximité du trou noir.
Les astronomes ont appris que G2 est une énorme étoile entourée de gaz et de poussière, probablement issue de la fusion d'une paire d'étoiles binaires. La gravité d'un trou noir provoque ce type de fusion et peut éventuellement créer une classe entière d'étoiles binaires fusionnées, similaires à G2, proches du trou noir. Ce type d'étoile fusionnée s'étendra pendant plus d'un million d'années, puis finira par s'établir.
Le G2 en expansion connaît également une «fission des spaghettis», autrement appelée allongement, qui se produit couramment parmi les gros objets proches d'un trou noir.
9Les galaxies naines à proximité ont-elles la bonne substance?
La voie lactée est la plus grande galaxie d'un groupe de galaxies unies par la gravité. Nos galaxies voisines les plus proches sont connues sous le nom de galaxies naines sphéroïdales. Les astronomes se demandaient si ces galaxies naines proches avaient les conditions nécessaires pour former des étoiles comme dans les galaxies naines irrégulières situées à plus de 1 000 années-lumière du bord de la Voie lactée (mais non liées à notre galaxie par gravité). Ces galaxies naines éloignées contiennent de grandes quantités d'hydrogène neutre, qui alimente la formation d'étoiles.
À l'aide de radiotélescopes sensibles, les astronomes ont découvert que les galaxies naines en orbite autour d'une certaine limite autour de la Voie Lactée ne contiennent absolument pas d'hydrogène gazeux pour former des étoiles. La voie lactée est le coupable, plus précisément le halo de plasma d'hydrogène chaud qui entoure notre galaxie. Lorsque des galaxies naines à proximité gravitent autour de la Voie lactée, la pression exercée par la vitesse de leurs orbites enlève le gaz d'hydrogène neutre des galaxies. Donc, ces galaxies sont incapables de former des étoiles.
8Quelle quantité de matière noire y a-t-il vraiment?
Selon la théorie Lambda Cold Dark Matter, l'explication la plus récente de la formation des galaxies, nous devrions pouvoir voir à l'oeil nu plusieurs grandes galaxies satellites autour de notre propre galaxie, la Voie Lactée. Mais nous ne pouvons pas.
Ainsi, le Dr Prajwal Kafle, astrophysicien de l’Université de Western Australia, a décidé de comprendre pourquoi en mesurant la quantité de matière noire dans la Voie lactée. "Les étoiles, la poussière, toi et moi, tout ce que nous voyons ne représente que 4% de l'univers entier", a-t-il déclaré. "Environ 25% de la matière noire, et le reste est de l'énergie noire."
À l'aide d'une technique de 1915 (avant même que la matière noire ne soit découverte), Kafle a mesuré la quantité de matière noire dans notre galaxie en effectuant une étude détaillée de la vitesse des étoiles dans la Voie lactée. Il a même regardé les bords de notre galaxie. Sa nouvelle mesure a montré que nous avons dans notre galaxie 50% moins de matière noire que les astronomes le croyaient.
En utilisant la nouvelle mesure de la matière noire de Kafle, la théorie de la matière noire froide Lambda prédit que nous ne devrions voir que trois galaxies satellites autour de la Voie lactée. Cela correspond à ce que voient les astronomes: le petit nuage magellanique, le grand nuage magellanique et la galaxie naine du Sagittaire. Dr. Kafle a résolu un mystère qui a hanté les astronomes pendant environ 15 ans.
Les scientifiques ont également pu mesurer la vitesse nécessaire pour échapper à la pesanteur de notre galaxie: 550 kilomètres par seconde. C'est 50 fois plus rapide que la vitesse requise par une fusée pour quitter la surface de la Terre.
7Que se passe-t-il dans une étoile qui explose?
En utilisant l'interférométrie radio (en mélangeant les données de plusieurs radiotélescopes pour obtenir une image plus claire), en décembre 2013, les astronomes ont pu voir une étoile devenir une étoile qui explose. Cela leur a permis de résoudre le mystère de la création de rayons gamma, un rayonnement électromagnétique de haute énergie.
Comme Tim O'Brien de l'Université de Manchester l'a expliqué: «Une nova se produit lorsque le gaz d'une étoile compagnon tombe sur la surface d'une étoile naine blanche [mourante] dans un système binaire [deux étoiles qui gravitent autour l'une de l'autre]. Cela déclenche une explosion thermonucléaire à la surface de l'étoile, qui propulse le gaz dans l'espace à une vitesse de plusieurs millions de kilomètres à l'heure. "
Parfois, une nova produit une nouvelle étoile, mais l'explosion est difficile à prévoir. Le matériau éjecté va vers l'extérieur, se déplaçant rapidement le long du plan orbital des étoiles. Au bout d'un moment, un flux encore plus rapide de particules en provenance de l'étoile naine blanche entre en collision avec la matière dont le mouvement est plus lent. Le choc qui en résulte accélère suffisamment les particules pour créer des rayons gamma.
6Pourquoi n'y a-t-il pas un visage de l'autre côté de la lune?
Depuis 1959, lorsque le vaisseau spatial soviétique Luna 3 nous a laissé voir pour la première fois la face cachée de la Lune, les astronomes sont perplexes sur le problème des hauts-fonds lunaires de la face cachée de la Farside. Personne ne pouvait expliquer pourquoi le côté éloigné était si différent du côté face à la Terre de la Lune. Le côté éloigné était un patchwork de cratères et de montagnes, mais il n’y avait presque pas de maria (zones sombres constituées de mers plates de basalte) comme nous le voyons du côté face à la Terre.La Maria produit le visage de l'homme dans la lune.
Les astrophysiciens de Penn State croient avoir résolu le mystère. L'absence de mers de l'autre côté de la Lune reflète l'épaisseur de la croûte et une accumulation plus importante d'aluminium et de calcium.
Une théorie suggère qu'un objet de la taille de Mars est entré en collision avec la Terre. Avec les couches extérieures de la Terre, elle a été éjectée dans l’espace pour finalement former la Lune. Mais un verrouillage de marée entre la Terre et la Lune a gardé le même côté de la Lune toujours face à la Terre en fusion. La face de la Lune faisant face à la Terre est restée chaude, tandis que la face cachée de la Lune s'est refroidie lentement. Cela a produit une croûte plus épaisse de l'autre côté.
Les astrophysiciens de Penn State pensent que cette croûte plus épaisse a empêché le basalte magmatique de remonter à la surface. Les météoroïdes auraient percé la croûte plus mince du côté de la Lune faisant face à la Terre et auraient libéré de la lave basaltique, formant ainsi la mers formant l'homme dans la Lune.
Selon des chercheurs du MIT, de nouvelles informations provenant de la mission GRAIL de la NASA montrent que l'homme sur la Lune pourrait avoir été causé par un vaste panache de magma à l'intérieur de la Lune, et non par un coup de pinceau d'astéroïde. Cependant, le groupe MIT n'est pas sûr de la façon dont le panache est apparu. Ils ne peuvent probablement pas confirmer leur théorie sans une autre mission lunaire.
5Qu'est-ce que c'est que cette lueur dans l'espace?
Si vous regardez un ciel dégagé la nuit, vous verrez beaucoup d'étoiles. À l'aide d'un petit télescope, vous verrez également des planètes, des nébuleuses et des galaxies. Mais si vous utilisez un détecteur de rayons X, vous verrez la lueur brillante des rayons X dans tout le ciel, connue sous le nom de fond diffus de rayons X.
La source de la lueur est un mystère depuis environ 50 ans. Il y a trois possibilités. Il pourrait provenir d'au-delà de notre système solaire, d'une «bulle chaude locale» de gaz ou être produit dans notre système solaire. Les chercheurs ont lancé une fusée de la NASA pour mesurer l’émission diffuse de rayons X et ont finalement été en mesure de résoudre le mystère.
La majeure partie des émissions provient de la bulle de gaz chaude locale, à des centaines d'années-lumière de la Terre, le reste (qui ne dépasse pas 40%) des émissions produites par notre système solaire, à quelques unités astronomiques de la Terre seulement. La bulle chaude peut avoir été causée par des vents stellaires et des explosions de supernova qui créent de grands trous dans l’espace situé entre les étoiles. Si une autre supernova se produit dans cette zone vide, les gaz chauds émettant des rayons X peuvent créer une bulle.
Des rayons X sont également émis dans notre système solaire lorsque le vent solaire, qui libère des particules chargées du Soleil, frappe l’hydrogène et l’hélium neutres. Jusqu'à ce que les astronomes puissent expliquer la lueur dans le ciel, Massimiliano Galeazzi de l'Université de Miami résumait le mystère de la manière suivante: «C'est comme voyager de nuit et voir une lumière, sans savoir si la lumière vient de 10 ou 1 000 milles. . "
Maintenant, nous savons que c'est un peu des deux.
4Quelle est la distance réelle aux sept soeurs?
Les Pléiades, également connues sous le nom de «Sept soeurs», sont un groupe d'étoiles célèbre de la constellation du Taureau. Les astronomes le considèrent comme un laboratoire cosmique de centaines de jeunes étoiles qui se sont formées il y a environ 100 millions d'années. Les scientifiques ont utilisé les Pléiades pour comprendre comment se forment les amas d'étoiles. C'est également utile comme outil de mesure de base pour déterminer la distance aux autres amas d'étoiles.
Au départ, les astronomes ont convenu que Pléiades était à environ 430 années-lumière de la Terre. Mais ensuite, Hipparcos, un satellite européen censé mesurer avec plus de précision la distance à des milliers d'étoiles, a calculé que la distance à Pléiades était de 390 années-lumière. "Cela ne semble pas être une énorme différence, mais pour s'adapter aux caractéristiques physiques des étoiles de Pléiades, cela remettait en question notre compréhension générale de la formation et de l'évolution des étoiles", a expliqué Carl Mellis de l'Université de Californie.
À l'aide d'un réseau de radiotélescopes, les astronomes ont mesuré la distance qui les séparait des Pléiades à l'aide de la technique de parallaxe, dans laquelle les scientifiques ont examiné l'évolution des Pléiades à partir des extrémités opposées de l'orbite terrestre autour du Soleil. Cette nouvelle mesure était de 443 années-lumière, ce qui est supposé être à moins de 1% de la distance précise de la Terre aux Pléiades. Cela signifie que Hipparcos avait tort, ce qui pose de nouvelles questions sur la précision des distances calculées par rapport à 118 000 autres étoiles.
3Quelle est la taille de notre quartier galactique?
En utilisant des radiotélescopes sensibles pour déterminer les limites des superamas de galaxies, les astronomes ont découvert que notre galaxie, la Voie Lactée, appartenait à un superamas ginormeux récemment appelé «Laniakea» («ciel immense» en hawaïen). Le nom a été choisi en l'honneur des navigateurs polynésiens qui ont navigué dans l'océan Pacifique en utilisant les cieux pour les guider.
Contenant 100 000 galaxies, le superamas de Laniakea a un diamètre de 500 millions d'années-lumière et une masse de 100 millions de milliards de soleils. La Voie Lactée est située à la lisière de Laniakea. Les astronomes ont également développé de meilleures informations sur le Grand Attracteur, le point de gravité central de notre région d'espace intergalactique, qui attire notre groupe local de galaxies vers l'intérieur et influence le mouvement d'autres amas de galaxies.
"Nous avons enfin établi les contours qui définissent le superamas de galaxies que nous pouvons appeler chez nous", a déclaré R. Brent Tully de l'Université d'Hawaii. "Ce n'est pas sans chercher à découvrir pour la première fois que votre ville natale fait en réalité partie d'un pays beaucoup plus grand qui borde d'autres pays."
2Quel destin sinistre attend la Terre?
Les astronomes s’engagent dans un type d’archéologie céleste, où ils étudient les ruines des planètes après la mort de leurs hôtes.Les premiers résultats suggèrent un destin inquiétant pour la Terre.
Tout a commencé comme une mission visant à résoudre le mystère de la pollution des étoiles naines blanches mourantes. L'atmosphère d'une naine blanche, qui devrait être de l'hydrogène pur ou de l'hélium pur, est souvent contaminée par des éléments plus lourds tels que le carbone, le fer et le silicium.
À l'origine, les scientifiques croyaient que les éléments étaient poussés à la surface par un rayonnement extrême provenant de l'intérieur de l'étoile. Mais en utilisant un puissant télescope pour effectuer une analyse en profondeur, les astronomes ont pu voir les empreintes digitales d'éléments tels que le carbone, le phosphore, le silicium et le soufre lorsque ces éléments se trouvaient dans l'atmosphère de la naine blanche. Les étoiles dont l'atmosphère était contaminée présentaient un rapport silicium / carbone plus élevé que celui habituellement observé dans les étoiles. En fait, c'était le même rapport que dans les planètes rocheuses.
"Le mystère de la composition de ces stars est un problème que nous essayons de résoudre depuis plus de 20 ans", a déclaré le professeur Martin Barstow de l'Université de Leicester. "Il est excitant de se rendre compte qu'ils avalent les restes des systèmes planétaires, peut-être comme les nôtres."
Voilà donc le destin inquiétant qui attend la planète Terre. Dans des milliards d'années, notre planète ne sera plus qu'une pollution rocheuse parmi les restes mourants du Soleil.
1Comment va finir notre galaxie?
En résolvant un mystère concernant l'évolution des galaxies, les chercheurs ont également développé une meilleure compréhension du sort de notre galaxie de la Voie Lactée. Ils savent que l'évolution de certaines galaxies est affectée par des trous noirs supermassifs dans leurs centres, tout comme dans la Voie Lactée. Ces trous noirs rejettent presque tout le gaz froid des galaxies touchées. Sans gaz froid, ces galaxies ne peuvent pas former de nouvelles étoiles.
Tandis que les sorties d’hydrogène moléculaire font partie de la théorie de l’évolution galactique, les chercheurs ont été intrigués par l’accélération de ces sorties de gaz. En utilisant des télescopes avancés pour étudier la galaxie IC5063 voisine, les scientifiques ont découvert que des jets d'électrons à haute énergie, propulsés par des trous noirs centraux, accéléraient la sortie de l'hydrogène moléculaire.
Cela indique également le résultat final pour notre galaxie de la Voie Lactée, qui devrait entrer en collision avec notre voisin galactique, Andromeda, dans environ cinq milliards d'années. Lorsque les deux galaxies entrent en collision, le gaz s'accumule au centre du système et alimente son trou noir supermassif. Cela entraînera la formation de jets et éjectera tout gaz restant dans la galaxie. Lorsque cela se produira, la galaxie fusionnée ne pourra plus former de nouvelles étoiles.
+ Est-ce juste une illusion?
Nous pensons comprendre de plus en plus notre univers. Cependant, des scientifiques du laboratoire national d'accélération Fermi du département de l'Énergie des États-Unis utilisent un projet d'analyse laser appelé holomètre pour déterminer si nous vivons réellement dans un hologramme. Cela voudrait dire que notre monde 3-D n'est qu'une illusion, avec tout ce qui est réellement encodé dans de minuscules paquets 2-D.
Cela ressemblerait à la façon dont les personnages de séries télévisées pensent vivre dans un monde à trois dimensions, mais ils sont pris au piège sur un écran à deux dimensions. Les scientifiques pensent que les informations de notre univers peuvent être contenues dans des paquets tels que la manière dont les pixels d’un écran de télévision contiennent des points de données. Lorsque vous vous tenez près de votre téléviseur, vous pouvez voir des pixels individuels. Mais lorsque vous reculez, tous les pixels semblent former une seule image.
Il est possible que notre monde soit défini de cette façon, avec notre «pixel» d'espace égal à une zone d'environ 10 milliards de milliards de fois moins qu'un atome. "Nous voulons savoir si l'espace-temps est un système quantique au même titre que la matière", a déclaré Craig Hogan, de Fermilab. "Si nous voyons quelque chose, cela changera complètement les idées sur l'espace que nous utilisons depuis des milliers d'années."
Peut-être que ce sera notre monde zone floue moment.