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Une étude, dont les résultats intitulés «Large turbulent reservoirs of cold molecular gas around high-redshift starburst galaxies» sont publiés dans la revue Nature et disponibles en pdf, a permis, grâce au réseau ALMA, de détecter la présence de réservoirs turbulents de gaz froid autour de lointaines galaxies à formation d’étoiles, à partir de la découverte inédite de la molécule d’hydrure de carbone CH+.
Plus précisément, grâce à ALMA, ont été identifiés les signaux forts de la présence de CH+ dans cinq des six galaxies à formation d’étoiles étudiées, «parmi lesquelles figure le Cil Cosmique». Indiquons ici que la formation de CH+ «requiert une grande quantité d’énergie et son importante réactivité se traduit par une courte durée de vie et donc l’impossibilité d’être transportée sur de longues distances». Du fait que «la molécule de CH+ ne se forme qu’en de petites zones de dissipation des mouvements turbulents de gaz, sa détection permet de tracer les flux d’énergie à l’échelle galactique».
Concrètement, «les observations de CH+ révèlent l’existence d’ondes de choc de densité élevée alimentées par des vents galactiques chauds et rapides issus des régions galactiques de formation stellaire». Alors que ces vents «parcourent la galaxie et en expulsent la matière», leurs mouvements turbulents «permettent à une partie de cette matière de se retrouver piégée par l’attraction gravitationnelle de la galaxie» ce qui amène cette matière piégée à «s’assembler pour former de vastes réservoirs turbulents de gaz froid de faible densité, qui s’étendent à plus de 30 000 années lumière de la région de formation stellaire de la galaxie».
Au bout du compte, le traçage de la molécule de CH+ indique «que l’énergie est stockée au sein de vents puissants à l’échelle galactique et donne lieu à des mouvements turbulents au sein de réservoirs jusqu’alors inconnus de gaz froid situés en périphérie de la galaxie»: ces vents galactiques, «en acheminant la turbulence dans les réservoirs», prolongent «la durée de la phase de formation stellaire au lieu de l’interrompre».
Cependant, comme les seuls vents galactiques ne suffisent pas «à reconstituer les réservoirs de gaz nouvellement découverts», cette étude «suggère que l’apport de masse résulte de processus de fusion ou d’accrétion galactiques de flux de gaz cachés, conformément aux prédictions théoriques actuelles».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Grain boundary stability governs hardening and softening in extremely fine nanograined metals» ont été publiés dans la revue Science, a permis de mettre en évidence le rôle de la chimie locale des joints de grains sur le comportement mécanique d’alliages métalliques nanocristallins.
Notons tout d'abord que «les alliages métalliques sont généralement polycristallins, c’est-à-dire formés de grains cristallins dont la taille peut être millimétrique, micrométrique ou nanométrique». De ce fait, «les interfaces entre ces grains – ou joints de grain – jouent, avec les défauts d’empilement cristallin tels que les dislocations, un rôle important dans les propriétés mécaniques de ces alliages»: ainsi, «leur résistance mécanique est le plus souvent proportionnelle à l’inverse de la racine carrée de la taille des grains».
La loi de Hall et Petch * «qui rend compte du lien entre la contrainte nécessaire au mouvement des dislocations (permettant la déformation du matériau) et la taille de grains» indique que «plus ces derniers sont petits, plus il y a d’obstacles au mouvement des dislocations et plus la contrainte à fournir est importante». Il en découle qu'on observe «généralement un accroissement important de la résistance mécanique lorsque la taille de grains est réduite jusqu’à des dimensions de l’ordre d’une dizaine de nanomètres».
Cependant, «pour des tailles encore plus petites, d’autres mécanismes entrent en jeu pouvant conduire au contraire à une diminution de la résistance mécanique». Les mécanismes en question mettent en œuvre cette fois «les joints de grain eux-mêmes, comme par exemple leur mobilité (migration, rotation, glissement...)».
Pour sa part, l'étude ici présentée «montre que ces mécanismes alternatifs sont fortement affectés par la chimie locale des joints de grains et que ce phénomène peut être exploité pour contrôler la résistance des alliages métalliques nanocristallins»: plus précisément, «les alliages modèle Ni-Mo (nickel-molybdène) avec des tailles de grains comprises entre 5 et 30 nanomètres ont été étudiés et un accroissement significatif de la résistance mécanique (de 5 à 11 GPa) a été mis en évidence après traitement thermique». La sonde atomique tomographique, développée au GPM, a permis de «quantifier et localiser les modifications de la composition chimique au sein du matériau» et de «montrer un enrichissement en molybdène au niveau des joints de grains».
Cette étude, qui apporte «un regard nouveau sur les mécanismes conduisant aux limites de la loi de Hall et Petch pour des tailles de grains nanométriques», ouvre «de nouvelles perspectives pour la conception de matériaux à très haute résistance mécanique grâce au contrôle de la chimie locale des joints de grains».
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
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Une étude, dont les résultats intitulés «Discovery of a warm, dusty giant planet around HIP 65426» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics et disponibles en pdf, rapporte que, pour la première fois, l'instrument européen SPHERE, installé depuis 2014 sur le VLT de l'ESO au Chili, vient d'obtenir le cliché d'une exoplanète grâce à des méthodes de détection directe. Notons que, jusqu'à présent sur environ 3600 exoplanètes qui ont été détectées depuis 1995, «seule une poignée d'exoplanètes a pu être observée de manière directe».
Rappelons ici que «l'instrument SPHERE, installé sur le VLT depuis 2014, a pour principal objectif de détecter et de caractériser, au moyen de l'imagerie directe, des exoplanètes gazeuses et des disques de poussières autour d'étoiles proches du Soleil (jusqu'à quelques centaines d'années-lumière) avec une finesse et un contraste inégalés».
Cet outil «est équipé d'un miroir déformable qui corrige plus de 1200 fois par seconde et à une échelle nanométrique les effets de la turbulence atmosphérique» et «une autre technique de l'instrument, la coronographie, permet d'atténuer la lumière de l'étoile pour révéler celle de la planète». Il en découle que «SPHERE est capable de détecter le signal d'une planète jusqu'à un million de fois plus faible que celui de son étoile hôte» ce qui reviendrait à «détecter, depuis Paris, la lumière d'une bougie à 50 cm d'un phare situé à Marseille».
C'est ainsi qu'il vient de fournir le cliché de l'exoplanète immatriculée HIP65426b, qui est une planète jeune et massive qui orbite autour d'une étoile brillante à rotation rapide, située «à 385 années-lumière du Système solaire, dans l'association stellaire du Scorpion-Centaure âgée de 10 à 17 millions d'années». Cette étoile, HIP65426, deux fois plus massive que le Soleil, ne semble pas entourée d'un disque de débris, «comme c'est le cas pour la plupart des jeunes systèmes exoplanétaires».
HIP65426b, dotée d'une masse de 6 à 12 fois celle de Jupiter, évolue à une distance de son étoile qui est équivalente à 3 fois celle entre le Soleil et Neptune, la planète la plus lointaine de notre Système solaire, soit plus de 14 milliards de kilomètres. Son spectre indique une température de 1000 à 1400 degrés Celsius et «révèle l'existence d'eau dans son atmosphère et la probable présence de nuages (des caractéristiques semblables à certaines des exoplanètes imagées jusqu'ici)».
L'absence d'un disque de débris autour de HIP65426 alors que cette étoile tourne très rapidement, pose la question de «l'origine et la formation de la planète HIP65426b». Deux scénari possibles sont avancés «pour expliquer ce système singulier»: soit «l'exoplanète se serait formée dans un disque de gaz et de poussières et, une fois ce disque dissipé, aurait interagi avec d'autres planètes pour se déplacer vers une orbite si éloignée», soit l'étoile et la planète se seraient formées au même moment suivant le caneva d'un système binaire stellaire extrême mais l'une des deux étoiles étant plus massive, «l'autre n'aurait pas pu aller jusqu'au bout de son accrétion et serait devenue une planète, HIP65426b».
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Une étude, dont les résultats intitulés «The Cosmic V-Web» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal, a permis de réaliser, pour la première fois, une cartographie en 3D des grandes structures de l’Univers, y compris celles non observables par les méthodes classiques, grâce à l'analyse de près de 8 000 galaxies dont on connaît précisément les distances mais aussi les vitesses.
Rappelons tout d'abord qu'au cours des 13,8 milliards d'années d'histoire de l'Univers, «des forces attractives et répulsives ont agi pour concentrer la matière dans certaines régions et en laisser d'autres de plus en plus vides». Plus précisément, «les galaxies sont entrainées par des filaments vers les attracteurs gravitationnels» et «apparaissent repoussées par des régions vides». Cette distribution produit «un réseau de nœuds que l’on nomme la toile cosmique, historiquement définie grâce aux seules positions des galaxies».
Ce réseau a une structure «cohérente avec les routes déduites par les chercheurs au moyen de la mesure des vitesses des galaxies». De plus, la toile cosmique des vitesses permet de révéler «une cartographie de certaines régions jusque-là restées Terra Incognita, telle la 'zone d’obscuration galactique', où plusieurs filaments ont été découverts»: en fait, «cette zone restait inaccessible pour l’observation des galaxies et la détermination de leurs positions en raison de la poussière du disque de la Voie lactée, qui cache les galaxies situées au-delà».
L'architecture intriquée de la toile cosmique a pu être analysée et comparée «grâce aux capacités de visualisation du logiciel SDvision développé au CEA». Le modèle standard en cosmologie («les grandes structures de l’Univers se sont développées à partir de la croissance de minuscules fluctuations initiales sous l’influence notamment de la gravitation») se trouve conforté par la combinaison de la «reconstruction de l’Univers à partir des vitesses avec la cartographie des positions des galaxies».
En fin de compte, «avec les mouvements des galaxies, les chercheurs peuvent déterminer comment est distribuée la masse totale de l’Univers, constituée de matière ordinaire et de matière sombre cinq fois plus abondante» et la reconstruction de la toile cosmique des vitesses correspondante apporte une nouvelle façon d’appréhender et de compléter la carte cosmique existante.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Formation of diamonds in laser-compressed hydrocarbons at planetary interior conditions» sont publiés dans la revue Nature Astronomy, a permis de confirmer que le noyau de certaines géantes gazeuses glacées, comme Uranus et Neptune dans le Système solaire, est bien arrosé par 'une pluie' de diamants.
Rappelons tout d'abord que les planètes Uranus et Neptune sont composées d'un noyau solide entouré de couches d'hydrocarbure, d'eau et de méthane, composé qui donne cette couleur bleuté à Neptune».
Alors que, depuis des années, on supposait «que dans les profondeurs de ces couches, là où la pression peut atteindre des milliers d'atmosphères, le carbone des hydrocarbures» se transformait en diamants, l'étude ici présentée a confirmé cette supposition théorique «en utilisant le laser à rayons X ultra-puissant du Stanford Linear Accelerator Center (SLAC)» pour «recréer les conditions qui règnent à 10 000 kilomètres sous la surface de Neptune et bombarder des atomes de carbone de façon à leur faire subir une pression des 150 gigapascals à plus de 5000°c».
Dans un tel environnement, il apparaît bien que «la majorité des atomes de carbone se transforment en petits diamants, de taille nanométrique». L'étude en déduit qu'ensuite, ces milliards de diamants chutent «vers le noyau planétaire sous la forme d'une 'pluie' ininterrompue», de sorte qu'autour du noyau, «elle pourrait former une enveloppe solide de diamants ou encore une mer d'hydrocarbure parsemée d'icebergs en diamants». Mais, en fait, «d'autres expériences» seront nécessaires pour bien comprendre «le destin de ces diamants au plus près du noyau».
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