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Permian mass extinction linked to 10°C global temperature rise that reshaped Earth's ecosystems

by Frontiers

L'extinction massive du Permien liée à une hausse de 10 °C de la température mondiale a remodelé les écosystèmes terrestres

Par Frontiers

Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public

L'extinction massive qui a mis fin à l'ère géologique du Permien, il y a 252 millions d'années, a anéanti la plupart des animaux vivant sur Terre. D'immenses volcans sont entrés en éruption, libérant 100 000 milliards de tonnes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cela a déstabilisé le climat et le cycle du carbone, entraînant un réchauffement climatique dramatique, une désoxygénation des océans et une extinction massive.

Cependant, de nombreuses plantes ont survécu, laissant derrière elles des fossiles que les scientifiques ont utilisés pour modéliser une hausse spectaculaire de 10 °C des températures mondiales.

« Bien que les spores et pollens fossilisés de plantes du Trias inférieur ne fournissent pas de preuves solides d'une perte soudaine et catastrophique de biodiversité, les animaux marins et terrestres ont connu l'extinction massive la plus grave de l'histoire de la Terre », explique le Dr Maura Brunetti de l'Université de Genève, auteure principale de l'article paru dans Frontiers in Earth Science.

« La vie sur Terre a dû s'adapter aux changements répétés du climat et du cycle du carbone pendant plusieurs millions d'années après la limite Permien-Trias.

« Notre étude relie les assemblages de macrofossiles de plantes terrestres et les simulations numériques décrivant les climats possibles de la fin du Permien au début du Trias. » Nous démontrons qu'un passage d'un climat froid à un climat dont la température moyenne de l'air en surface est supérieure d'environ 10 °C est cohérent avec l'évolution des biomes végétaux.

Crise climatique

Les scientifiques ont étudié cinq stades de part et d'autre de la limite Permien-Trias : le Wuchiapingien et le Changhsingien permiens, l'Induen et l'Olénékien du Trias inférieur, et l'Anisien du Trias moyen.

Ils ont combiné une carte de la géographie terrestre de cette époque avec des données fossiles végétales, attribuant des genres végétaux à six grands biomes afin d'estimer le climat local de différents endroits à partir des plantes trouvées. L'évolution temporelle des fossiles a servi de données d'observation pour tester les modèles climatiques des scientifiques.

Ces biomes allaient des biomes chauds et humides dits « tropicaux toujours humides » aux biomes tropicaux ou tempérés saisonniers, en passant par les biomes désertiques. Des températures et des niveaux de CO2 différents favorisaient différents biomes. Dans les états froids, les latitudes tropicales sont désertiques, tandis qu'aux latitudes plus élevées, la végétation est tempérée-froide. et la toundra apparaît.

Les États chauds présentent une végétation tempérée aux latitudes polaires et désertique aux latitudes équatoriales. Plus la concentration de CO2 est élevée, plus les biomes sont chauds et humides.

Les germes du rétablissement

Les scientifiques ont ensuite utilisé l'analyse statistique pour estimer la similarité entre les archives fossiles végétales existantes et les simulations des biomes qui auraient prospéré à différents niveaux de température et de CO2. Ils ont constaté que ces biomes ont radicalement changé à la limite Permien-Trias, lorsque la planète est passée d'un climat froid à un climat chaud.

Les premières périodes, le Permien, étaient froides, tandis que la première période du Trias – l'Induen – a connu un climat perturbé que les scientifiques n'ont pas pu identifier. Cela pourrait être dû à des biais d'échantillonnage ou à une moins bonne conservation des fossiles, ou encore à des oscillations climatiques à court terme qui n'ont pas permis aux biomes de se stabiliser. Nous avons besoin de plus de données fossiles pour clarifier ce point.

Le Trias tardif, en revanche, était beaucoup plus chaud. Les périodes suivantes – l'Olénékien et l'Anisien – se sont stabilisées à des températures supérieures de 10 degrés aux précédentes.

Réchauffement

« Cette transition d'un climat plus froid à un climat plus chaud est marquée par une augmentation d'environ 10 °C de la température moyenne de l'air à la surface du globe et une intensification du cycle de l'eau », a déclaré Brunetti.

« Des biomes tropicaux humides en permanence et en été ont émergé sous les tropiques, remplaçant des paysages principalement désertiques. Parallèlement, le biome tempéré chaud-froid s'est déplacé vers les régions polaires, entraînant la disparition complète des écosystèmes de toundra.»

« L'évolution de la couverture végétale peut être liée à des mécanismes de basculement entre les états climatiques stables, offrant un cadre potentiel pour comprendre la transition entre le Permien et le Trias », a ajouté Brunetti.

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« Ce cadre peut être utilisé pour comprendre le comportement de basculement du système climatique en réponse à l'augmentation actuelle du CO2. Si cette augmentation se poursuit au même rythme, nous atteindrons le niveau d'émissions qui a provoqué l'extinction massive du Permien-Trias dans environ 2 700 ans, soit un délai bien plus court que les émissions de la limite Permien-Trias.»

Cependant, comme pour le climat de la période induenne, des données supplémentaires et des modèles plus précis sont nécessaires pour obtenir des résultats plus clairs.

« La comparaison entre les biomes simulés et l'ensemble de données est influencée par les incertitudes découlant des reconstructions paléogéographiques et de la classification des assemblages fossiles en biomes », a averti le chercheur.

La comparaison entre les biomes simulés et l'ensemble de données est influencée par les incertitudes découlant des reconstructions paléogéographiques et de la classification des assemblages fossiles en biomes », a averti Brunetti.

« De plus, notre système de modélisation climatique repose sur un couplage hors ligne entre les modèles : le modèle de végétation utilise les résultats finaux du modèle climatique pour la reconstruction du biome. Ce système pourrait être amélioré grâce à un modèle de végétation dynamique. »

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TRADUCTION DU RESUME 

L'extinction massive du Permien est liée à une hausse de la température mondiale de 10 °C qui a remodelé les écosystèmes terrestres.

L'extinction massive qui a mis fin à l'ère géologique du Permien, il y a 252 millions d'années, a anéanti la plupart des animaux vivant sur Terre. D'immenses volcans sont entrés en éruption, libérant 100 000 milliards de tonnes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cela a déstabilisé le climat et le cycle du carbone, entraînant un réchauffement climatique dramatique, une désoxygénation des océans et une explosion massive.

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  COMMENTAIRE

Expliquer deux jours de suite les extinctions  relève du pur hasard de ma part car les articles sont selectionnés par  SCOENCE X   :::

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More information: Comparison between plant fossil assemblages across the Permian-Triassic Boundary and simulated biomes, Frontiers in Earth Science (2025). DOI: 10.3389/feart.2025.1520846

Journal information: Frontiers in Earth Science 

Provided by Frontiers 

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Violent supernovae 'triggered at least two Earth extinctions,' study suggests

by Royal Astronomical Society

Trasuit et commente par R.O.HARTMANSHENN

Des supernovae violentes auraient « déclenché au moins deux extinctions de masse », selon une étude de la Royal Astronomical Society

De nouvelles recherches suggèrent qu'au moins deux extinctions de masse dans l'histoire de la Terre ont été causées par une supernova proche. L'image montre un exemple de l'une de ces explosions stellaires, la supernova 1987a (au centre), dans une galaxie voisine de notre Voie lactée, appelée le Grand Nuage de Magellan. Crédits : NASA, ESA, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et Fondation Gordon et Betty Moore), et M. Mutchler et R. Avila (STScI).

Une nouvelle étude suggère qu'au moins deux extinctions de masse dans l'histoire de la Terre ont probablement été causées par les effets « dévastateurs » d'explosions de supernova proches.

Des chercheurs de l'Université Keele affirment que ces explosions surpuissantes, causées par la mort d'une étoile massive, pourraient avoir auparavant dépouillé l'atmosphère de notre planète de son ozone, déclenché des pluies acides et exposé la vie aux rayons ultraviolets nocifs du Soleil.

Ils pensent qu'une explosion de supernova proche de la Terre pourrait être à l'origine des extinctions du Dévonien tardif et de l'Ordovicien, survenues il y a respectivement 372 et 445 millions d'années.

L'extinction de l'Ordovicien a tué 60 % des invertébrés marins à une époque où la vie était largement confinée à la mer, tandis que le Dévonien tardif a anéanti environ 70 % de toutes les espèces et entraîné d'importants changements dans les espèces de poissons qui vivaient dans nos anciennes mers et lacs.

Les recherches antérieures n'ont pas permis d'identifier une cause claire pour ces deux événements, bien qu'on pense qu'ils sont liés à l'appauvrissement de la couche d'ozone terrestre, qui pourrait avoir été déclenché par une supernova.

La nouvelle étude, publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, révèle que le taux d'apparition de supernovae à proximité de notre planète est cohérent avec les chronologies des deux extinctions massives.

Les auteurs affirment qu'il s'agit d'une « excellente illustration de la façon dont les étoiles massives peuvent à la fois créer et détruire la vie ».

En effet, les supernovae sont également connues pour propager les éléments lourds qui contribuent à la formation et au maintien de la vie à travers l'univers.

Les supernovae se produisent lorsque des étoiles massives atteignent la fin de leur vie, épuisent leur carburant, refroidissent, puis s'effondrent sous la pression de la gravité. Ces explosions sont les plus puissantes jamais observées par l'homme.

L'auteur principal, le Dr Alexis Quintana, anciennement de l'Université de Keele et actuellement à l'Université d'Alicante, a déclaré : « Les explosions de supernovae apportent des éléments chimiques lourds dans le milieu interstellaire, qui sont ensuite utilisés pour former de nouvelles étoiles et planètes.

Mais si une planète, y compris la Terre, est située trop près de ce type d'événement, cela peut avoir des effets dévastateurs. »

Le Dr Nick Wright, de l'Université de Keele, a ajouté : « Les explosions de supernovae comptent parmi les explosions les plus énergétiques de l'univers.

Si une étoile massive explosait en supernova près de la Terre, les conséquences seraient dévastatrices pour la vie sur Terre. Ces recherches suggèrent que cela pourrait déjà s'être produit. »

Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion après avoir effectué un recensement des étoiles massives situées à moins d'un kiloparsec (environ 3 260 années-lumière) du Soleil.

Ils étudiaient la distribution de ces étoiles massives, appelées étoiles OB, afin de mieux comprendre la formation des amas d'étoiles et des galaxies, en utilisant la Voie lactée comme référence, et la vitesse à laquelle ces étoiles se forment dans notre galaxie.

Ce recensement a permis aux chercheurs de calculer la fréquence d'apparition des supernovae dans la galaxie, un élément important pour l'observation des supernovae et la production de restes de supernovae et de restes stellaires massifs tels que les trous noirs et les étoiles à neutrons dans l'univers.

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Ces données seront également utiles au développement futur de détecteurs d'ondes gravitationnelles, outils précieux pour les scientifiques qui étudient la structure et les origines de l'univers.

Dans ce cadre, l'équipe de recherche a calculé le taux de supernovae à moins de 20 parsecs du Soleil, soit environ 65 années-lumière, et l'a comparé au taux approximatif d'extinctions massives sur Terre, précédemment attribuées à des supernovae proches.

Ces données excluent les extinctions liées à d'autres facteurs, tels que

steroid impacts or the ice ages.

Les supernovae se produisent lorsque des étoiles massives atteignent la fin de leur vie, épuisent leur carburant, refroidissent, puis s'effondrent sous la pression de la gravité. Ces explosions sont les plus puissantes jamais observées par l'homme.

L'auteur principal, le Dr Alexis Quintana, anciennement de l'Université de Keele et actuellement à l'Université d'Alicante, a déclaré : « Les explosions de supernovae apportent des éléments chimiques lourds dans le milieu interstellaire, qui sont ensuite utilisés pour former de nouvelles étoiles et planètes.

Mais si une planète, y compris la Terre, est située trop près de ce type d'événement, cela peut avoir des effets dévastateurs. »

Le Dr Nick Wright, de l'Université de Keele, a ajouté : « Les explosions de supernovae comptent parmi les explosions les plus énergétiques de l'univers.

Si une étoile massive explosait en supernova près de la Terre, les conséquences seraient dévastatrices pour la vie sur Terre. Ces recherches suggèrent que cela pourrait déjà s'être produit. »

Les chercheurs sont arrivés à cette conclusion après avoir effectué un recensement des étoiles massives situées à moins d'un kiloparsec (environ 3 260 années-lumière) du Soleil.

Ils étudiaient la distribution de ces étoiles massives, appelées étoiles OB, afin de mieux comprendre la formation des amas d'étoiles et des galaxies, en utilisant la Voie lactée comme référence, et la vitesse à laquelle ces étoiles se forment dans notre galaxie.

Ce recensement a permis aux chercheurs de calculer la fréquence d'apparition des supernovae dans la galaxie, un élément important pour l'observation des supernovae et la production de restes de supernovae et de restes stellaires massifs tels que les trous noirs et les étoiles à neutrons dans l'univers.

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Ces données seront également utiles au développement futur de détecteurs d'ondes gravitationnelles, outils précieux pour les scientifiques qui étudient la structure et les origines de l'univers.

Dans ce cadre, l'équipe de recherche a calculé le taux de supernovae à moins de 20 parsecs du Soleil, soit environ 65 années-lumière, et l'a comparé au taux approximatif d'extinctions massives sur Terre, précédemment attribuées à des supernovae proches.

Ces données excluent les extinctions liées à d'autres facteurs, tels que

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TRADUCTION DU RESUME

Les observations les plus déroutantes de l'univers profond à ce jour.

Des supernovae violentes ont « déclenché au moins deux extinctions terrestres », suggère une étude.

Une nouvelle étude suggère qu'au moins deux extinctions massives dans l'histoire de la Terre ont probablement été causées par les effets « dévastateurs » d'explosions de supernovae proches.

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COMMENTAIRES

L 'article est trés interessant  et ses co,clusions  trés recevables  .....

 Fa ire  la recherches  des traces   d'évènements aussi anciens  ce n e est pas comparablers  au travail des archéologues   . Les continents  bougent  et se fragmentent   et  la detection fine  des causes  d 'extinction des  formes de vie antérieures   c 'est bien plus que de la recgerche d 'os fossiles  !

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More information: Alexis L. Quintana et al, A census of OB stars within 1 kpc and the star formation and core collapse supernova rates of the Milky Way, Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyacademic.oup.com/mnras/article … 0.1093/mnras/staf083 . On arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2503.08286

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 

Provided by Royal Astronomical Society 

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Hubble spies a spiral that may be hiding an imposter

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Puzzling observation by JWST: Galaxies in the deep universe rotate in the same direction

by Kansas State University

Traduit et commente par R.O.HARTMANSHENN

Observation déroutante du JWST : les galaxies de l’univers profond tournent dans le même sens

par l’Université d’État du Kansas

Galaxies spirales photographiées par le JWST qui tournent dans le même sens par rapport à la Voie lactée (en rouge) et dans le sens opposé par rapport à la Voie lactée (en bleu). Le nombre de galaxies tournant dans le sens opposé par rapport à la Voie lactée, observées depuis la Terre, est bien plus élevé. Crédit : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). DOI : 10.1093/mnras/staf292

En un peu plus de trois ans depuis son lancement, le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA a permis d’obtenir des informations significatives et sans précédent sur les confins de l’espace. Une nouvelle étude menée par un chercheur de l’Université d’État du Kansas fournit l’une des observations les plus simples et les plus déroutantes de l’univers profond à ce jour.

Sur les images de l'univers profond prises par le James Webb Space Telescope Advanced Deep Extragalactic Survey, la grande majorité des galaxies tournent dans le même sens, selon les recherches de Lior Shamir, professeur associé d'informatique au Carl R. Ice College of Engineering. Environ deux tiers des galaxies tournent dans le sens horaire, tandis qu'environ un tiers seulement tournent dans le sens antihoraire.

L'étude, publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a été réalisée sur 263 galaxies du champ JADES suffisamment nettes pour identifier leur sens de rotation.

« L'analyse des galaxies a été réalisée par une analyse quantitative de leurs formes, mais la différence est si évidente que n'importe qui peut la voir en regardant l'image », a déclaré Shamir. « Aucune compétence ni connaissance particulière n'est requise pour constater la différence de nombres. Grâce à la puissance du James Webb Space Telescope, tout le monde peut la voir.»

Dans un univers aléatoire, le nombre de galaxies qui tournent dans un sens devrait être à peu près égal au nombre de galaxies qui tournent dans l'autre sens. Le fait que le JWST montre que la plupart des galaxies tournent dans la même direction est donc inattendu.

« On ne sait toujours pas exactement ce qui cause ce phénomène, mais deux explications principales sont possibles », a déclaré Shamir.

« L'une d'elles est que l'univers est né en rotation. Cette explication concorde avec des théories telles que la cosmologie des trous noirs, qui postule que l'univers entier se trouve à l'intérieur d'un trou noir. » Mais si l'univers est bel et bien né en rotation, cela signifie que les théories existantes sur le cosmos sont incomplètes.

La Terre tourne également autour du centre de la Voie Lactée, et en raison de l'effet Doppler, les chercheurs s'attendent à ce que la lumière provenant des galaxies dont la rotation est inverse à celle de la Terre soit généralement plus brillante.

Cela pourrait expliquer également la surreprésentation de ces galaxies dans les observations au télescope, a déclaré Shamir. Les astronomes devront peut-être reconsidérer l'effet de la vitesse de rotation de la Voie Lactée – traditionnellement considérée comme trop lente et négligeable par rapport à celle des autres galaxies – sur leurs mesures.

« Si tel est le cas, nous devrons recalibrer nos mesures de distance pour l'univers profond », a-t-il ajouté.

« Ce recalibrage des mesures de distance peut également expliquer plusieurs autres questions non résolues en cosmologie, telles que les différences entre les taux d'expansion de l'univers et les grandes galaxies qui, selon les mesures de distance existantes, seraient plus anciennes que l'univers lui-même. »

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TRADUCTION DU RESUME 

Observation déroutante du JWST : les galaxies de l'univers profond tournent dans la même direction

En un peu plus de trois ans depuis son lancement, le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA a généré des observations significatives et sans précédent sur les confins de l'espace. Une nouvelle étude menée par un chercheur de l'Université d'État du Kansas fournit l'une des observations les plus simples et les plus déroutantes de l'univers profond à ce jour

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COMMENTAIRES 

La sonde James Webb  n en finit pas de nous pousser a nous interoger  ?Pourquoi    la grande majorité des galaxies tournent elles dans le meme sens  ??? 

Comment puis je l expliquer a mes lecteurs  ???? Je vais répondre certes mais a moitié !!!!Xle système de nos planètes en orbite solaire et  son étoile tourne  eux aussi 

dans le même sens rétrograde (c'est-à-dire le sens anti-horaire) car ce mouvement proviendrait à l'origine  du sens  

de la rotation du nuage  protoplanétaire  primitif 

(sauf Vénus et Uranus, qui tournent dans l'autre sens.)

 1/Comment les galaxies tournent-elles ?

I

2/Qu'est-ce que le coeur  du problème  ,,

Le problème de la rotation des galaxies est l'écart entre les courbes de rotation observées et les prédictions théoriques, en supposant une masse primitive centrale dominante.

3/Comment pouvons-nous voir à 46 milliards d'années-lumière ?

La lumière que nous voyons a été émise il y a (disons) 13 milliards d'années. Mais 

entre la ''chose  XYZ''

et nous ...npos nous sommes éloignés l'un de l'autre pendant ces 13 milliards d'années. La lumière a donc voyagé pendant 13 milliards d'années, et la chose XYZ se trouve maintenant à près de 46 milliards d'années-lumière, car les choses ont beaucoup bougé pendant ces 13 milliards d'années : l univers grandirait d

e e 4 000 000  km par seconde !

xxxxxxx

Réponse pour mes élèves les plus curieux !!!!

Quelles sont les limites de l'Univers ?

Même à cette vitesse, il lui faut beaucoup de temps pour traverser notre Univers. Les scientifiques estiment que la t

aille de l'Univers est d'au moins 96 milliards d'années-lumière, et probablement encore plus grande. 

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More information: Lior Shamir, The distribution of galaxy rotation in JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). DOI: 10.1093/mnras/staf292

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 

Provided by Kansas State University 

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Quantum tornadoes in momentum space: First experimental proof of a new quantum phenomenon

by Katja Lesser, Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat

Tornades quantiques dans l'espace des impulsions : Première preuve expérimentale d'un nouveau phénomène quantique

Par Katja Lesser, Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat

Tornade quantique dans l'espace des impulsions. Crédit : Think-Design | Jochen Thamm

Des chercheurs de Würzburg ont démontré expérimentalement l'existence d'une tornade quantique pour la première fois en perfectionnant une méthode éprouvée. Dans l'arséniure de tantale (TaAs), un semi-métal quantique, les électrons dans l'espace des impulsions se comportent comme un vortex tourbillonnant. Ce phénomène quantique a été prédit pour la première fois il y a huit ans par un membre fondateur du pôle d'excellence ct.qmat, basé à Dresde.

Cette découverte, fruit d'une collaboration entre ct.qmat, le réseau de recherche des universités de Würzburg et de Dresde, et des partenaires internationaux, a été publiée dans Physical Review X.

Les scientifiques savent depuis longtemps que les électrons peuvent former des vortex dans les matériaux quantiques. La nouveauté réside dans la preuve que ces minuscules particules créent des structures de type tornade dans l'espace des impulsions – une découverte désormais confirmée expérimentalement. Cette découverte a été menée par le Dr Maximilian Ünzelmann, chef de groupe au sein du groupe ct.qmat (Complexité et topologie de la matière quantique) des universités de Wurtzbourg et de Dresde.

La démonstration de ce phénomène quantique marque une étape majeure dans la recherche sur les matériaux quantiques. L'équipe espère que le comportement tourbillonnaire des électrons dans l'espace des impulsions pourrait ouvrir la voie à de nouvelles technologies quantiques, telles que l'orbitronique, qui utiliseraient le couple orbital des électrons pour transmettre l'information dans les composants électroniques au lieu de s'appuyer sur la charge électrique, réduisant ainsi potentiellement les pertes d'énergie.

Espace des impulsions vs. espace des positions

Espace d'impulsion vs espace de position

L'espace d'impulsion est un concept fondamental en physique qui décrit le mouvement des électrons en termes d'énergie et de direction, plutôt que de leur position physique exacte. L'espace de position (son « équivalent ») est le domaine où se produisent des phénomènes familiers comme les tourbillons d'eau ou les ouragans. Jusqu'à présent, même les tourbillons quantiques dans les matériaux n'avaient été observés que dans l'espace de position.

Il y a quelques années, une autre équipe de recherche de ct.qmat a fait sensation dans le monde entier en capturant la toute première image tridimensionnelle d'un champ magnétique de type vortex dans l'espace de position d'un matériau quantique.

Théorie confirmée

Il y a huit ans, Roderich Moessner a émis l'hypothèse qu'une tornade quantique pouvait également se former dans l'espace d'impulsion. À l'époque, le cofondateur de ct.qmat, basé à Dresde, avait décrit le phénomène comme un « anneau de fumée », car, comme les anneaux de fumée, il est constitué de tourbillons. Cependant, jusqu'à présent, personne ne savait comment les mesurer.

Ces expériences révolutionnaires ont révélé que le vortex quantique est créé par le moment angulaire orbital, c'est-à-dire le mouvement circulaire des électrons autour des noyaux atomiques. « Dès que nous avons constaté l'existence et la mesurabilité des vortex quantiques prédits, nous avons immédiatement contacté notre collègue de Dresde et lancé un projet commun », se souvient Ünzelmann.

Découverte d'une tornade quantique grâce à l'amélioration d'une méthode standard

Pour détecter la tornade quantique dans l'espace des impulsions, l'équipe de Würzburg a amélioré une technique bien connue appelée ARPES (spectroscopie de photoémission à résolution angulaire). « L'ARPES est un outil fondamental en physique expérimentale du solide. Elle consiste à éclairer un échantillon de matériau, à extraire des électrons et à mesurer leur énergie et leur angle de sortie.

« Cela nous permet d'observer directement la structure électronique d'un matériau dans l'espace des impulsions », explique Ünzelmann. « En adaptant intelligemment cette méthode, nous avons pu mesurer le moment angulaire orbital. » Je travaille avec cette approche depuis ma thèse.

ARPES s'appuie sur l'effet photoélectrique, décrit pour la première fois par Albert Einstein et enseigné en physique au lycée. Ünzelmann avait déjà perfectionné la méthode en 2021, acquérant une reconnaissance internationale pour la détection de monopôles orbitaux dans l'arséniure de tantale. Aujourd'hui, en intégrant une forme de tomographie quantique, l'équipe a poussé la technique encore plus loin pour détecter la tornade quantique, une nouvelle étape majeure.

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« Nous avons analysé l'échantillon couche par couche, de manière similaire à la tomographie médicale. « En assemblant des images individuelles, nous avons pu reconstituer la structure tridimensionnelle du moment angulaire orbital et confirmer que les électrons forment des vortex dans l'espace des impulsions », explique Ünzelmann.

« La détection expérimentale de la tornade quantique témoigne de l'esprit d'équipe de ct.qmat », déclare Matthias Vojta, professeur de physique théorique du solide à l'Université technique de Dresde et porte-parole de ct.qmat à Dresde. « Grâce à nos solides pôles de physique à Wurtzbourg et à Dresde, nous intégrons harmonieusement théorie et expérimentation. »

« De plus, notre réseau favorise le travail d'équipe entre experts de premier plan et scientifiques en début de carrière, une approche qui alimente nos recherches sur les matériaux quantiques topologiques. Et, bien sûr, presque tous les projets de physique actuels sont des projets mondiaux, y compris celui-ci. »

L'échantillon d'arséniure de tantale a été cultivé aux États-Unis et analysé à PETRA III, une importante installation de recherche internationale du synchrotron électronique allemand (DESY) à Hambourg. Un scientifique chinois a contribué à la modélisation théorique, tandis qu'un chercheur norvégien a joué un rôle clé dans les expériences.

L'équipe ct.qmat étudie actuellement la possibilité d'utiliser l'arséniure de tantale pour développer des composants quantiques orbitaux.

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TRADUCTION DU RESUME

Tornades quantiques dans l'espace de l'impulsion : première preuve expérimentale d'un nouveau phénomène quantique.

Des chercheurs de Würzburg ont démontré expérimentalement l'existence d'une tornade quantique pour la première fois en affinant une méthode établie. Dans l'arséniure de tantale (TaAs), un semi-métal quantique, les électrons dans l'espace d'impulsion se comportent comme un vortex tourbillonnant. Ce phénomène quantique a été prédit pour la première fois il y a huit ans par un membre fondateur du pôle d'excellence ct.qmat, basé à Dresde

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COMMENTAIRES

L 'article est interessant  maije pense a mes élèves et avant de traiter les flux d électrons dans un ''semi métal quantique'' je réponds auux questions de basse :

1/Comment circule le courant dans un métal conducteur tel qu 'un fil de cuivre ?

Lorsqu'une tension est appliquée sur le fil, elle crée un champ électrique qui provoque le mouvement des électrons. Ces électrons circulent à travers le fil, créant un courant électrique . La vitesse à laquelle l'électricité se déplace dans un fil de cuivre est impressionnante, mais il est important de noter qu'elle n'est pas instantanée.   En d"étail le phenomène  est plus complex qu un flux de liquide  ....En fait

les électrons avancent lentement, etl'énergie, elle, se déplace très rapidement 

 2/Voilà pourquoi dans le courant alternatif, les électrons voyagent tantôt dans un sens tantôt dans l'autre et se déplacent très peu, de l'ordre du millième de millimètre   mais   l 'energie  du champ   continue de se propager tré vite   ...

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 Je suis allé lire la publication   originale mais en dépit de leurs nombreux  graphes ils n 'indiquent pas  de mesure spécifique de vitesse  de leur vortx   ...C  est déjà bien de découvrir le phénomène  !!!

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More information: T. Figgemeier et al, Imaging Orbital Vortex Lines in Three-Dimensional Momentum Space, Physical Review X (2025). DOI: 10.1103/PhysRevX.15.011032

Journal information: Physical Review X 

Provided by Würzburg-Dresdner Exzellenzcluster ct.qmat

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Method milestone for quantum physics: Rapid test for to

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Aer Olivier Hartmanshenn,

Voici votre newsletter Science X personnalisée de la semaine 11 :

Les Amériques assisteront à une rare éclipse lunaire totale de type « lune de sang »

Les astronomes d'Amérique du Nord et du Sud pourront observer une « lune de sang » rouge à partir de jeudi soir, première éclipse lunaire totale visible sur ces continents depuis 2022.

Des recherches révèlent que les humains ont du mal à interpréter les émotions des chiens avec précision.

Vivre avec un chien est une question de compromis. Surtout en matière de communication. En l'absence de langage commun entre humains et chiens, notre capacité à communiquer repose sur la compréhension et l'interprétation de notre animal, et vice versa. Ce processus peut sembler fluide. Vous donnez une friandise à votre chien, vous la regardez dans les yeux et elle vous dit : « Je suis ravie d'avoir ce biscuit.» D'un léger mouvement de queue, elle accepte la friandise et s'en va dans une autre pièce pour la déguster. Vous ressentez une connexion avec votre chien.

Les pieuvres à lignes bleues mâles paralysent les femelles avant l'accouplement pour éviter d'être dévorées.

Une équipe de neurologues, d'environnementalistes et de bio-ingénieurs de l'Université du Queensland, en Australie, a découvert que les pieuvres à lignes bleues mâles paralysent les femelles avant l'accouplement pour éviter d'être dévorées. Dans leur étude publiée dans la revue Current Biology, le groupe a capturé plusieurs échantillons de pieuvres et étudié leur comportement et leurs signes vitaux pendant l'accouplement.

Pourquoi la nature aime-t-elle les spirales ? Le lien avec l'entropie.

Il y a des moments dans l'histoire de la pensée humaine où une simple prise de conscience transforme notre compréhension de la réalité. Un moment où le chaos se révèle structure, où le désordre se transforme en sens, et où ce qui semblait être un univers arbitraire se révèle être un système régi par des symétries cachées.

Tornades quantiques dans l'espace de l'impulsion : première preuve expérimentale d'un nouveau phénomène quantique.

Des chercheurs de Würzburg ont démontré expérimentalement l'existence d'une tornade quantique pour la première fois en affinant une méthode établie. Dans l'arséniure de tantale (TaAs), un semi-métal quantique, les électrons dans l'espace d'impulsion se comportent comme un vortex tourbillonnant. Ce phénomène quantique a été prédit pour la première fois il y a huit ans par un membre fondateur du pôle d'excellence ct.qmat, basé à Dresde.

Une étude génomique indique que notre capacité à parler est apparue il y a 135 000 ans.

C'est une question profonde, profondément ancrée dans notre histoire : quand le langage humain tel que nous le connaissons est-il apparu ? Une nouvelle étude des données génomiques suggère que notre capacité unique à parler était présente il y a au moins 135 000 ans. Par la suite, le langage pourrait être entré dans les usages sociaux il y a 100 000 ans.

Observation déroutante du JWST : les galaxies de l’univers profond tournent dans le même sens

En un peu plus de trois ans après son lancement, le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA a permis d’obtenir des informations significatives et sans précédent sur les confins de l’espace. Une nouvelle étude menée par un chercheur de l’Université d’État du Kansas fournit l’une des observations les plus simples et les plus déroutantes de l’univers profond à ce jour.

Des supernovae violentes « ont déclenché au moins deux extinctions terrestres », suggère une étude.

Au moins deux extinctions massives dans l’histoire de la Terre ont probablement été causées par les effets « dévastateurs » d’explosions de supernovae proches, suggère une nouvelle étude.

Nouvelle carte du paysage sous l’Antarctique dévoilée

La carte la plus détaillée à ce jour du paysage sous la calotte glaciaire de l’Antarctique a été réalisée par une équipe de scientifiques internationaux dirigée par le British Antarctic Survey (BAS).

Des mathématiciens résolvent la conjecture de Kakeya, un problème géométrique vieux de plusieurs décennies.

Des mathématiciens de l'Université de New York et de l'Université de Colombie-Britannique ont résolu en 3D un problème géométrique vieux de plusieurs décennies, la conjecture de Kakeya, qui étudie la forme laissée par une aiguille se déplaçant dans plusieurs directions.

Des scientifiques décomposent le plastique grâce à un catalyseur simple et peu coûteux et à l'air.

En exploitant l'humidité de l'air, des chimistes de l'Université Northwestern ont développé une nouvelle méthode simple pour décomposer les déchets plastiques.

Le gène humain d'Asie de l'Est permettant aux adultes de digérer les sucres du lait provient probablement de Néandertal.

Une petite équipe de biologistes computationnels et évolutionnistes de l'Université de l'Académie chinoise des sciences, de l'hôpital Zhongshan et de l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutionniste rapporte que des gènes uniques de la lactase, présents chez environ 25 % des personnes d'Asie de l'Est, pourraient avoir été hérités de Néandertal.

Premières sépultures : Preuves irréfutables d'échanges culturels entre Néandertaliens et Homo sapiens

La toute première étude publiée sur la grotte de Tinshemet révèle que Néandertaliens et Homo sapiens, au Levant, au milieu du Paléolithique moyen, ont non seulement coexisté, mais ont aussi activement interagi, partageant technologies, modes de vie et coutumes funéraires. Ces interactions ont favorisé les échanges culturels, la complexité sociale et les innovations comportementales, telles que les pratiques funéraires formelles et l'utilisation symbolique de l'ocre pour la décoration.

L'UCLA vient-elle de guérir la calvitie ? Comment les généticiens réveillent les follicules en hibernation

Les Égyptiens de l'Antiquité frottaient leur crâne chauve avec un mélange de dattes, de patte de chien et de sabot d'âne ; les Celtes

entir comme un dieu : Les sculptures antiques étaient parfumées, selon une étude danoise

La science a déjà prouvé que les sculptures de la Grèce et de la Rome antiques étaient souvent peintes de couleurs chaudes, et une étude danoise révèle désormais que certaines étaient également parfumées.

Une utilisation judicieuse de l'humour peut améliorer l'efficacité de la communication scientifique, selon une étude

Autorité, intelligence, responsabilité, sérieux : si l'on vous demandait de décrire la personnalité d'un scientifique, vous utiliseriez probablement des adjectifs comme ceux-ci. Cependant, « drôle » ne serait probablement pas le premier mot qui vous viendrait à l'esprit. En effet, les scientifiques adoptent rarement un ton humoristique lorsqu'ils communiquent avec le public, peut-être par crainte de paraître moins crédibles.

Un superordinateur dessine le schéma moléculaire pour réparer l'ADN endommagé

Les coups de soleil et le vieillissement cutané sont des effets évidents de l'exposition aux rayons UV nocifs, à la fumée de tabac et à d'autres substances cancérigènes. Mais ces effets ne se limitent pas à la surface. À l'intérieur du corps, l'ADN est littéralement déchiré.

« On ne les jette pas comme ça. » Archéologues et chercheurs autochtones appellent à une meilleure protection des restes animaux

Il y a deux ans, Chance Ward a commencé à ouvrir des cartons de restes de chevaux expédiés au Muséum d'histoire naturelle de l'Université du Colorado depuis d'autres institutions du pays. Ce qu'il a vu l'a bouleversé.

L'extinction massive du Permien est liée à une augmentation de la température mondiale de 10 °C qui a remodelé les écosystèmes terrestres.

L'extinction massive qui a mis fin à l'ère géologique du Permien, il y a 252 millions d'années, a anéanti la plupart des animaux vivant sur Terre. D'immenses volcans sont entrés en éruption, libérant 100 000 milliards de tonnes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Cela a déstabilisé le climat et le cycle du carbone, entraînant un réchauffement climatique dramatique, une désoxygénation des océans et une extinction massive.

L'intrication quantique gagne : des chercheurs révèlent un avantage quantique dans un jeu de coopération simple.

Les systèmes quantiques offrent la promesse de résoudre certains problèmes complexes plus rapidement et plus efficacement que les ordinateurs classiques. Malgré leur potentiel, seul un nombre limité d'études ont jusqu'à présent démontré de manière concluante que les ordinateurs quantiques pouvaient surpasser les ordinateurs classiques sur des tâches spécifiques. La plupart de ces études se sont concentrées sur des tâches impliquant des calculs, des simulations ou des optimisations avancés, parfois difficiles à appréhender pour les

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 Dear olivier hartmanshenn,

Here is your customized Science X Newsletter for week 11:

	Americas to witness rare 'blood moon' total lunar eclipse Stargazers in North and South America will be able to view a red-colored "blood moon" starting Thursday night in the first total lunar eclipse visible on the continents since 2022.
	Research reveals humans struggle to accurately read dogs' emotions Life with a dog is a matter of give and take. Especially when it comes to communication. With no common human–dog language, our ability to communicate relies on understanding and reading our pet, and vice versa. That process can seem seamless. You give your dog a treat, you look into her eyes and she says "I am delighted to have that cookie." With a slight wag of her tail, she accepts the treat and romps off to another room to enjoy it. You feel connected to your dog.
	Male blue-lined octopuses paralyze females before mating to prevent being eaten A team of neurologists, environmentalists and bioengineers at the University of Queensland, in Australia, has found that male blue-lined octopuses paralyze females prior to mating to avoid being eaten. In their study published in the journal Current Biology, the group captured several octopus samples and studied their behavior and vital signs as they mated.
	Why does nature love spirals? The link to entropy There are moments in the history of human thought when a simple realization transforms our understanding of reality. A moment when chaos reveals itself as structure, when disorder folds into meaning, and when what seemed like an arbitrary universe unveils itself as a system governed by hidden symmetries.
	Quantum tornadoes in momentum space: First experimental proof of a new quantum phenomenon Researchers from Würzburg have experimentally demonstrated a quantum tornado for the first time by refining an established method. In the quantum semimetal tantalum arsenide (TaAs), electrons in momentum space behave like a swirling vortex. This quantum phenomenon was first predicted eight years ago by a Dresden-based founding member of the Cluster of Excellence ct.qmat.
	Genomic study indicates our capacity for language emerged 135,000 years ago It is a deep question, from deep in our history: when did human language as we know it emerge? A new survey of genomic evidence suggests our unique language capacity was present at least 135,000 years ago. Subsequently, language might have entered social use 100,000 years ago.
	Puzzling observation by JWST: Galaxies in the deep universe rotate in the same direction In just over three years since its launch, NASA's James Webb Space Telescope (JWST) has generated significant and unprecedented insights into the far reaches of space, and a new study by a Kansas State University researcher provides one of the simplest and most puzzling observations of the deep universe yet.
	Violent supernovae 'triggered at least two Earth extinctions,' study suggests At least two mass extinction events in Earth's history were likely caused by the "devastating" effects of nearby supernova explosions, a new study suggests.
	New map of landscape beneath Antarctica unveiled The most detailed map yet of the landscape beneath Antarctica's ice sheet has been assembled by a team of international scientists led from the British Antarctic Survey (BAS).
	Mathematicians move the needle on the Kakeya conjecture, a decades-old geometric problem Mathematicians from New York University and the University of British Columbia have resolved a decades-old geometric problem, the Kakeya conjecture in 3D, which studies the shape left behind by a needle moving in multiple directions.
	Scientists break down plastic using a simple, inexpensive catalyst and air Harnessing moisture from air, Northwestern University chemists have developed a simple new method for breaking down plastic waste.
	East Asian human gene that allows adult humans to digest sugars in milk likely came from Neanderthals A small team of computational and evolutionary biologists from the University of Chinese Academy of Sciences, Zhongshan Hospital and the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, reports that unique lactase genes carried by about 25% of East Asian people may have been inherited from Neanderthals.
	First burials: Compelling evidence that Neanderthal and Homo sapiens engaged in cultural exchange The first-ever published research on Tinshemet Cave reveals that Neanderthals and Homo sapiens in the mid-Middle Paleolithic Levant not only coexisted but actively interacted, sharing technology, lifestyles, and burial customs. These interactions fostered cultural exchange, social complexity, and behavioral innovations, such as formal burial practices and the symbolic use of ocher for decoration.
	Did UCLA just cure baldness? How geneticists are reawakening hibernating follicles Ancient Egyptians rubbed their bald heads with a mixture of dates, dog's paw and donkey's hoof; Celtic cures involved mice in a jar. Native Americans turned to yucca juice. Throughout human history, there have been a number of existential quests: for knowledge, for peace, for riches—and for a cure for baldness.
	Smell like a god: Ancient sculptures were scented, Danish study shows Science has already proven that sculptures from ancient Greece and Rome were often painted in warm colors, and now a Danish study has revealed that some were also perfumed.
	Appropriate use of humor can make science communication more effective, study suggests Authoritative, intelligent, responsible, serious—if you were asked to describe the general figure of a scientist, you would probably use adjectives like these. However, "funny" would likely not be the first word that comes to mind. Scientists, in fact, rarely adopt a humorous tone when communicating with the public, perhaps out of fear of appearing less credible.
	Supercomputer draws molecular blueprint for repairing damaged DNA Sunburns and aging skin are obvious effects of exposure to harmful UV rays, tobacco smoke and other carcinogens. But the effects aren't just skin deep. Inside the body, DNA is literally being torn apart.
	'You don't just throw them in a box.' Archaeologists and Indigenous scholars call for better care of animal remains Two years ago, Chance Ward began opening boxes of horse remains that had been shipped to the University of Colorado Museum of Natural History from other institutions around the country. What he saw made his heart sink.
	Permian mass extinction linked to 10°C global temperature rise that reshaped Earth's ecosystems The mass extinction that ended the Permian geological epoch, 252 million years ago, wiped out most animals living on Earth. Huge volcanoes erupted, releasing 100,000 billion metric tons of carbon dioxide into the atmosphere. This destabilized the climate and the carbon cycle, leading to dramatic global warming, deoxygenated oceans, and mass extinction.
	Quantum entanglement wins: Researchers report quantum advantage in a simple cooperation game Quantum systems hold the promise of tackling some complex problems faster and more efficiently than classical computers. Despite their potential, so far only a limited number of studies have conclusively demonstrated that quantum computers can outperform classical computers on specific tasks. Most of these studies focused on tasks that involve advanced computations, simulations or optimization, which can be difficult for non-experts to grasp.

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Sunshine onmy shoulders makes me smile

But if it cloudy walking in Nassau street /PRINCETON  

It' a lovely  trip with my family

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La dernière note de ce site  dans la semaine  est celle du dimanche soir .

Et elle est réservée  à celui de mes élèves  qui me pose les questions les plus embarassantes !!! 

 D'autant qu il refuse  les réponses vagues ou floues  et aurait meme tendance   a exiger équations  et meme  preuves et justifications expérimentales !!

xxxxxx

Vous voulez des exemples  ???

-'' Papy ... qu'est-ce qui existait avant le Big Bang ? -

-'' Personnellement  je  pense que l espace existe    ...Mais évolue et se transforme !  ...J 'imagine  un vide primitif subquantique  ou seules des ondes ou des vibrations se prpopgent dans un désordre profond   ....Seul une synchronité  peut surgir localement et peut etre se propager  a une vitesse foudroyante  .... ! I ..

- ''   L'espace existe alors depuis topujours Papy  ????

-''  OUI  selon moi   et de toute éternité   mais avec des changements de phases .... Mais il y a un tas de propositions    .....Par exemple un scénario suggère qu'avant l'inflation cosmique, l'Univers était froid et vide, et que la chaleur et la quantité d'énergie immenses associées aux premiers âges du Big Bang ont été créées lors du changement de phase associé avec la fin de l'inflation.

-''  Tout ç a est il prouvé  Papy  ???

-''  On  ne remonte pas plus loin ouy plus tot  que le constat de ce qu il en reste  :le fond cosmique fossile  dans  la gamme micro ondes .....Mais continuons  ; une autre hypothèse plausible est que le monde physique était composé d'une soupe de particules élémentaires à courte durée de vie, y compris les quarks, les éléments constitutifs des protons et des neutrons. Il y avait à la fois de la matière et de l'"antimatière" en quantités à peu près égale

- '' Et tu y crois Papy  ?

- '' Attends ! Un autre  scénario suggère qu'avant l'inflation cosmique, l'Univers était froid et vide, et que la chaleur et la quantité d'énergie immenses associées aux premiers âges du Big Bang ont été créées lors du changement de phase associé avec la fin de l'inflation.

  la suite a dimanche prochain  avec les cordes et les branes 

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT BLOGGER

 

Water might be older than we first thought, forming a key constituent of the first galaxies

by Nature Publishing Group

'eau pourrait être plus ancienne qu'on ne le pensait initialement, constituant un constituant clé des premières galaxies.

Par Nature Publishing Group

Vapeur d'eau dans les halos primordiaux. a, b. Images simulées à 1 kpc de vapeur d'eau dans la supernova CC de 13 M⊙, il y a 90 Ma après l'explosion (a) et dans la supernova PI de 200 M⊙, il y a 3 Ma après l'explosion (b). Les fractions massiques de vapeur d'eau diffuse dans les halos varient de 10−14 à 10−12 dans la supernova CC et de 10−12 à 10−10 dans la supernova PI. Des amas denses contenant des masses d'eau beaucoup plus importantes sont visibles sous forme de points jaunes au centre des deux images. Crédit : Nature Astronomy (2025). DOI : 10.1038/s41550-025-02479-w

Selon une étude de modélisation publiée dans Nature Astronomy, l’eau pourrait s’être formée 100 à 200 millions d’années après le Big Bang. Les auteurs suggèrent que la formation de l’eau pourrait avoir eu lieu dans l’Univers plus tôt qu’on ne le pensait et qu’elle pourrait avoir été un constituant essentiel des premières galaxies.

L’eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons, et ses composants – l’hydrogène et l’oxygène – se sont formés de différentes manières. Des éléments chimiques plus légers comme l’hydrogène, l’hélium et le lithium ont été formés lors du Big Bang, tandis que des éléments plus lourds, comme l’oxygène, résultent de réactions nucléaires au sein des étoiles ou d’explosions de supernovae. Par conséquent, on ignore quand l’eau a commencé à se former dans l’Univers.

Le chercheur Daniel Whalen et ses collègues ont utilisé des modèles informatiques de deux supernovae – la première pour une étoile de 13 fois la masse du Soleil et la seconde pour une étoile de 200 fois la masse du Soleil – afin d'analyser les produits de ces explosions. Ils ont constaté que 0,051 et 55 masses solaires (une masse solaire étant la masse de notre Soleil) d'oxygène ont été créées respectivement lors de la première et de la deuxième simulation, en raison des températures et des densités très élevées atteintes.

Whalen et ses collègues ont constaté qu'à mesure que cet oxygène gazeux se refroidissait et se mélangeait à l'hydrogène environnant laissé par les supernovae, de l'eau se formait dans les amas denses de matière restants. Ces amas étaient susceptibles d'être les sites de formation de la deuxième génération d'étoiles et de planètes.

Dans la première simulation, les auteurs ont constaté que la masse d'eau atteignait des quantités équivalentes à environ un cent millionième à un millionième de masse solaire en 30 à 90 millions d'années après la supernova. Dans la deuxième simulation, la quantité d'eau a atteint environ 0,001 masse solaire après 3 millions d'années.

Les auteurs suggèrent que si l'eau a pu survivre à la formation des premières galaxies, un processus potentiellement destructeur, elle aurait pu être incorporée à la formation des planètes il y a des milliards d'années.

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TRADUCTION DU RESUME

L'eau pourrait être plus ancienne qu'on ne le pensait initialement, constituant essentiel des premières galaxies.

Selon une étude de modélisation publiée dans Nature Astronomy, l'eau pourrait s'être formée 100 à 200 millions d'années après le Big Bang. Les auteurs suggèrent que la formation de l'eau pourrait avoir eu lieu dans l'univers plus tôt qu'on ne le pensait et qu'elle pourrait avoir été un constituant essentiel des premières galaxies.

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COMMENTAIRESX

L 'hypothèse  de l article n est pas dénuée d intert   

Cest  sur la cinétique  des fusions nucléaires  pour former peu à peu

dls dicers atomes légers  que se fondent les concentrations  stellaires en hélium ,carboone oxygène azote etc    .soit directement ou par spallation ......

Donc la présence précoce de H20  ,CO2   etc dans les toutes  premieres centaines  de milliols d 'années  ( 300)   dépend  aléatoirement  de la température  des premieres galaxies et de la formation chimique  de ces molécules     ,,,

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More information: D. J. Whalen et al, Abundant water from primordial supernovae at cosmic dawn, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02479-w

Journal information: Nature Astronomy 

Provided by Nature Publishing Group 

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The first supernovae flooded the early univer

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Space capsule entering Earth's atmosphere detected with distributed acoustic sensing

by Matt Entrée d'une capsule spatiale dans l'atmosphère terrestre détectée par détection acoustique distribuée

Par Matt Williams, Universe Today

La capsule de retour d'échantillons de la mission OSIRIS-REx de la NASA est visible peu après son atterrissage dans le désert, le dimanche 24 septembre 2023. Crédit : NASA

Le 3 décembre 2018, la sonde OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer) de la NASA a rejoint avec succès l'astéroïde géocroiseur (NEA) 101955 Bennu. Au cours des deux années suivantes, la mission a collecté des échantillons de roche et de régolithe à la surface de l'astéroïde. Le 24 septembre 2023, la capsule de retour d'échantillons (SRC) de la mission est entrée dans l'atmosphère terrestre et a été collectée par les scientifiques de la NASA. L'analyse de ces échantillons permet déjà de mieux comprendre les conditions qui prévalaient au début du système solaire.

Selon une étude récente, la trajectoire et le moment connus du retour de la capsule spatiale spatiale (SRC) ont offert une occasion rare d'enregistrer les signaux géophysiques produits par la capsule grâce à une nouvelle méthode. Se déplaçant à des vitesses hypersoniques lors de son passage dans l'atmosphère, le retour de la capsule spatiale spatiale a provoqué un bang sonique qui a percuté le sol. À l'aide d'interrogateurs à détection acoustique distribuée (DAS) et de câbles à fibres optiques drapés en surface, l'équipe a réalisé le premier enregistrement d'une rentrée de SRC par détection acoustique distribuée.

L'équipe était dirigée par le Dr Carly M. Donahue et composée de ses collègues de la Division des sciences de la Terre et de l'environnement du Laboratoire national de Los Alamos (LANL), du Département de géosciences de l'Université d'État du Colorado et de Silixa LLC, développeur de capteurs distribués à fibre optique. L'article détaillant leurs conclusions, « Détection d'une capsule spatiale entrant dans l'atmosphère terrestre par détection acoustique distribuée (DAS) », a récemment été publié dans la revue Seismological Research Letters.

Depuis la fin de l'ère Apollo, les scientifiques étudient les capsules de retour d'échantillons rentrant dans l'atmosphère terrestre. Ces études ont permis aux scientifiques de développer des méthodes sûres et efficaces pour les missions de retour d'échantillons et de mieux comprendre l'entrée atmosphérique des météoroïdes et des astéroïdes. Jusqu'à présent, ces études utilisaient des capteurs infrasons et sismiques pour enregistrer les signaux géophysiques obtenus. Cependant, le Dr Donahue et son équipe ont vu une opportunité, car la trajectoire et le moment de la SRC de la mission OSIRIS-REx étaient connus à l'avance.

omme le Dr Donahue l'a expliqué à Universe Today par courriel, la rentrée atmosphérique était l'occasion de tester les systèmes DAS équipés de câbles à fibre optique afin d'enregistrer les effets géophysiques produits par le bang sonique. « Les systèmes DAS interrogeant une fibre optique sont encore relativement rares », a-t-elle déclaré. « Connaître à l'avance la trajectoire précise nous a donné la rare opportunité de placer plusieurs interrogateurs DAS près du point de réchauffement maximal et d'enregistrer le bang sonique à l'impact. »

L'équipe a rapidement déployé deux interrogateurs DAS et plus de 12 km de câbles à fibre optique posés en surface. Leur réseau comprenait six paires de sismomètres et de capteurs d'infrasons colocalisés, tous répartis sur deux sites près de la ville d'Eureka, dans le désert du Nevada. Comme l'a décrit le Dr Donahue :

« Une fois que l'équipe a pris le coup de main pour dérouler les quatre bobines de fibre optique, chacune pesant plus de 100 kg, l'installation et la récupération de la fibre ont pris moins de temps que l'installation des six stations sismiques et infrasons colocalisées. Environ 5 km de fibre optique se trouvaient à l'aéroport local d'Eureka, où de nombreuses autres équipes déployaient des capteurs tels que des capteurs infrasons, sismiques et GPS. Les 7 km restants se trouvaient le long d'un chemin de terre isolé dans la vallée de Newark.»

Grâce à ce réseau, l'équipe a obtenu un profil saisissant du bang sonique lorsqu'il a touché le sol. Les interrogateurs DAS ont enregistré une arrivée impulsive avec une coda étendue présentant des caractéristiques similaires à celles enregistrées par les sismomètres et les capteurs infrasons. Alors que les capteurs traditionnels ne mesurent les bangs soniques qu'en un seul point, le Dr Donahue a expliqué que les données de son équipe ont révélé comment le front d'onde du bang s'est transformé lorsqu'il a touché le relief irrégulier du Nevada.

Outre le fait qu'il s'agit de la première fois que ces méthodes sont utilisées pour enregistrer la rentrée d'un SRC, les résultats de ce test pourraient avoir des implications importantes pour la prédiction d'impacts potentiels de météores et d'astéroïdes. Le Dr Donahue a déclaré :

Grâce à un réseau extrêmement dense de capteurs, le DAS permet de mieux caractériser la trajectoire et la taille d'un météore. La topologie du sol (par exemple, les collines) est connue pour influencer le front d'onde enregistré à la surface de la Terre. Grâce à une ligne dense de capteurs couvrant les variations d'altitude de la Terre, ces effets pourraient être mieux pris en compte et permettre une caractérisation plus précise de la trajectoire d'un météore.

Après l'achèvement de sa mission principale, OSIRIS-REx, la NASA a préparé le vaisseau spatial pour la phase suivante de sa mission. En 2029, le vaisseau spatial, rebaptisé OSIRIS-APEX (Apophis Explorer), rejoindra l'astéroïde géocroiseur 99942 Apophis et collectera un autre échantillon.

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TRADUCTION DU RESUME 

Entrée d'une capsule spatiale dans l'atmosphère terrestre détectée par détection acoustique distribuée

Le 3 décembre 2018, la sonde OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer) de la NASA a rejoint avec succès l'astéroïde géocroiseur (NEA) 101955 Bennu. Au cours des deux années suivantes, la mission a collecté des échantillons de roche et de régolithe à la surface de l'astéroïde. Le 24 septembre 2023, la capsule de retour d'échantillons (SRC) de la mission est entrée dans l'atmosphère terrestre et a été récupérée par les scientifiques de la NASA. L'analyse de ces échantillons permet déjà de mieux comprendre les conditions qui prévalaient au début du système solaire.

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COMMENTAIRES 

J 'attens les résultats d analyse   surl'astéroïde géocroiseur (NEA) 101955 

 ... Provient il du systeme solaire  ou d'une origine externe plus lointaine  ????

Quelle est l'origine des astéroïdes ?

Les astéroïdes sont formés de matériaux des débuts du système solaire qui ne se sont pas agglomérés pour former une planète. Les astéroïdes sont classés en trois catégories : La plupart des astéroïdes (environ 75 %) sont riches en carbone. Ces corps foncés font partie du groupe C d'astéroïdes.

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Quel est le phénomène physique à l'origine de la formation du Système solaire ?

La création du Système solaire remonte à environ 4,6 milliards d'années. Un gigantesque nuage de gaz et de poussière s'est effondré sur lui-même sous l'effet de forces physiques et a formé un disque protoplanétaire – une très vaste zone propice à la formation de planètes.

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More information: Chris G. Carr et al, Detection of a Space Capsule Entering Earth's Atmosphere with Distributed Acoustic Sensing (DAS), Seismological Research Letters (2025). DOI: 10.1785/0220240394

Journal information: Seismological Research Letters 

Provided by Universe Today 

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Asteroid-sample return mission enables researchers to conduct largest geophysical observation campaign of its kind

Williams, Universe Today