lundi 13 janvier 2025

TRADUCTION

Cher Olivier Hartmanshenn,

Webinaire : Les bases de COMSOL Multiphysics en 18 minutes

Participez à ce webinaire gratuit de 18 minutes le 14 janvier pour obtenir une introduction à la modélisation multiphysique et voir comment configurer et résoudre un modèle à l'aide du logiciel COMSOL Multiphysics.

Voici votre newsletter Science X personnalisée pour la semaine 02 :

« Apocalyptique » : les vestiges horribles de Malibu se mettent en évidence

En volant vers le sud à travers un ciel enfumé le long de la célèbre côte de Malibu, les manoirs incendiés sont d'abord l'exception : des épaves solitaires, qui se consument entre des rangées de villas intactes et étincelantes en bord de mer.

Des scientifiques identifient 11 gènes affectés par les PFAS, mettant en lumière leur neurotoxicité

Les substances alkylées perfluorées et polyfluorées (PFAS) méritent leur surnom de « produits chimiques éternels » car elles persistent dans l'eau, le sol et même dans le cerveau humain. Cette capacité unique à traverser la barrière hémato-encéphalique et à s'accumuler dans les tissus cérébraux rend les PFAS particulièrement inquiétants, mais le mécanisme sous-jacent de leur neurotoxicité doit être étudié plus en détail.

Une créature aux couleurs vives, conservée dans des aquariums pour animaux de compagnie dans le monde entier, découverte comme une nouvelle espèce

Loin de son domicile en Indonésie, une créature aux couleurs vives se déplaçait dans un aquarium. Des scientifiques ont regardé dans le réservoir, étudiant leur animal de compagnie devenu spécimen, et ont découvert qu'il s'agissait d'une nouvelle espèce.

La découverte d'une nouvelle classe de particules pourrait faire avancer la mécanique quantique

Parmi les nombreux mystères de la physique quantique, les particules subatomiques ne suivent pas toujours les règles du monde physique. Elles peuvent exister à deux endroits à la fois, traverser des barrières solides et même communiquer instantanément sur de vastes distances. Ces comportements peuvent sembler impossibles, mais dans le domaine quantique, les scientifiques explorent un ensemble de propriétés autrefois considérées comme impossibles.

L'IA dévoile d'étranges conceptions de puces, tout en découvrant de nouvelles fonctionnalités

Les micropuces spécialisées qui gèrent les signaux à la pointe de la technologie sans fil sont des œuvres de miniaturisation et d'ingénierie étonnantes. Elles sont également difficiles et coûteuses à concevoir.

Un vaisseau spatial survole le pôle nord de Mercure et renvoie des photos époustouflantes

Un vaisseau spatial a renvoyé certaines des meilleures photos rapprochées du pôle nord de Mercure à ce jour.

Des méthodes mathématiques suggèrent la possibilité de particules longtemps considérées comme impossibles

Dès les premiers jours de la mécanique quantique, les scientifiques ont pensé que toutes les particules pouvaient être classées dans l'un des deux groupes, les bosons ou les fermions, en fonction de leur comportement.

Une étude archéologique remet en question le récit du régime alimentaire « paléo » des anciens chasseurs-cueilleurs

Une nouvelle étude archéologique, menée le long des rives du Jourdain au sud de la vallée de Hula au nord d'Israël, offre une nouvelle perspective sur les habitudes alimentaires des premiers humains, remettant en question les idées reçues sur les régimes alimentaires préhistoriques. Les recherches révèlent que les anciens chasseurs-cueilleurs dépendaient largement des aliments végétaux, en particulier des plantes féculentes, comme principale source d'énergie.

Rien que des papayes dans le champ de papayes : les gros fruits indigènes créent un habitat où eux seuls peuvent prospérer

Les papayes, les plus gros fruits indigènes d'Amérique du Nord, sont devenus populaires parmi les cueilleurs et les gourmets, avec leur texture semblable à celle d'une crème anglaise et leur saveur sucrée souvent décrite comme un croisement entre une mangue et une banane.

La cartographie par drone dévoile une forteresse vieille de 3 000 ans, remodelant l'histoire ancienne

Un universitaire de l'Université de Cranfield, au Royaume-Uni, a utilisé la cartographie par drone pour enquêter sur une « méga forteresse » vieille de 3 000 ans dans les montagnes du Caucase.

Un professeur suggère que les tombes de Sutton Hoo appartenaient à des hommes anglo-saxons qui ont combattu pour l'Empire byzantin

Helen Gittos, professeur d'histoire médiévale à l'Université d'Oxford, au Royaume-Uni, a développé une nouvelle théorie concernant l'identité des restes trouvés dans un célèbre site funéraire près de Suffolk, en Angleterre. Elle a publié un article dans la revue English Historical Review exposant ses idées. Appelé Sutton Hoo, le site funéraire a été découvert il y a près d'un siècle et est depuis devenu l'objet de nombreux débats.

La fonte des glaces de l'Antarctique pourrait alimenter les éruptions de volcans cachés

Une boucle de rétroaction climatique lente pourrait être en train de bouillonner sous la vaste calotte glaciaire de l'Antarctique. Le continent, divisé d'est en ouest par les montagnes Transantarctiques, comprend des géants volcaniques tels que le mont Erebus et son lac de lave emblématique. Mais au moins 100 volcans moins visibles parsèment l'Antarctique, dont beaucoup sont regroupés le long de sa côte ouest. Certains de ces volcans culminent au-dessus de la surface, mais d'autres se trouvent à plusieurs kilomètres sous la calotte glaciaire de l'Antarctique.

La pollution au plomb a probablement causé une baisse généralisée du QI dans la Rome antique

L'exposition au plomb est responsable de toute une série d'impacts sur la santé humaine, même des niveaux relativement faibles ayant un impact sur le développement cognitif des enfants. Les scientifiques du DRI ont déjà utilisé des enregistrements de pollution atmosphérique conservés dans des carottes de glace arctiques pour identifier les périodes de pollution au plomb dans tout l'Empire romain, et de nouvelles recherches approfondissent désormais cette découverte pour identifier comment cette pollution a pu affecter la population européenne.

Des mondes engloutis sous le Pacifique ? Des modèles haute résolution révèlent

SCIENCES ENERGIES ENVIROBBEMEBENT

Dear olivier hartmanshenn,

Webinar: The Basics of COMSOL Multiphysics in 18 Minutes

Tune into this free 18-minute webinar on January 14 to get an introduction to multiphysics modeling and see how to set up and solve a model using the COMSOL Multiphysics software.

Here is your customized Science X Newsletter for week 02:

	'Apocalyptic': ghastly remains of Malibu come into focus Flying south through smoky skies down the famous Malibu coast, at first the burnt-out mansions are the exception—solitary wrecks, smoldering away between rows of intact, gleaming beachfront villas.
	Scientists identify 11 genes affected by PFAS, shedding light on neurotoxicity Per- and polyfluorinated alkyl substances (PFAS) earn their "forever chemical" moniker by persisting in water, soil and even the human brain. This unique ability to cross the blood-brain barrier and accumulate in brain tissue makes PFAS particularly concerning, but the underlying mechanism of their neurotoxicity must be studied further.
	Brightly colored creature—kept in pet aquariums globally—discovered as new species Far from its home in Indonesia, a brightly colored creature moved around in an aquarium. Scientists peered into the tank, studying their pet-turned-specimen—and discovered it was a new species.
	Discovery of new class of particles could take quantum mechanics one step further Amid the many mysteries of quantum physics, subatomic particles don't always follow the rules of the physical world. They can exist in two places at once, pass through solid barriers and even communicate across vast distances instantaneously. These behaviors may seem impossible, but in the quantum realm, scientists are exploring an array of properties once thought impossible.
	AI unveils strange chip designs, while discovering new functionalities Specialized microchips that manage signals at the cutting edge of wireless technology are astounding works of miniaturization and engineering. They're also difficult and expensive to design.
	Spacecraft buzzes Mercury's north pole and beams back stunning photos A spacecraft has beamed back some of the best close-up photos yet of Mercury's north pole.
	Mathematical methods point to possibility of particles long thought impossible From the early days of quantum mechanics, scientists have thought that all particles can be categorized into one of two groups—bosons or fermions—based on their behavior.
	Archaeological study challenges 'paleo' diet narrative of ancient hunter–gatherers A new archaeological study, conducted along the Jordan River banks south of northern Israel's Hula Valley, offers a fresh perspective on the dietary habits of early humans, challenging conventional wisdom about prehistoric diets. The research reveals that ancient hunter-gatherers relied heavily on plant foods, particularly starchy plants, as a major energy source.
	Nothin' but pawpaws in the pawpaw patch: Large native fruit creates habitat where only it can thrive Pawpaw fruits—the largest native fruits in North America—have become popular among foragers and foodies alike, with their custard-like texture and a sweet flavor often described as a cross between a mango and a banana.
	Drone mapping unveils 3,000-year-old fortress, reshaping ancient history A Cranfield University, UK, academic has used drone mapping to investigate a 3,000-year-old 'mega fortress' in the Caucasus mountains.
	Professor suggests graves at Sutton Hoo belonged to Anglo-Saxon men who fought for Byzantine Empire Helen Gittos, a professor of medieval history at Oxford University, in the U.K., has developed a new theory regarding the identity of the remains found at a famous burial site near Suffolk, England. She has published a paper in the journal English Historical Review outlining her ideas. Called Sutton Hoo, the burial site was discovered almost a century ago, and has since that time become the subject of much debate.
	Antarctic ice melt may fuel eruptions of hidden volcanoes A slow climate feedback loop may be bubbling beneath Antarctica's vast ice sheet. The continent, divided east to west by the Transantarctic Mountains, includes volcanic giants such as Mount Erebus and its iconic lava lake. But at least 100 less conspicuous volcanoes dot Antarctica, with many clustered along its western coast. Some of those volcanoes peak above the surface, but others sit several kilometers beneath the Antarctic Ice Sheet.
	Lead pollution likely caused widespread IQ declines in ancient Rome Lead exposure is responsible for a range of human health impacts, with even relatively low levels impacting the cognitive development of children. DRI scientists have previously used atmospheric pollution records preserved in Arctic ice cores to identify periods of lead pollution throughout the Roman Empire, and now new research expands on this finding to identify how this pollution may have affected the European population.
	Sunken worlds under the Pacific? High-res models reveal workings of Earth's mantle Geophysicists at ETH Zurich are using models of the lower mantle to identify areas where earthquake waves behave differently than previously assumed. This indicates the presence of zones of rocks that are colder, or have a different composition, than the surrounding rocks. This finding challenges our current understanding of the Earth's plate tectonics—and presents the researchers with a major mystery.
	Ants hold grudges, study suggests A team of evolutionary biologists has demonstrated that ants learn from experience. Led by Dr. Volker Nehring, research associate in the Evolutionary Biology and Animal Ecology group at the University of Freiburg, and doctoral student Mélanie Bey, the team repeatedly confronted ants with competitors from another nest. The test ants remembered the negative experiences they had during these encounters.
	A new era in genetic engineering: Researchers present single tool with multiple gene editing functions Influential inventions often combine existing tools in new ways. The iPhone, for instance, amalgamated the telephone, web browser and camera, among many other devices.
	How a single nitrogen atom could transform the future of drug discovery Researchers at the University of Oklahoma have developed a breakthrough method of adding a single nitrogen atom to molecules, unlocking new possibilities in drug research and development. Now published in the journal Science, this research is already gaining international attention from drug manufacturers.
	Citizen science reveals that Jupiter's colorful clouds are not made of ammonia ice Collaborative work by amateur and professional astronomers has helped to resolve a long-standing misunderstanding about the composition of Jupiter's clouds. Instead of being formed of ammonia ice—the conventional view—it now appears they are likely to be composed of ammonium hydrosulfide mixed with smog.
	Research links intensifying wet and dry swings to the atmosphere's sponge-like ability to drop and absorb water Los Angeles is burning, and accelerating hydroclimate whiplash is the key climate connection. After years of severe drought, dozens of atmospheric rivers deluged California with record-breaking precipitation in the winter of 2022–23, burying mountain towns in snow, flooding valleys with rain and snow melt, and setting off hundreds of landslides.
	Plant hormones that help roots reach deeper water provide potential strategy for drought-resistant crops Scientists have discovered how plants adapt their root systems in drought conditions to grow steeper into the soil to access deeper water reserves.

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dimanche 12 janvier 2025

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

Scientists pin down the origins of a fast radio burst

by Massachusetts Institute of Technolo

Des scientifiques identifient les origines d'un sursaut radio rapide

par Massachusetts Institute of Technology

Crédit : Unsplash/CC0 Public Domain

Les sursauts radio rapides sont des explosions brèves et brillantes d'ondes radio émises par des objets extrêmement compacts tels que des étoiles à neutrons et peut-être des trous noirs. Ces feux d'artifice fugaces ne durent qu'un millième de seconde et peuvent transporter une énorme quantité d'énergie, suffisamment pour éclipser brièvement des galaxies entières.

Depuis la découverte du premier sursaut radio rapide (FRB) en 2007, les astronomes ont détecté des milliers de FRB, dont les emplacements s'étendent de l'intérieur de notre propre galaxie jusqu'à 8 milliards d'années-lumière. La manière exacte dont ces éruptions radio cosmiques sont lancées est une inconnue très controversée.

De nos jours, les astronomes du MIT ont identifié les origines d'au moins un sursaut radio rapide en utilisant une nouvelle technique qui pourrait faire la même chose pour d'autres FRB. Dans leur nouvelle étude, publiée dans la revue Nature, l'équipe s'est concentrée sur FRB 20221022A, un sursaut radio rapide découvert précédemment et détecté dans une galaxie située à environ 200 millions d'années-lumière.

L'équipe a approfondi ses recherches pour déterminer l'emplacement précis du signal radio en analysant sa « scintillation », semblable à la façon dont les étoiles scintillent dans le ciel nocturne. Les scientifiques ont étudié les changements de luminosité du FRB et ont déterminé que le sursaut devait provenir du voisinage immédiat de sa source, plutôt que de beaucoup plus loin, comme le prédisaient certains modèles.

L'équipe estime que FRB 20221022A a explosé dans une région extrêmement proche d'une étoile à neutrons en rotation, à 10 000 kilomètres au plus. C'est moins que la distance entre New York et Singapour. À une distance aussi proche, le sursaut a probablement émergé de la magnétosphère de l'étoile à neutrons, une région hautement magnétique entourant immédiatement l'étoile ultracompacte.

Les résultats de l'équipe fournissent la première preuve concluante qu'un sursaut radio rapide peut provenir de la magnétosphère, l'environnement hautement magnétique qui entoure immédiatement un objet extrêmement compact.

« Dans ces environnements d'étoiles à neutrons, les champs magnétiques sont vraiment à la limite de ce que l'univers peut produire », explique l'auteur principal Kenzie Nimmo, postdoctorant à l'Institut Kavli pour l'astrophysique et la recherche spatiale du MIT. « Il y a eu beaucoup de débats pour savoir si cette émission radio brillante pourrait même s'échapper de ce plasma extrême. »

« Autour de ces étoiles à neutrons hautement magnétiques, également appelées magnétars, les atomes ne peuvent pas exister : ils seraient simplement déchirés par les champs magnétiques », explique Kiyoshi Masui, professeur associé de physique au MIT.

« Ce qui est passionnant ici, c'est que nous découvrons que l'énergie stockée dans ces champs magnétiques, à proximité de la source, se tord et se reconfigure de telle sorte qu'elle peut être libérée sous forme d'ondes radio que nous pouvons voir à l'autre bout de l'univers. »

Les coauteurs de l'étude au MIT sont Adam Lanman, Shion Andrew, Daniele Michilli et Kaitlyn Shin, ainsi que des collaborateurs de plusieurs institutions.

Taille de l'explosion

Les détections de sursauts radio rapides se sont multipliées ces dernières années, grâce à l'expérience canadienne de cartographie de l'intensité de l'hydrogène (CHIME). Le réseau de radiotélescopes comprend quatre grands récepteurs fixes, chacun en forme de demi-tuyau, qui sont réglés pour détecter les émissions radio dans une plage très sensible aux sursauts radio rapides.

Depuis 2020, CHIME a détecté des milliers de FRB de tout l'univers. Si les scientifiques s'accordent généralement à dire que les sursauts proviennent d'objets extrêmement compacts, la physique exacte à l'origine des FRB n'est pas claire.

Certains modèles prédisent que les sursauts radio rapides devraient provenir de la magnétosphère turbulente entourant immédiatement un objet compact, tandis que d'autres prédisent que les sursauts devraient provenir de beaucoup plus loin, dans le cadre d'une onde de choc qui se propage loin de l'objet central.

Pour faire la distinction entre les deux scénarios et déterminer où les sursauts radio rapides se produisent, l'équipe a étudié la scintillation, l'effet qui se produit lorsque la lumière d'une petite source brillante comme une étoile filtre à travers un milieu, comme le gaz d'une galaxie.

Lorsque la lumière de l'étoile filtre à travers le gaz, elle se courbe de telle manière qu'elle donne l'impression, pour un observateur distant, que l'étoile scintille. Plus un objet est petit ou éloigné, plus il scintille. La lumière provenant d'objets plus grands ou plus proches, comme les planètes de notre propre système solaire, subit moins de courbure et ne semble donc pas scintiller.

L'équipe a estimé que s'ils pouvaient estimer le degré de scintillement d'un FRB, ils pourraient déterminer la taille relative de la région d'où provient le FRB. Plus la région est petite, plus le sursaut est proche de sa source et plus il est probable qu'il provienne d'un environnement magnétiquement turbulent. Plus la région est grande, plus le sursaut est éloigné, ce qui étaye l'idée selon laquelle les FRB proviennent d'ondes de choc lointaines.

Motif de scintillement

Pour tester leur idée, les chercheurs se sont penchés sur FRB 20221022A, un sursaut radio rapide détecté par CHIME en 2022. Le signal dure environ deux millisecondes et est un FRB relativement courant en termes de luminosité.

Cependant, les collaborateurs de l'équipe à l'Université McGill ont découvert que FRB 20221022A présentait une propriété remarquable. La lumière du sursaut était fortement polarisée, l'angle de polarisation traçant une courbe lisse en forme de S. Ce motif est interprété comme une preuve que le site d'émission du FRB est en rotation, une caractéristique déjà observée chez les pulsars, qui sont des étoiles à neutrons en rotation hautement magnétisées.

Observer une polarisation similaire dans les sursauts radio rapides était une première, ce qui suggère que le signal pourrait provenir du voisinage proche d'une étoile à neutrons. Les résultats de l'équipe de McGill sont présentés dans un article complémentaire dans Nature.

L'équipe du MIT a réalisé que si le FRB 20221022A provenait d'une étoile à neutrons, ils devraient pouvoir le prouver en utilisant la scintillation.

Dans leur nouvelle étude, Nimmo et ses collègues ont analysé les données de CHIME et observé de fortes variations de luminosité qui signalaient une scintillation, autrement dit, un scintillement du FRB. Ils ont confirmé qu'il y avait du gaz quelque part entre le télescope et le FRB qui courbe et filtre les ondes radio.

L'équipe a ensuite déterminé où ce gaz pouvait être situé, confirmant que le gaz de la galaxie hôte du FRB était responsable d'une partie de la scintillation observée. Ce gaz a agi comme une lentille naturelle, permettant aux chercheurs de zoomer sur le site du FRB et de déterminer que l'explosion provenait d'une région extrêmement petite, estimée à environ 10 000 kilomètres de large.

« Cela signifie que le FRB se trouve probablement à des centaines de milliers de kilomètres de la source », explique Nimmo. « C'est très proche. À titre de comparaison, nous nous attendrions à ce que le signal soit à plus de dizaines de millions de kilomètres de distance s'il provenait d'une onde de choc, et nous ne verrions aucune scintillation du tout. »

« Zoomer sur une région de 10 000 kilomètres, à une distance de 200 millions d'années-lumière, c'est comme pouvoir mesurer la largeur d'une hélice d'ADN, qui mesure environ 2 nanomètres de large, à la surface de la lune », explique Masui. « Il y a une gamme étonnante d'échelles impliquées. »

Les résultats de l'équipe, combinés à ceux de l'équipe de McGill, excluent la possibilité que FRB 20221022A ait émergé de la périphérie d'un objet compact. Au lieu de cela, les études prouvent pour la première fois que des sursauts radio rapides peuvent provenir de très près d'une étoile à neutrons, dans des environnements magnétiques très chaotiques.

« Ces sursauts se produisent toujours, et CHIME en détecte plusieurs par jour », explique Masui. « Il peut y avoir une grande diversité dans la manière dont ils se produisent et dans l'endroit où ils se produisent, et cette technique de scintillation sera vraiment utile pour aider à démêler les différentes physiques qui

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COMMENTAIRES

Dés quun titre de signal radio arrive de l espace certain lecteur se met a esperer le signal d une autre civilisation intelligente et qui nous envoie ses signaux en Morse !!!!

F aut il que lui rappelle que Proxima du Centaure est à 2,246 années lumière

Eh bien oui ! Malgré tout

des astronomes à la recherche de signes de vie extraterrestres ont détecté un étrange signal radio. Encore inexpliqué, celui-ci semble provenir des environs de l'étoile la plus proche du Soleil, Proxima Centauri, une naine rouge située à environ 4,2 années-lumière de la Terre.

Quoi qu il en soit il s agit ici de quelque chose de différent :les sursauts radio rapides sont des explosions brèves et brillantes d'ondes radio émises par des objets extrêmement compacts tels que des étoiles à neutrons et peut-être des trous noirs. Ces feux d'artifice fugaces ne durent qu'un millième de seconde et peuvent transporter une énorme quantité d'énergie, suffisamment pour éclipser brièvement des galaxies entières.

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More information: Magnetospheric origin of a fast radio burst constrained using scintillation, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08297-w

A pulsar-like polarisation angle swing from a nearby fast radio burst, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08184-4

Journal information: Nature

Provided by Massachusetts Institute of Technology

This story is republished courtesy of MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), a popular site that covers news about MIT research, innovation and teaching.