sciences energies environnement

Atmospheric rivers are shifting poleward, reshaping global weather patterns

by Zhe Li, The Conversation

 Les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles, remodelant les modèles climatiques mondiaux

par Zhe Li, The Conversation

Les rivières atmosphériques sont de longs filaments d'humidité qui se courbent vers les pôles. Plusieurs d'entre eux sont visibles sur cette image satellite. Crédit : Bin Guan, NASA/JPL-Caltech et UCLA

Les rivières atmosphériques, ces longues et étroites bandes de vapeur d'eau dans le ciel qui apportent de fortes pluies et des tempêtes sur la côte ouest des États-Unis et dans de nombreuses autres régions, se déplacent vers des latitudes plus élevées, ce qui modifie les modèles climatiques dans le monde entier.

Ce déplacement aggrave les sécheresses dans certaines régions, intensifie les inondations dans d'autres et met en danger les ressources en eau dont dépendent de nombreuses communautés. Lorsque les rivières atmosphériques atteignent l'extrême nord de l'Arctique, elles peuvent également faire fondre la glace de mer, affectant le climat mondial.

Dans une nouvelle étude publiée dans Science Advances, University of California, Santa Barbara, le climatologue Qinghua Ding et moi-même montrons que les rivières atmosphériques se sont déplacées d'environ 6 à 10 degrés vers les deux pôles au cours des quatre dernières décennies.

Les rivières atmosphériques en mouvement

Les rivières atmosphériques ne sont pas seulement l'apanage de la côte ouest des États-Unis. Elles se forment dans de nombreuses régions du monde et fournissent plus de la moitié du ruissellement annuel moyen dans ces régions, notamment sur les côtes sud-est et ouest des États-Unis, en Asie du Sud-Est, en Nouvelle-Zélande, dans le nord de l'Espagne, au Portugal, au Royaume-Uni et dans le centre-sud du Chili.

La Californie dépend des rivières atmosphériques pour jusqu'à 50 % de ses précipitations annuelles. Une série de rivières atmosphériques hivernales peuvent y apporter suffisamment de pluie et de neige pour mettre fin à une sécheresse, comme certaines parties de la région l'ont vu en 2023.

Les rivières atmosphériques se produisent partout dans le monde, comme le montre cette animation de données satellite mondiales de février 2017. Crédit : NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Bien que les rivières atmosphériques partagent une origine similaire (apport d'humidité en provenance des tropiques), l'instabilité atmosphérique du courant-jet leur permet de se courber vers les pôles de différentes manières. Il n'y a pas deux rivières atmosphériques exactement identiques.

Ce qui intéresse particulièrement les climatologues, y compris nous, c'est le comportement collectif des rivières atmosphériques. Les rivières atmosphériques sont couramment observées dans les régions extratropicales, une région située entre les latitudes de 30 et 50 degrés dans les deux hémisphères, qui comprend la majeure partie du continent américain, le sud de l'Australie et le Chili.

Notre étude montre que les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles depuis quatre décennies. Dans les deux hémisphères, l'activité a augmenté le long des 50 degrés nord et 50 degrés sud, tandis qu'elle a diminué le long des 30 degrés nord et 30 degrés sud depuis 1979. En Amérique du Nord, cela signifie que davantage de rivières atmosphériques inondent la Colombie-Britannique et l'Alaska.

Une réaction en chaîne mondiale

Notre étude montre que les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles depuis quatre décennies. Dans les deux hémisphères, l’activité a augmenté le long des 50 degrés nord et 50 degrés sud, tandis qu’elle a diminué le long des 30 degrés nord et 30 degrés sud depuis 1979. En Amérique du Nord, cela signifie que davantage de rivières atmosphériques inondent la Colombie-Britannique et l’Alaska.

Une réaction en chaîne mondiale

L’une des principales raisons de ce déplacement est l’évolution des températures de surface de la mer dans le Pacifique tropical oriental. Depuis 2000, les eaux du Pacifique tropical oriental ont tendance à se refroidir, ce qui affecte la circulation atmosphérique dans le monde entier. Ce refroidissement, souvent associé aux conditions de La Niña, pousse les rivières atmosphériques vers les pôles.

Le mouvement vers les pôles des rivières atmosphériques peut être expliqué par une chaîne de processus interconnectés.

Pendant les conditions de La Niña, lorsque les températures de surface de la mer se refroidissent dans le Pacifique tropical oriental, la circulation de Walker – des boucles d’air géantes qui affectent les précipitations lorsqu’elles montent et descendent sur différentes parties des tropiques – se renforce au-dessus du Pacifique occidental. Cette circulation plus forte entraîne l'expansion de la ceinture de précipitations tropicales. L'expansion des précipitations tropicales, combinée aux changements dans les schémas de tourbillons atmosphériques, entraîne des anomalies de haute pression et des schémas de vent qui orientent les rivières atmosphériques plus loin vers les pôles.

La Niña, avec des eaux plus froides dans le Pacifique oriental, s'estompe et El Niño, avec des eaux plus chaudes, commence à se former dans l'océan Pacifique tropical en 2023. Crédit : NOAA Climate.gov

À l'inverse, pendant les conditions El Niño, avec des températures de surface de la mer plus chaudes, le mécanisme fonctionne dans la direction opposée, déplaçant les rivières atmosphériques de sorte qu'elles ne s'éloignent pas autant de l'équateur.

Ces changements soulèvent d'importantes questions sur la façon dont les modèles climatiques prédisent les changements futurs dans les rivières atmosphériques. Les modèles actuels pourraient sous-estimer la variabilité naturelle, comme les changements dans le Pacifique tropical, qui peuvent affecter considérablement les rivières atmosphériques. Comprendre ce lien peut aider les prévisionnistes à faire de meilleures prévisions sur les futurs schémas de précipitations et la disponibilité en eau.

Pourquoi ce déplacement vers les pôles est-il important ?

Un déplacement des rivières atmosphériques peut avoir des effets importants sur les climats locaux.

Dans les régions subtropicales, où les rivières atmosphériques sont de moins en moins fréquentes, les sécheresses pourraient se prolonger et les réserves d’eau diminuer. De nombreuses régions, comme la Californie et le sud du Brésil, dépendent des rivières atmosphériques pour que les précipitations remplissent les réservoirs et soutiennent l’agriculture. Sans cette humidité, ces régions pourraient être confrontées à davantage de pénuries d’eau, ce qui mettrait à rude épreuve les communautés, les fermes et les écosystèmes.

À des latitudes plus élevées, les rivières atmosphériques se déplaçant vers les pôles pourraient entraîner des précipitations plus extrêmes, des inondations et des glissements de terrain dans des endroits comme le nord-ouest du Pacifique américain, l’Europe et même dans les régions polaires.

Une image satellite du 20 février 2017 montre une rivière atmosphérique s’étendant d’Hawaï à la Californie, où elle a apporté des pluies torrentielles. Crédit : NASA/Earth Observatory/Jesse Allen

Dans l’Arctique, davantage de rivières atmosphériques pourraient accélérer la fonte des glaces marines, aggravant ainsi le réchauffement climatique et affectant les animaux qui dépendent de la glace. Une étude antérieure à laquelle j’ai participé a révélé que la tendance de l’activité des rivières atmosphériques en été pourrait contribuer à hauteur de 36 % à la tendance à la hausse de l’humidité estivale dans l’ensemble de l’Arctique depuis 1979.

Ce que cela signifie pour l’avenir

Jusqu’à présent, les changements que nous avons observés reflètent encore principalement des changements dus à des processus naturels, mais le réchauffement climatique induit par l’homme joue également un rôle. Le réchauffement climatique devrait augmenter la fréquence et l’intensité globales des rivières atmosphériques, car une atmosphère plus chaude peut contenir plus d’humidité.

On ne sait pas exactement comment cela pourrait changer à mesure que la planète continue de se réchauffer. La prévision des changements futurs reste incertaine, en grande partie en raison de la difficulté à prévoir les variations naturelles entre El Niño et La Niña, qui jouent un rôle important dans les variations des rivières atmosphériques.

À mesure que la planète se réchauffe, les rivières atmosphériques – et les pluies critiques qu’elles apportent – ​​continueront de changer de cap. Nous devons comprendre ces changements et nous y adapter afin que les communautés puissent continuer à prospérer dans un climat en évolution.

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COMMENTAIRES

Je rappelle aux lecteurs  qu'hier  nous nous interogions  sur les modificaions plimatiques  prévisibles  sur les mers et oceans  et que j avais présenté le seul facteur  expérimental connu   et  lui bien determiné ...

 Mais  que savons  nous  de certain     ,au demeurant , sur  ce qui se passe au dessus     :la circulation atmosphérique????

Les variations des différences de température à la surface de la Terre peuvent modifier les schémas de circulation atmosphérique et la façon dont le vent  modifie les pressions atmospheriques loicales et répartit la chaleur à la surface de la Terre. 

Cet article décrit  commment ces rivières atmosphériques 

se déplacent vers des latitudes plus élevées, ce qui modifie les modèles météorologiques dans le monde entier.

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More information: Zhe Li et al, A global poleward shift of atmospheric rivers, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adq0604

Journal information: Science Advances 

Provided by The Conversation 

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

El Niño Southern Oscillation caused spike in 2023 tem

peratures, study finds

by Annie Reisewitz, University of Miami

UNIQUEMENT 

RESUME + COMMENTAIRES

XX

L'oscillation sud-sud d'El Niño a provoqué une augmentation des températures de 2023, découvre l'étude

Une étude réalisée par des scientifiques de l'école de la Marine, de l'atmosphère et des sciences de la Terre de l'Université de Miami Rosenstiel a identifié l'oscillation El Niño - Sud comme la principale cause du pic de température de surface mondiale en 2023, et non le changement climatique induit par l'homme. L'augmentation rapide de la température de surface mondiale en 2023 a conduit à des préoccupations et des spéculations entre le public et les médias quant à la cause

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COMMENTAIRES 

 L   article confirme les inquiétudes  a asuivre et precoir  les effets de l aymentation de la température  sur les mers et oceans 

 Je rappelle a mes é lecteurs  la traduction que je leur ai donnée d un article il ua quelques mois :''Research links El Niño to Atlantic weather a year later, could enhance long-range weather forecasting

by Alex Morrison, University of Exeter

 Nous partons dans l inconnu ! La seule connaissance que nous ayons  est l équation  dela vaporisation de l  eau avec la température  !!!

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More information: Shiv Priyam Raghuraman et al, The 2023 global warming spike was driven by the El Niño–Southern Oscillation, Atmospheric Chemistry and Physics (2024). DOI: 10.5194/acp-24-11275-2024

Journal information: Atmospheric Chemistry and Physics 

Provided by University of Miami 

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UN forecasts La Nina could help lower temperatures this year

 

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

First coherent picture of an atomic nucleus made of quarks and gluons

by Polish Academy of Sciences

Première image cohérente d'un noyau atomique composé de quarks et de gluons

par l'Académie polonaise des sciences

Pour la première fois, des quarks et des gluons ont été utilisés pour décrire les propriétés des noyaux atomiques, qui jusqu'à présent étaient expliquées par l'existence de protons et de neutrons. La paire temporaire de nucléons corrélés est surlignée en violet. Crédit : IFJ PAN

Le noyau atomique est composé de protons et de neutrons, des particules qui existent grâce à l'interaction de quarks liés par des gluons. Il semblerait donc qu'il ne devrait pas être difficile de reproduire toutes les propriétés des noyaux atomiques observées jusqu'à présent dans les expériences nucléaires en utilisant uniquement des quarks et des gluons. Cependant, ce n'est qu'aujourd'hui qu'une équipe internationale de physiciens a réussi à le faire.

Cela fait presque un siècle que les principaux composants des noyaux atomiques ont été découverts : les protons et les neutrons. Au départ, les nouvelles particules étaient considérées comme indivisibles. Dans les années 1960, on a cependant suggéré que, à des énergies suffisamment élevées, les protons et les neutrons révéleraient leur structure interne, c'est-à-dire la présence de quarks constamment maintenus ensemble par des gluons.

Peu de temps après, l'existence des quarks a été confirmée expérimentalement. Il peut donc paraître surprenant que, malgré le passage de plusieurs décennies, personne n'ait pu reproduire avec des modèles quark-gluon les résultats d'expériences nucléaires à basse énergie, lorsque seuls les protons et les neutrons sont visibles dans les noyaux atomiques.

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Cette impasse de longue date vient d'être brisée grâce à un article publié dans Physical Review Letters. Ses principaux auteurs sont des scientifiques de la collaboration internationale nCTEQ sur les distributions quark-gluon.

« Jusqu'à présent, il existait deux descriptions parallèles des noyaux atomiques, l'une basée sur les protons et les neutrons que nous pouvons voir à basse énergie, et l'autre, pour les hautes énergies, basée sur les quarks et les gluons. Dans notre travail, nous avons réussi à rapprocher ces deux mondes jusqu'ici séparés », explique le Dr Aleksander Kusina, l'un des trois théoriciens de la physique nucléaire de l'Académie polonaise des sciences (IFJ PAN) participant à la recherche.

Les humains voient leur environnement parce qu'ils utilisent des détecteurs innés (les yeux) pour enregistrer les photons dispersés qui ont déjà interagi avec les atomes et les molécules qui composent les objets de notre environnement. Les physiciens acquièrent une connaissance des noyaux atomiques de la même manière : ils les font entrer en collision avec des particules plus petites et analysent méticuleusement les résultats des collisions.

Pour des raisons pratiques, cependant, ils n'utilisent pas de photons électriquement neutres, mais des particules élémentaires portant une charge, généralement des électrons. Les expériences montrent ensuite que lorsque les électrons ont des énergies relativement faibles, les noyaux atomiques se comportent comme s'ils étaient constitués de nucléons (c'est-à-dire de protons et de neutrons), alors qu'à haute énergie, les partons (c'est-à-dire de quarks et de gluons) sont « visibles » à l'intérieur des noyaux atomiques.

Les résultats de la collision de noyaux atomiques avec des électrons ont été reproduits assez bien en utilisant des modèles supposant l'existence de nucléons seuls pour décrire les collisions à basse énergie, et de partons seuls pour les collisions à haute énergie. Cependant, jusqu'à présent, ces deux descriptions n'ont pas pu être combinées en une image cohérente.

Dans leurs travaux, les physiciens de l'IFJ PAN ont utilisé des données sur les collisions à haute énergie, notamment celles collectées à l'accélérateur LHC du laboratoire du CERN à Genève. L'objectif principal était d'étudier la structure partonique des noyaux atomiques à haute énergie, actuellement décrite par les fonctions de distribution des partons (PDF).

es résultats ont confirmé l'observation connue des expériences à basse énergie selon laquelle la plupart des paires corrélées sont des paires proton-neutron (ce résultat est particulièrement intéressant pour les noyaux lourds, par exemple l'or ou le plomb). Un autre avantage de l'approche proposée dans cet article est qu'elle fournit une meilleure description des données expérimentales que les méthodes traditionnelles utilisées pour déterminer les distributions de partons dans les noyaux atomiques.

« Dans notre modèle, nous avons apporté des améliorations pour simuler le phénomène d'appariement de certains nucléons. En effet, nous avons reconnu que cet effet pouvait également être pertinent au niveau des partons. Il est intéressant de noter que cela a permis une simplification conceptuelle de la description théorique, ce qui devrait nous permettre à l'avenir d'étudier plus précisément les distributions de partons pour les noyaux atomiques individuels », explique le Dr Kusina.

La concordance entre les prédictions théoriques et les données expérimentales signifie qu'en utilisant le modèle des partons et les données de la région de haute énergie, il a été possible pour la première fois de reproduire le comportement des noyaux atomiques jusqu'ici expliqué uniquement par la description nucléonique et les données des collisions à basse énergie. Les résultats des études décrites ouvrent de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension de la structure du noyau atomique, unifiant ses aspects de haute et basse énergie.

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  COMMENTAIIRES

IL  s agit  dans cet article  de donner 

une image statique 

et non d une photo de noyau !  C  est la représentation  des calculs de leur modèle théorique   ..Rien de plus !

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Pour mes élèves  je rappelle  que les principaus résultats  confirmés de la mécanique quantique ,QCM,théorie des champs  ,théorème d Heisenberg   etc   ne nous permettent qu une idée statistique  des conformations des assemblages de particules ..Il faut doncv rester modes

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More information: A. W. Denniston et al, Modification of Quark-Gluon Distributions in Nuclei by Correlated Nucleon Pairs, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.152502

Journal information: Physical Review Letters 

Provided by Polish Academy of Sciences 

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Ab initio methods help scientists make sense of complex particle collisions

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

Cher Olivier Hartmanshenn,

Voici votre newsletter Science X personnalisée de la semaine 42 :

Première image cohérente d'un noyau atomique composé de quarks et de gluons

Le noyau atomique est constitué de protons et de neutrons, des particules qui existent grâce à l'interaction de quarks liés par des gluons. Il semblerait donc qu'il ne devrait pas être difficile de reproduire toutes les propriétés des noyaux atomiques observées jusqu'à présent dans les expériences nucléaires en utilisant uniquement des quarks et des gluons. Cependant, ce n'est que maintenant qu'une équipe internationale de physiciens a réussi à le faire.

Des scientifiques élèvent avec succès des coraux pour améliorer leur tolérance à la chaleur

Une nouvelle étude a montré que l'élevage sélectif peut conduire à une augmentation modeste de la tolérance des coraux à la chaleur.

L'usage de cannabis à forte puissance est lié à des changements épigénétiques, suggère une étude

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Les rivières atmosphériques - ces longues et étroites bandes de vapeur d'eau dans le ciel qui apportent de fortes pluies et des tempêtes sur la côte ouest des États-Unis et dans de nombreuses autres régions - se déplacent vers des latitudes plus élevées, ce qui modifie les modèles météorologiques dans le monde entier.

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La vue d'une boule de feu traversant le ciel suscite l'émerveillement et l'excitation des enfants comme des adultes. C’est un rappel que la Terre fait partie d’un système beaucoup plus vaste et incroyablement dynamique.

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

A Dear olivier hartmanshenn,

Here is your customized Science X Newsletter for week 42:

	First coherent picture of an atomic nucleus made of quarks and gluons The atomic nucleus is made up of protons and neutrons, particles that exist through the interaction of quarks bonded by gluons. It would seem, therefore, that it should not be difficult to reproduce all the properties of atomic nuclei hitherto observed in nuclear experiments using only quarks and gluons. However, it is only now that an international team of physicists has succeeded in doing this.
	Scientists successfully breed corals to improve their heat tolerance A new study has shown that selective breeding can lead to a modest rise in coral heat tolerance.
	High-potency cannabis use is tied to epigenetic changes, study suggests A study published in Molecular Psychiatry is the first to suggest that the use of high-potency cannabis leaves a distinct mark on DNA, providing valuable insights into the biological impact of cannabis use. High-potency cannabis is defined as having Delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) content of 10% or more. THC is the principal psychoactive constituent in cannabis.
	Are dental practices out of control in the United States? A series of recently published opinions and letters in JAMA Internal Medicine present varying perspectives on the current state of US dental care all emphasize the need for evidence-based practices and changes in economic models.
	Walking in short bursts found to consume 20% to 60% more energy than walking continuously for same distance A team of pathophysiologists at the University of Milan has found that climbing stairs or walking for short bursts allows people to consume 20% to 60% more energy than if they do the same activity nonstop for the same distance. In their study, published in the Proceedings of the Royal Society B, the group asked volunteers to walk on a treadmill or climb stairs while also monitoring their oxygen intake.
	Study suggests around 40% of postmenopausal hormone positive breast cancers are linked to excess body fat Around 40% of postmenopausal hormone positive breast cancer cases may be linked to excess body fat, suggests Spanish research published online in the Journal of Epidemiology & Community Health.
	Scientists discover one of the Earth's earliest animals in Australian outback In the shadow of South Australia's largest mountain range beneath the outback soil lies a fossil record that reveals a rich history of life on Earth. Fossils found at Nilpena Ediacara National Park preserve a pivotal moment in the history of evolution: the crucial period during which single-celled organisms began to evolve into the planet's first complex, visible animals.
	Study suggests that 'Jedi' rodents remotely move matter using sound to enhance their sense of smell Scientists have debated the purpose of the ultrasonic vocalizations (USVs) produced by rodents since the discovery of these sounds in the 1950s. There's a wide research consensus suggesting USVs are a form of social communication, a courtship display, which though inaudible to humans, might otherwise be compared to the calls of certain birds.
	New type of insulin that switches on and off could help diabetics avoid sudden drops in blood sugar levels A modified insulin that can prevent sudden drops in blood sugar has been demonstrated in laboratory experiments and animal models, reports a paper in Nature. This could provide a more flexible way to supplement insulin for individuals with diabetes and reduce sudden drops in blood glucose.
	Bumblebee queens choose to hibernate in pesticide-contaminated soil, scientists discover An alarming discovery from University of Guelph researchers raises concerns for bumblebee health, survival and reproduction. U of G environmental sciences researchers Drs. Nigel Raine and Sabrina Rondeau have found that bumblebee queens are more likely to hibernate in soil contaminated with pesticides than in clean soil—for reasons they still don't quite understand.
	Neuroscientists discover a mechanism that can reactivate dormant neural stem cells An international team of neuroscientists, led by Duke-NUS Medical School, have uncovered a mechanism that controls the reactivation of neural stem cells, which are crucial for repairing and regenerating brain cells.
	Giant prehistoric elephant skull from India belongs to mysterious extinct species The giant fossil skull of an extinct elephant, discovered in northern India's Kashmir Valley in 2000, sheds light on a poorly known episode in elephant evolutionary history.
	Modern mass extinction in an Ecuadorean cloud forest found to be a mirage One of the most notorious mass extinction events in modern times occurred on a hilltop in coastal Ecuador in the 1980s. Ninety species of plants known from nowhere else on Earth—many of them new to science and not yet given a name—went extinct when the last cloud forests of the Centinela range were cleared for agriculture. The cautionary tale of Centinela has long been a driving force in the fight to save the world's rainforests. But did it really happen?
	El Niño Southern Oscillation caused spike in 2023 temperatures, study finds A study by scientists at the University of Miami Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science identified El Niño–Southern Oscillation as the primary cause of the spike in global surface temperature in 2023, not human-induced climate change. The rapid rise in global surface temperature in 2023 led to concerns and speculation among the public and media as to the cause.
	Scientists discover unexpected link between genes involved in human brain evolution and developmental disorders The human brain's remarkably prolonged development is unique among mammals and is thought to contribute to our advanced learning abilities. Disruptions in this process may explain certain neurodevelopmental diseases.
	Atmospheric rivers are shifting poleward, reshaping global weather patterns Atmospheric rivers—those long, narrow bands of water vapor in the sky that bring heavy rain and storms to the U.S. West Coast and many other regions—are shifting toward higher latitudes, and that's changing weather patterns around the world.
	Cats associate human words with images, experiment suggests A small team of animal scientists at Azabu University, in Japan, has found via experimentation that common house cats are capable of associating human words with images without prompting or reward. In their study, published in the journal Scientific Reports, the group tested volunteer cats looking at images on a computer screen to see if they form associations between the images and spoken words.
	City microbes surviving on disinfectants, research reveals New research shows microbes in our cities are evolving to resist the very cleaners we use to eliminate them. It also identifies novel strains living in Hong Kong that were previously only found in Antarctic desert soil.
	Physicists show that neutron stars may be shrouded in clouds of axions A team of physicists from the universities of Amsterdam, Princeton and Oxford have shown that extremely light particles known as axions may occur in large clouds around neutron stars. These axions could form an explanation for the elusive dark matter that cosmologists search for—and moreover, they might not be too difficult to observe.
	New research shows most space rocks crashing into Earth come from a single source The sight of a fireball streaking across the sky brings wonder and excitement to children and adults alike. It's a reminder that Earth is part of a much larger and incredibly dynamic system.

BIS REPETITA PLACENT   !!!!

Des  astronome

trouvent que les données de Webb sont en contradiction avec les modèles de réionisation

par l'Université du Texas à Austin

Simulation de galaxies ionisant du gaz d'hydrogène (zones brillantes) pendant l'époque de la réionisation. Crédit : M. Alvarez, R. Kaehler et T. Abel / Observatoire européen austral (ESO).

La ​​réionisation est une période critique où les premières étoiles et galaxies ont modifié la structure physique de leur environnement, et finalement de l'univers tout entier. Les théories établies affirment que cette époque s'est terminée environ 1 milliard d'années après le Big Bang. Cependant, si l'on calculait cette étape à l'aide des observations du télescope spatial James Webb (JWST), la réionisation aurait pris fin au moins 350 millions d'années plus tôt que prévu. C'est ce qu'indique un nouvel article publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Tout au long de son histoire, l'univers a subi plusieurs changements majeurs. Pendant les 380 000 premières années après le Big Bang, il s'agissait d'un plasma chaud et dense de protons et d'électrons. Finalement, les choses se sont suffisamment refroidies pour que les protons et les électrons se combinent et forment des atomes d’hydrogène neutres. Puis, environ 100 millions d’années après le Big Bang, les premières étoiles et galaxies ont commencé à se former, inaugurant l’époque de la réionisation.

Ces premières étoiles étaient énormes et chaudes – certains prédisaient qu’elles étaient 30 à 300 fois plus massives que notre soleil – et elles émettaient beaucoup d’énergie sous forme de lumière ultraviolette extrême. Cette énergie était si intense que lorsqu’elle frappait les atomes d’hydrogène proches, elle les divisait en protons et électrons dans un processus appelé ionisation. Après des centaines de millions d’années, lorsque presque tout l’hydrogène de l’univers s’est ionisé, l’époque de la réionisation a pris fin.

Sachant qu’environ 75 % de toute la matière est constituée d’hydrogène, cela représente une immense transformation. « C’est le dernier changement majeur à se produire », explique Julian Muñoz, professeur adjoint d’astronomie à l’Université du Texas à Austin et auteur principal de l’article. « Vous êtes passés d'un état neutre, froid et ennuyeux à un état ionisé et chaud. Et ce n'est pas quelque chose qui est arrivé seulement à une ou deux galaxies. C'est arrivé à l'univers tout entier. »

« Ce processus a chauffé et ionisé le gaz dans l'univers, ce qui a régulé la vitesse de croissance et d'évolution des galaxies », a ajouté John Chisholm, professeur adjoint d'astronomie à l'Université du Texas à Austin et co-auteur de l'article. « Ces premières étoiles ont établi la structure globale des galaxies dans l'univers. »

es astronomes ne pouvant pas observer directement le processus de réionisation, ils doivent utiliser des modèles pour prédire quand il s'est terminé. Ces modèles sont basés sur des preuves indirectes, notamment des mesures de la quantité de lumière qui nous est parvenue depuis la rémanence du Big Bang, appelée le fond diffus cosmologique.

Une autre preuve est l'abondance précoce de la longueur d'onde associée aux changements d'énergie dans l'hydrogène, appelée forêt Lyman-alpha. Ces deux éléments aident les astronomes à calculer la quantité d'hydrogène transformée pendant la réionisation et, par extension, la quantité d'énergie nécessaire pour y parvenir.

"C'est un jeu de comptabilité", a déclaré Muñoz. "Nous savons que tout l'hydrogène était neutre avant la réionisation. À partir de là, il faut suffisamment d'ultraviolets extrêmes pour diviser chaque atome. Ainsi, en fin de compte, vous pouvez faire le calcul pour déterminer quand la réionisation s'est terminée."

Aujourd'hui, le télescope spatial James Webb remet en question les modèles établis. Grâce à lui, les astronomes peuvent scruter le cosmos plus loin que jamais, au plus profond de cette époque critique. Cela conduit à de nombreuses observations inattendues dans l'univers primitif, dont une plus grande abondance que prévu de galaxies émettant de l'ultraviolet extrême. « Le JWST a révélé que les galaxies brillantes sont suffisantes pour ioniser l'univers à elles seules », a déclaré Chisholm. « Cela va à l'encontre de ce que beaucoup de gens anticipaient. »

Ainsi, avec ces nouvelles observations, la comptabilité est désormais erronée. « Si vous deviez faire aveuglément confiance à James Webb, il vous dirait que la réionisation a pris fin 550 à 650 millions d'années après le Big Bang, au lieu des estimations actuelles d'un milliard d'années », a expliqué Muñoz. « Si c'était vrai, le fond diffus cosmologique serait différent, et la forêt Lyman-alpha serait différente. Il y a donc une tension. »

En d'autres termes, il est peu probable que la réionisation se soit produite des centaines de millions d'années plus tôt que prévu. Alors, que se passe-t-il ? Une explication pourrait être que les modèles établis manquent d'informations clés. Par exemple, parfois, les protons et les électrons ionisés se réunissent pour reformer des atomes d'hydrogène neutres. Ce processus est appelé recombinaison. Si cela se produisait plus souvent que ne le supposent les modèles actuels, cela pourrait augmenter la quantité de lumière ultraviolette extrême nécessaire pour ioniser l'univers entier.

« Nous avons besoin d'observations plus détaillées et plus approfondies des galaxies, et d'une meilleure compréhension du processus de recombinaison », a déclaré Munoz. « Résoudre cette tension sur la réionisation est une étape clé pour enfin comprendre cette période charnière. Je suis impatient de voir ce que les années à venir nous réservent. »

Les autres auteurs de l'étude sont Jordan Mirocha du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et du California Institute of Technology ; Steven Furlanetto de l'Université de Californie à Los Angeles ; et Charlotte Mason de l'Université de Californie à Los Angeles.

XXXXXXXXXX

COMMENTAIRES

A VANT TOUT  je dois rappeler  que les observations  ne remontent pas plus avant  le fond fossile cosmique  . Tout ce qui précède Bigbang ,inflation  ;age sombre  , reionisation   et apparition 

 des premiers photons  n est que le fruit  des physiciens  et des mathématiciens   travaillant sur la cinétiques de divers modèles  des plasmas sombes et trés denses   ...

Par conséquent es astronomes  de cet articles  qui trouvent que les données de Webb sont en contradiction avec les modèles de réionisation ont le droit d etre écoutés !!!

Pourquoi  ??????

Ils  avancent  que 

la réionisation est une période  particulièrement critique critique  et que dez ce fait   la durée de cette phase  peut etre sous estimée ....

XXXXX

En réalité  ils n 'osent pas dire  carrément  que les calculs des théoriciens    ne devraient rester  que de trés prudentes  propositions !! Le ''démarrage'' (???) de notre  '' bulle d' 'Univers '' 

reste  encore pour

moi  indéchiffrable     et je ne serais pas

ssurpris  que  ces si 

loibtaines  galaxies  détectées par James Webb  soient  en réalité quasi semblabes  a nos voisines actuelles   ...

XXXXX

More information: Julian B Muñoz et al, Reionization after JWST: a photon budget crisis?, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (2024). DOI: 10.1093/mnrasl/slae086

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters 

Provided by University of Texas at Austin 

Explore further

James Webb Telescope is getting closer to finding what ionized the universe

sciences energies environnement

 

 Editors' notes

Astronomers find Webb data conflict with reionization models

by University of Texas at Austin

by University of Texas at Austin

Des  astronome

trouvent que les données de Webb sont en contradiction avec les modèles de réionisation

par l'Université du Texas à Austin

Simulation de galaxies ionisant du gaz d'hydrogène (zones brillantes) pendant l'époque de la réionisation. Crédit : M. Alvarez, R. Kaehler et T. Abel / Observatoire européen austral (ESO).

La ​​réionisation est une période critique où les premières étoiles et galaxies ont modifié la structure physique de leur environnement, et finalement de l'univers tout entier. Les théories établies affirment que cette époque s'est terminée environ 1 milliard d'années après le Big Bang. Cependant, si l'on calculait cette étape à l'aide des observations du télescope spatial James Webb (JWST), la réionisation aurait pris fin au moins 350 millions d'années plus tôt que prévu. C'est ce qu'indique un nouvel article publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.

Tout au long de son histoire, l'univers a subi plusieurs changements majeurs. Pendant les 380 000 premières années après le Big Bang, il s'agissait d'un plasma chaud et dense de protons et d'électrons. Finalement, les choses se sont suffisamment refroidies pour que les protons et les électrons se combinent et forment des atomes d’hydrogène neutres. Puis, environ 100 millions d’années après le Big Bang, les premières étoiles et galaxies ont commencé à se former, inaugurant l’époque de la réionisation.

Ces premières étoiles étaient énormes et chaudes – certains prédisaient qu’elles étaient 30 à 300 fois plus massives que notre soleil – et elles émettaient beaucoup d’énergie sous forme de lumière ultraviolette extrême. Cette énergie était si intense que lorsqu’elle frappait les atomes d’hydrogène proches, elle les divisait en protons et électrons dans un processus appelé ionisation. Après des centaines de millions d’années, lorsque presque tout l’hydrogène de l’univers s’est ionisé, l’époque de la réionisation a pris fin.

Sachant qu’environ 75 % de toute la matière est constituée d’hydrogène, cela représente une immense transformation. « C’est le dernier changement majeur à se produire », explique Julian Muñoz, professeur adjoint d’astronomie à l’Université du Texas à Austin et auteur principal de l’article. « Vous êtes passés d'un état neutre, froid et ennuyeux à un état ionisé et chaud. Et ce n'est pas quelque chose qui est arrivé seulement à une ou deux galaxies. C'est arrivé à l'univers tout entier. »

« Ce processus a chauffé et ionisé le gaz dans l'univers, ce qui a régulé la vitesse de croissance et d'évolution des galaxies », a ajouté John Chisholm, professeur adjoint d'astronomie à l'Université du Texas à Austin et co-auteur de l'article. « Ces premières étoiles ont établi la structure globale des galaxies dans l'univers. »

es astronomes ne pouvant pas observer directement le processus de réionisation, ils doivent utiliser des modèles pour prédire quand il s'est terminé. Ces modèles sont basés sur des preuves indirectes, notamment des mesures de la quantité de lumière qui nous est parvenue depuis la rémanence du Big Bang, appelée le fond diffus cosmologique.

Une autre preuve est l'abondance précoce de la longueur d'onde associée aux changements d'énergie dans l'hydrogène, appelée forêt Lyman-alpha. Ces deux éléments aident les astronomes à calculer la quantité d'hydrogène transformée pendant la réionisation et, par extension, la quantité d'énergie nécessaire pour y parvenir.

"C'est un jeu de comptabilité", a déclaré Muñoz. "Nous savons que tout l'hydrogène était neutre avant la réionisation. À partir de là, il faut suffisamment d'ultraviolets extrêmes pour diviser chaque atome. Ainsi, en fin de compte, vous pouvez faire le calcul pour déterminer quand la réionisation s'est terminée."

Aujourd'hui, le télescope spatial James Webb remet en question les modèles établis. Grâce à lui, les astronomes peuvent scruter le cosmos plus loin que jamais, au plus profond de cette époque critique. Cela conduit à de nombreuses observations inattendues dans l'univers primitif, dont une plus grande abondance que prévu de galaxies émettant de l'ultraviolet extrême. « Le JWST a révélé que les galaxies brillantes sont suffisantes pour ioniser l'univers à elles seules », a déclaré Chisholm. « Cela va à l'encontre de ce que beaucoup de gens anticipaient. »

Ainsi, avec ces nouvelles observations, la comptabilité est désormais erronée. « Si vous deviez faire aveuglément confiance à James Webb, il vous dirait que la réionisation a pris fin 550 à 650 millions d'années après le Big Bang, au lieu des estimations actuelles d'un milliard d'années », a expliqué Muñoz. « Si c'était vrai, le fond diffus cosmologique serait différent, et la forêt Lyman-alpha serait différente. Il y a donc une tension. »

En d'autres termes, il est peu probable que la réionisation se soit produite des centaines de millions d'années plus tôt que prévu. Alors, que se passe-t-il ? Une explication pourrait être que les modèles établis manquent d'informations clés. Par exemple, parfois, les protons et les électrons ionisés se réunissent pour reformer des atomes d'hydrogène neutres. Ce processus est appelé recombinaison. Si cela se produisait plus souvent que ne le supposent les modèles actuels, cela pourrait augmenter la quantité de lumière ultraviolette extrême nécessaire pour ioniser l'univers entier.

« Nous avons besoin d'observations plus détaillées et plus approfondies des galaxies, et d'une meilleure compréhension du processus de recombinaison », a déclaré Munoz. « Résoudre cette tension sur la réionisation est une étape clé pour enfin comprendre cette période charnière. Je suis impatient de voir ce que les années à venir nous réservent. »

Les autres auteurs de l'étude sont Jordan Mirocha du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et du California Institute of Technology ; Steven Furlanetto de l'Université de Californie à Los Angeles ; et Charlotte Mason de l'Université de Californie à Los Angeles.

XXXXXXXXXX

COMMENTAIRES

A VANT TOUT  je dois rappeler  que les observations  ne remontent pas plus avant  le fond fossile cosmique  . Tout ce qui précède Bigbang ,inflation  ;age sombre  , reionisation   et apparition 

 des premiers photons  n est que le fruit  des physiciens  et des mathématiciens   travaillant sur la cinétiques de divers modèles  des plasmas sombes et trés denses   ...

Par conséquent es astronomes  de cet articles  qui trouvent que les données de Webb sont en contradiction avec les modèles de réionisation ont le droit d etre écoutés !!!

Pourquoi  ??????

Ils  avancent  que 

la réionisation est une période  particulièrement critique critique  et que dez ce fait   la durée de cette phase  peut etre sous estimée ....

XXXXX

En réalité  ils n 'osent pas dire  carrément  que les calculs des théoriciens    ne devraient rester  que de trés prudentes  propositions !! Le ''démarrage'' (???) de notre  '' bulle d' 'Univers '' 

reste  encore pour

moi  indéchiffrable     et je ne serais pas

ssurpris  que  ces si 

loibtaines  galaxies  détectées par James Webb  soient  en réalité quasi semblabes  a nos voisines actuelles   ...

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More information: Julian B Muñoz et al, Reionization after JWST: a photon budget crisis?, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (2024). DOI: 10.1093/mnrasl/slae086

Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters 

Provided by University of Texas at Austin 

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James Webb Telescope is getting closer to finding what ionized the universe

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