Ressources - OSU Institut Pytheas

Ressources

Archives pour octobre 2023

Confirmation et réfutation de galaxies très lumineuses dans l’Univers primordial

by

Au cours des 300 premiers millions d’années de l’histoire cosmique, les premières étoiles1 se sont formées, et elles ont commencé à ensemencer l’Univers en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium2. Dans la quête des premières étoiles, des premiers éléments chimiques plus lourds que l’hélium, et des premiers grains de poussières apparus dans l’Univers, une équipe internationale comprenant des chercheurs du CNRS-INSU (voir encadré), confirme la grande abondance de galaxies lumineuses dans l’Univers primordial.  

Le JWST a découvert un grand nombre de candidates galaxies avec des « redsfhits » (z, qui mesure la distance, z) aussi grand que z = 16, estimés à partir de la photométrie multi-bande (redshift photométrique). Mais une mesure spectroscopique est nécessaire pour valider le redshift de ces sources. La mesure des redshifts avec des codes adaptés comme le code CIGALE3 qui peut combiner des données photométriques et spectroscopiques provenant du Hubble Space Telescope et du James Webb Space Telescope a permis de confirmer et parfois d’infirmer les redshifts photométriques. L’équipe de recherche présente des mesures sûres qui confirment les redshifts de deux galaxies à z > 11, mais démontre aussi qu’une autre candidate à z = 16 (250 millions d’années après le Big Bang) erroné se trouve en fait à z = 4,9 (1.2 milliard d’années).

Les analyses de galaxies candidates massives à z = 9 – 12 ont montré que leur abondance est plus élevée que celle prévue par les modèles de formation des galaxies. Cela pourrait indiquer que des hypothèses doivent être modifiés. Parmi ces hypothèses : la possibilité d’atténuation négligeable de la poussière, une efficacité accrue de conversion du gaz en étoiles, ou une distribution différente de la masse des étoiles à ces premières époques. En effet, le fait de détecter trop de galaxies massives implique que les modèles sous-estiment la formation stellaire dans ces galaxies. Cela pourrait indiquer des lacunes dans notre connaissance actuelle de la formation des galaxies, ou bien suggèrerait que les hypothèses dérivées de notre connaissance de l’Univers à plus bas redshift que nous connaissons mieux ne s’appliquerait pas à l’Univers primordial. Elle souligne aussi les risques scientifiques de tirer des conclusions avant de confirmer les décalages spectraux vers le rouge (redshifts) à partir de mesures spectroscopiques.

Source : https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/confirmation-et-refutation-de-galaxies-tres-lumineuses-dans-lunivers-primordial

1. Ces premières étoiles sont souvent appelées Population III, ce sont les toutes premières. Le Soleil s’est formé plus récemment. C’est une étoile Population I.
2. Ces éléments chimiques plus lourds que l’hydrogène et l’hélium sont appelés « Métaux » par les astronomes. Ils comprennent le carbone, l’oxygène, l’azote et d’autres éléments chimiques qui forment la Terre et sont nécessaires au développement de la vie.
3. CIGALE (http://cigale.lam.fr) a été développé au Laboratoire d’Astronomie de Marseille, et c’est l’un des codes d’analyse de l’émission des galaxies le plus rapide au monde (voir : Boquien et al. 2019, Astronomy & Astrophysics, 622, 103).

CNRS : les cinq lauréats 2023 de la médaille de la médiation scientifique

by

La médiation scientifique vise à partager les connaissances scientifiques disponibles avec des non-spécialistes, dans les écoles, les lycées ou tout simplement avec les citoyens et citoyennes. Cette transmission des connaissances est une des missions du CNRS ; il était donc naturel de reconnaître et valoriser celles et ceux qui s’engagent dans cette démarche qui nécessite un investissement particulier. Pour Antoine Petit, président-directeur général du CNRS, « parler de science à un large public et expliquer la démarche scientifique doit permettre de donner à chacun les éléments pour se forger sa propre conviction éclairée, sur la base de ce que l’on sait, et de ce que l’on ne sait pas, ou pas encore. ». « La science n’est pas de la croyance mais un ensemble de connaissances acquises par une méthode rigoureuse et collective. Développer la médiation scientifique est aussi une action essentielle pour lutter contre les fake-news et toutes les formes d’obscurantismes. Je tiens à féliciter chaleureusement les lauréates et lauréats 2023 de la médaille de la médiation scientifique du CNRS. Ils sont les visages d’une science ouverte, intégrée et partagée que le CNRS et ses partenaires construisent au quotidien. »

Parmi les lauréats :

  • Wiebke Drenckhan : l’art comme support à la médiation scientifique
  • MATH en JEANS et la découverte de la recherche en mathématiques
  • Le climat et ses enjeux à la portée de toutes et tous
  • Criminocorpus : un musée virtuel et une revue sur l’histoire de la justice
  • David Louapre : quand la science étonne sur YouTube

Le climat et ses enjeux à la portée de toutes et tous

« En cette période où tout se vaut sur les réseaux sociaux, nous avons voulu redonner de la visibilité aux chercheurs, à leurs travaux et à leur parole », souligne Anne Brès, responsable de communication à l’Institut national des sciences de l’Univers du CNRS. Dans la bataille de l’information sur le climat, l’objectif est de faire remonter les pages scientifiques, longtemps diluées dans les résultats des moteurs de recherche par les trop nombreux contenus climatosceptiques. Pour cela, un collectif, coordonné par Anne Brès, a rassemblé le blogueur Bon Pote, ainsi qu’une vingtaine de climatologues pour rédiger des articles répondant à diverses fake news climatiques. Ces textes étaient également transformés, avec l’aide de l’illustratrice Claire Marc, en schémas illustrés. Ces sketchnotes ont depuis été publiés dans le livre « Tout savoir (ou presque) sur le climat », un des best-sellers de CNRS Éditions.

Claire Marc est issue du Master Médiation en Environnement et Communication Scientifique d’Aix-Marseille Université promo 2016 – 2018.

 

Source : https://www.cnrs.fr/fr/presse/cnrs-les-cinq-laureats-2023-de-la-medaille-de-la-mediation-scientifique

Repousser les limites !

by

Pour repousser les limites de la connaissance, nos chercheurs se dépassent !

À travers l’exposition, « Chercher l’inconnu, découvrir l’extrême » l’Institut Pythéas vous invite à découvrir des terrains de recherche exceptionnels auxquels sont confrontés certains de ses scientifiques.
Ces environnements extrêmes nécessitent une préparation physique relativement intense… Alors, quels sont les contraintes et les enjeux de telles expéditions ?
Capsules audio imagées, photos et textes vous emmènent sur les traces de ces chercheuses et chercheurs « de l’extrême ».

Écoutez les podcasts romancés, issus de leurs interviews :

01. Expédition Sargasses. Sandrine Ruitton et Thierry Thibault sont enseignant-chercheurs AMU et exercent leurs activités de recherche au MIO.
02. Vincent Jomelli. Il est directeur de recherche CNRS au CEREGE.
03. Yannick Garcin. Il est chargé de recherche IRD au CEREGE.
04. Pierre Chevaldonné. Il est chercheur en biologie et écologie marine au CNRS.
05. Lars-Eric Heimbürger. Il est chargé de recherche CNRS au MIO.
06. Guilaine Lagache. Elle est enseignante-chercheuse AMU au LAM.
07. Jérôme Gattacceca. Il est directeur de recherche CNRS au CEREGE.

Une éruption solaire extrême il y a 14300 ans

by

Les cosmonucléides tels que le carbone-14 (14C) et le béryllium-10 (10Be) sont produits dans la haute atmosphère par le rayonnement cosmique galactique qui est modulé par l’activité du Soleil. Notre étoile peut aussi émettre des particules suffisamment énergétiques pour produire ces isotopes lors d’éruptions solaires extrêmes. Les cosmonucléides sont les meilleurs indicateurs pour reconstituer l’activité solaire avant la période des mesures instrumentales.

Menée par des équipes du CNRS (voir encadré), une nouvelle étude a permis de bâtir des séries dendrochronologiques1 couvrant les 15000 dernières années à partir d’arbres subfossiles découverts le long des rivières de la région de Gap dans les Alpes françaises. En parallèle ils ont mesuré la teneur en 14C des cernes annuels de croissance de ces arbres grâce au spectromètre AixMICADAS2.

Les équipes de recherche ont alors découvert un pic de 14C remarquable qui a eu lieu au sein d’une seule année, entre 14300 et 14299 ans avant le présent (i.e. 1950). En comparant ces résultats avec les enregistrements de 10Be dans les glaces du Groenland grâce à la modélisation du cycle du carbone et à une analyse statistique sophistiquée, les chercheurs ont pu attribuer cette anomalie à une éruption solaire d’une ampleur exceptionnelle, la plus importante jamais enregistrée.

Un tel évènement serait aujourd’hui catastrophique pour notre société moderne, causant d’énormes dégâts aux réseaux électriques et de télécommunication, ainsi qu’aux systèmes de satellites.

 

Source : https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/une-eruption-solaire-extreme-il-y-14300-ans

1. Relatif à la dendrochronologie, à la datation par l'étude des anneaux de croissance des troncs d'arbres.
2. Spectromètre de masse par accélérateur innovant dédié à l’analyse du carbone 14. Lauréat en 2011 du premier appel à projets « Equipements d’excellence » (EQUIPEX) du programme « Investissements d’Avenir ». Il est situé au Technopôle de l’environnement Arbois-Méditerranée à Aix-en-Provence.

Magali Deleuil, lauréate du prix de l’Académie des sciences « CNES Astrophysique & Sciences spatiales »

by

Spécialiste des exoplanètes, Magali Deleuil s’attache à déterminer leurs propriétés grâce à la détection et la modélisation. Elle a assuré la coordination scientifique du programme exoplanètes de la mission spatiale CoRoT avec, entre autres, la découverte de la première super-Terre rocheuse. Depuis le début des années 2010, elle travaille sur les missions exoplanètes Européennes CHEOPS et PLATO dont elle coordonne la participation française.

L’Académie lui a rendu hommage à l’occasion de la cérémonie de remise des prix sous la Coupole de l’Institut de France, le 17 octobre 2023.

Source : https://www.academie-sciences.fr/fr/

Le chlore 36, un nouvel outil pour l’évaluation de la dynamique du carbone des sols

by

Le carbone organique du sol est un élément clé de la santé des sols du fait de son rôle sur leur structure, leur fertilité et sur l’atténuation des émissions anthropiques annuelles de CO2, le carbone organique du sol étant l’un des plus grands réservoirs de carbone terrestre que l’homme peut gérer.
Or un élément important pour évaluer la capacité du sol à stocker du carbone est son âge, qui peut être évalué par modélisation ou expérimentalement à l’aide d’isotopes du carbone. Mais les résultats obtenus pas les différentes méthodes ne sont pas cohérents et présentent même des différences très importantes. Par exemple la méthode bien connue qu’est la datation au carbon-14 fournit des âges du carbone des sols supérieurs d’un facteur 6 à 10 à ceux estimés par la modélisation et par l’utilisation des isotopes stables du carbone.

Une méthode totalement indépendante est donc nécessaire. Nous proposons une méthode alternative et indépendante basée sur la mesure du 36Cl dans les sols. Le 36Cl est un radionucléide produit naturellement dans l’atmosphère sous l’effet du rayonnement cosmique mais il est également produit de façon anthropique par l’industrie nucléaire. Sa production a augmenté de trois ordres de grandeur lors des essais de bombes nucléaires dans les années 50-70. Dans les sols, une partie du chlore, dont le 36Cl, est retenue par la matière organique du sol sous forme de molécules organochlorées.

Ainsi, nous montrons que l’arrivée massive de 36Cl dans les sols lors des essais nucléaires et son stockage dans les sols peuvent être utilisés afin d’évaluer l’âge du carbone organique des sols. En effet, nous avons mesurés les stocks de 36Cl retenus dans les différentes couches d’un sol forestier échantillonné dans l’une des stations du site atelier de l’Observatoire Pérenne de l’Environnement (OPE) en Meuse/Haute-Marne. Le Cl et 36Cl des sols ont été extrait par un protocole d’hydropyrolyse mis au point au CEREGE. Les mesures de Cl et de 36Cl ont été faites avec une grande précision à l’instrument national ASTER qui est un accélérateur spectromètre de masse.Ces données sont comparées aux flux entrants (pluie, végétation) et sortants (drainage) en 36Cl (Figure 1) et permettent de déterminer le temps de rétention du 36Cl dans les sols. Nos résultats montrent que ce temps augmente avec la profondeur avec des durées allant de 20 ans en surface à 322 ans à 60 cm de profondeur. Ces durées de rétention du 36Cl dans les sols sont comparables aux âges moyens estimés par les approches basées sur la modélisation ou les isotopes stables du carbone. Ce travail suggère donc que la durée de rétention du 36Cl dans un sol peut être utilisé comme un indicateur de l’âge du carbone organique du sol.

Utilisé pour estimer la durée de rétention de 36Cl dans le sol. A gauche : Les différentes boites représentent les couches du sol, et la taille est proportionnelle aux stocks de 36Cl mesurés dans différentes couches du sol. Les flèches représentent les flux entre ces différentes couches. Au sein de chaque couche, une petite fraction du flux de 36Cl est fixée dans la matière organique de la couche. Cette fraction est estimée à 5 % du flux en surface et décroit exponentiellement avec la profondeur. À cette décroissance des quantités retenues, correspond une augmentation de la durée de rétention avec la profondeur (figure de droite).