science
Un groupe de recherche révèle les propriétés du soufre des rayons cosmiques et la composition d’autres rayons cosmiques primaires
Les rayons cosmiques chargés, qui sont des ensembles de particules à haute énergie se déplaçant dans l’espace, ont été décrits pour la première fois en 1912 par le physicien Victor Hess. Depuis leur découverte, ils ont fait l’objet de nombreuses études astrophysiques visant à mieux comprendre leur origine, leur accélération et leur propagation dans l’espace, à l’aide de données satellitaires ou d’autres méthodes expérimentales.
La collaboration Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), un grand groupe de recherche qui analyse les données recueillies par les grands spectromètres magnétiques spatiaux, a recueilli de nouvelles informations sur les propriétés et la composition de certains types de rayons cosmiques. Dans un nouvel article publié dans Lettres d’examen physique (PRL), ils ont spécifiquement révélé la composition du carbone élémentaire des rayons cosmiques, du néon et du magnésium, ainsi que la composition et les propriétés du soufre des rayons cosmiques.
« Les principales expériences qui étudient les rayons cosmiques ont généralement une erreur de 30% à 50%, souvent à une énergie cinétique inférieure à 50 GeV par noyau », a déclaré Samuel Ting, porte-parole de la collaboration AMS, à Phys.org. « Ces mesures d’erreurs importantes fournissent des informations importantes qui sont cohérentes avec de nombreux modèles théoriques. L’expérience du spectromètre magnétique Alpha sur la Station spatiale internationale fournit des mesures précises en pourcentage des particules élémentaires (électrons, positrons, protons et antiprotons) et de tous les éléments du périodique table à une énergie cinétique de plus de 1 000 gigatoélectrons, volts par nickel.
Certaines des mesures récentes recueillies par le détecteur AMS ont été difficiles à expliquer à l’aide des modèles physiques théoriques actuels. Par exemple, en mesurant la rigidité (c’est-à-dire la quantité de mouvement/charge) de toutes les particules chargées dans les rayons, le détecteur AMS a recueilli des données qui apportent un nouvel éclairage sur les propriétés de deux types différents de rayons cosmiques chargés, que les chercheurs ont nommés primaires et rayons secondaires. .
« Les noyaux des rayons cosmiques primaires (par exemple, He, C, O, Ne, Mg, Si, S, Fe, …) sont synthétisés dans les étoiles et accélérés dans des sources astrophysiques telles que les supernovae, et les rayons cosmiques secondaires (par exemple ie , Li, Be, B, F, …) sont produits dans les interactions d’un rayon proto-cosmique avec des milieux interstellaires », a expliqué Ting. Nos travaux récents sont parus dans PRL Inspiré par notre découverte des propriétés uniques des rayons cosmiques dans deux publications précédentes. »
dans article précédent, AMS Collaboration a montré que les flux de rayons cosmiques primaires contenant Ne, Mg et Si avaient une dépendance à la dureté identique au-dessus de 86,5 GeV, ce qui est significativement différent de la dépendance à la dureté des rayons cosmiques primaires contenant des particules He, C, O et He. Fe. Cela indique que les rayons cosmiques primaires peuvent être divisés en au moins deux sous-classes, que l’équipe a nommées Ne-Mg-Si et He-CO-Fe.
« Jusqu’à présent, on ne sait pas grand-chose sur les propriétés des rayons cosmiques soufrés », a déclaré Ting. « Des études approfondies axées sur les propriétés du soufre cosmique, telles que nos nouveaux travaux, peuvent fournir de nouvelles informations sur les rayons cosmiques primaires, nous aidant à révéler combien de classes de rayons cosmiques primaires existent. »
dans Un autre travail précédentTing et ses collaborateurs ont trouvé des preuves que les rayons cosmiques N, Na et Al sont une combinaison de rayons cosmiques primaires et secondaires. Ils ont ensuite mesuré avec précision ces flux de rayons cosmiques sur une large plage de solidité (de quelques gigavolts à téravolts) et analysé leurs propriétés spectrales pour déterminer leurs composants primaires et secondaires uniques.
« Par exemple, les rapports d’abondance de Na/Si et Al/Si à la source ont été directement mesurés à 0,036 ± 0,003 et 0,103 ± 0,004, respectivement », a déclaré Ting. Ces mesures sont indépendantes des modèles de rayons cosmiques. Dans notre publication actuelle, nous étendons cette méthode pour mesurer les compositions primaires et secondaires de C, Ne, Mg et S, qui sont traditionnellement supposées être des rayons cosmiques primaires. De manière inattendue, nous avons constaté que tous ces éléments ont des contributions secondaires, de grandes quantités de rayons cosmiques lourds entrant en collision avec les milieux interstellaires.
L’échelle AMS est basée sur un magnétomètre à haute résolution qui est généralement utilisé pour réaliser des expériences sur Terre, par exemple pour aider à la recherche de particules fondamentales à l’aide d’accélérateurs. Il se compose de six éléments de détection qui collectent indépendamment des données sur la charge, la masse, la quantité de mouvement et l’énergie des particules élémentaires et des noyaux.
Le compteur AMS est actuellement le seul spectromètre magnétique dans l’espace, les chercheurs sur Terre surveillant de près et en permanence les performances de chacun de ses six éléments pour s’assurer qu’il fonctionne de manière fiable. Avant d’être envoyé dans l’espace, notamment vers la Station spatiale internationale, en 2011, le spectromètre a été soigneusement calibré à l’aide de divers accélérateurs de particules du CERN.
« Pour garantir l’exactitude et la fiabilité des résultats, les données brutes ont été analysées indépendamment par deux à quatre groupes de recherche internationaux », a déclaré Ting. « En analysant les 10 premières années de données à l’échelle AMS, environ 200 milliards de rayons cosmiques, nous avons observé qu’au-dessus de 90 GeV, la dépendance à la rigidité des flux de soufre dans les rayons cosmiques est identique à la dépendance à la rigidité des flux Ne-Mg-Si, qui diffère de la dépendance à la dureté des flux He-CO-Fe. Cela indique que S, de manière inattendue, appartient à la classe Ne-Mg-Si des rayons cosmiques primaires.
L’analyse des données sur les 200 milliards de rayons cosmiques traversant six détecteurs différents était une tâche fastidieuse et chronophage. En fin de compte, les données ont été validées et examinées par quatre équipes de recherche indépendantes situées en Italie, en Suisse, en Chine et aux États-Unis.
« Nous avons également constaté que les rayons cosmiques primaires conventionnels S, Ne, Mg et C ont tous des composants mineurs importants. Le soufre, ainsi que les noyaux cosmiques C, Ne et Mg peuvent être présentés comme une combinaison d’un composant primaire (avant diffusion dans la Voie lactée) et un composant mineur. (Pendant et après la propagation), » a déclaré Ting, « Le rapport d’abondance dans la source de rayons cosmiques pour S/Si est de 0,167 ± 0,006, pour Ne/Si, il est de 0,833 ± 0,025, pour Mg /Si c’est 0,994 ± 0,029, et pour la plaque C/O est égal à 0,836 ± 0,025. Ces mesures directes sont indépendantes des modèles de rayons cosmiques. »
Notamment, la collaboration AMS a été la première à mesurer avec précision le flux de S dans l’univers de quelques gigavolts à téravolts. Leurs découvertes contribuent de manière significative à la compréhension des rayons cosmiques, de leur composition et de leurs propriétés.
Les analyses de la collaboration AMS indiquent finalement que les contributions primaires et secondaires des flux de rayons cosmiques S, C, Ne et Mg diffèrent nettement de celles des flux N, Na et Al. Leurs découvertes, dont aucune n’est prédite par les modèles actuels de rayons cosmiques, pourraient collectivement aider à mieux comprendre la structure nucléaire des étoiles ainsi que l’origine et la propagation des rayons cosmiques.
« AMS va maintenant poursuivre l’étude minutieuse des éléments cosmiques », a ajouté Ting. « Nous mettons actuellement à niveau notre détecteur en augmentant son acceptation de 300 %. D’ici 2030, nous explorerons les propriétés des éléments cosmiques lourds restants, marqués en blanc. Ainsi, d’ici 2030, nous fournirons des informations précises et complètes sur l’origine. et la reproduction des rayons cosmiques.Cela révélera des secrets Les rayons cosmiques, tels que où et comment ils sont générés, ou comment ils nous parviennent.Dans nos prochains travaux, nous prévoyons d’étudier l’origine de la matière noire grâce à des mesures précises d’électrons, de positrons, antiprotons et antitrons. D’ici 2030, notre étude des spectres d’un positron, d’un électron, d’un antiproton et d’un antiproton ainsi que Combiné avec l’étude de l’anisotropie des positrons, une explication des résultats actuels inattendus de l’AMS. »
Lors de l’analyse des données AMS, Ting et ses collaborateurs ont également noté plusieurs particules qui pourraient être des candidats viables à l’antimatière lourde, y compris l’antihélium. Ainsi, ils prévoient également de continuer à rechercher davantage de ces particules, en particulier les carbones et les antioxydants. Parallèlement, ils analysent les changements du flux quotidien de tous les rayons cosmiques dans l’héliosphère au cours de cycles solaires de 11 ans et 22 ans, ce qui pourrait donner lieu à d’autres découvertes intéressantes.
Plus d’information:
Aguilar et al., Propriétés du soufre des rayons cosmiques et détermination de la composition du carbone primaire des rayons cosmiques, du néon, du magnésium et du soufre : résultats de dix ans de spectrométrie magnétique alpha, Lettres d’examen physique (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.130.211002
© 2023 Réseau Science X
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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