science
Des trous noirs de toutes formes et tailles dans le plus grand catalogue d’événements d’ondes gravitationnelles jamais compilé
Impression artistique d’une étoile à neutrons et d’un trou noir sur le point de fusionner. Crédit : Carl Knox, Osgrave/Swinburne
Le plus grand catalogue d’événements d’ondes gravitationnelles jamais compilé par une collaboration internationale impliquant des chercheurs de Penn State a été publié. Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans l’espace-temps produites comme répliques d’événements astronomiques massifs, tels que la collision de deux trous noirs. À l’aide d’un réseau mondial de détecteurs, l’équipe de recherche a identifié 35 événements d’ondes gravitationnelles, portant le nombre total d’événements observés à 90 depuis le début des efforts de détection en 2015.
De nouveaux événements d’ondes gravitationnelles ont été observés entre novembre 2019 et mars 2020, à l’aide de trois détecteurs internationaux : l’Observatoire avancé de l’interféromètre laser à ondes gravitationnelles (lego) en Louisiane et dans l’État de Washington aux États-Unis et le détecteur avancé Virgo en Italie. Les données de ces trois réactifs ont été soigneusement analysées par une équipe de scientifiques de LIGO Scientific Collaboration, Virgo Collaboration et KAGRA Collaboration. Le catalogue des nouveaux événements de la seconde moitié du troisième cycle d’observation de LIGO est décrit dans un nouvel article.
« Dans la troisième série d’observations pour LIGO et Virgo, nous avons entrepris de découvrir les types les plus insaisissables d’événements d’ondes gravitationnelles », a déclaré Debnandini Mukherjee, chercheur postdoctoral à Penn State et membre de la collaboration LIGO. Cela comprenait des trous noirs de masse lourde, des binaires à rapport de masse plus extrêmes et étoile à neutrons–Trou noir Les alliances sont révélées avec une plus grande confiance. Nous sommes à une époque passionnante où de telles observations commencent à remettre en question l’astrophysique traditionnellement connue et commencent à contribuer à une meilleure compréhension des formations de tels objets.
nouvelles découvertes
Sur les 35 événements découverts, 32 étaient très probablement des fusions de trous noirs – deux trous noirs en orbite l’un autour de l’autre et se rencontrant finalement, un événement qui émet ondes gravitationnelles.
Les trous noirs impliqués dans ces fusions ont une gamme de tailles, dont la plus grande a une masse environ 90 fois la masse de notre soleil. Bon nombre des trous noirs résultants de ces fusions dépassent la masse de notre soleil d’une centaine de fois et sont classés comme trous noirs de masse moyenne. Il s’agit de la première observation de ce type de trou noir, pour laquelle les astrophysiciens ont longtemps théorisé.
Deux des trente-cinq événements fusionnaient probablement des étoiles à neutrons avec des trous noirs – un type d’événement très rare qui était un événement découvert pour la première fois Lors de la dernière tournée d’observation LIGO et Virgo. Une fusion récemment découverte semble montrer un trou noir supermassif d’environ 33 fois la masse de notre soleil entrant en collision avec une étoile à neutrons de masse extrêmement faible 1,17 fois la masse de notre soleil. C’est l’une des étoiles à neutrons les moins massives jamais découvertes, en utilisant des ondes gravitationnelles ou des observations électromagnétiques.
Les masses de trous noirs et d’étoiles à neutrons sont des indices clés sur la façon dont les étoiles massives vivent et meurent finalement dans les explosions de supernova.
a déclaré Becca Ewing, diplômée de Penn State et membre du groupe LIGO de Penn State. « Avec chaque nouvelle voie d’observation, nous trouvons des signaux avec des propriétés nouvelles et différentes, élargissant notre compréhension de ce à quoi ces systèmes pourraient ressembler et se comporter. De cette façon, nous pouvons commencer à améliorer de plus en plus notre compréhension de l’univers à chaque nouvelle observation. . »
Au cours de la seconde moitié du troisième cycle d’observation de LIGO, une équipe internationale de chercheurs comprenant des scientifiques de Penn State a observé 35 nouveaux événements cosmiques qui ont produit des ondes gravitationnelles – des ondulations dans l’espace-temps. Ces événements incluent des trous noirs et même des trous noirs entrant en collision avec des étoiles à neutrons. Chaque ligne de ce graphique correspond à une fusion binaire compressée, y compris les deux objets de fusion et le reste de la fusion finale. Les trous noirs sont représentés en bleu, les étoiles à neutrons en orange et les objets compacts de nature incertaine en gris. Crédit : Aaron M. Geller, Northwestern University et Frank Ilavsky, LEGO Virgo
L’événement d’onde gravitationnelle final est venu de la fusion d’un trou noir avec une masse 24 fois la masse de notre soleil avec un trou noir très léger ou une étoile à neutrons très lourde environ 2,8 fois la masse de notre soleil. L’équipe de recherche a conclu qu’il s’agissait très probablement d’un trou noir, mais cela ne pouvait pas être complètement certain. Un événement mystérieux similaire a été découvert par LIGO et Virgo en août 2019. La masse du corps le plus léger est déroutante, car les scientifiques s’attendent à ce qu’il soit la plus grande étoile à neutrons avant de s’effondrer pour former un trou noir environ 2,5 fois la masse de notre corps. le soleil. Cependant, aucune observation électromagnétique n’a détecté de trous noirs avec des masses inférieures à environ 5 masses solaires. Cela a incité les scientifiques à théoriser que les étoiles ne s’effondrent pas pour former des trous noirs à cette échelle. De nouvelles observations d’ondes gravitationnelles suggèrent que ces théories pourraient devoir être révisées.
progrès énorme
Depuis la première détection d’une onde gravitationnelle en 2015, le nombre de découvertes a augmenté à un rythme exponentiel. En quelques années, les scientifiques des ondes gravitationnelles sont passés de l’observation de ces vibrations dans le tissu de l’univers pour la première fois à l’observation de nombreux événements chaque mois, voire de plusieurs événements le même jour. Au cours du troisième cycle de surveillance, les détecteurs d’ondes gravitationnelles ont atteint leurs meilleures performances grâce à un programme de mises à niveau et de maintenance continues pour améliorer les performances des appareils phares.
Avec l’augmentation du taux de détection des ondes gravitationnelles, les scientifiques ont également amélioré leurs techniques d’analyse pour assurer l’altitude santé des résultats. Un catalogue croissant d’observations permettra aux astrophysiciens d’étudier les propriétés des trous noirs et des étoiles à neutrons avec une précision sans précédent.
Dans une autre avancée importante sur cette dernière voie, quelques minutes après les détections initiales d’ondes gravitationnelles, les astronomes ont lancé un appel aux observatoires et autres détecteurs du monde entier. Ce réseau de détecteurs de neutrinos et d’observatoires électromagnétiques s’est concentré sur la région du ciel d’où proviennent les ondes, pour tenter de localiser la source de l’événement. Les événements cosmiques qui produisent des ondes gravitationnelles peuvent également produire des neutrinos et des émissions électromagnétiques qui, s’ils sont détectés, peuvent fournir des informations supplémentaires sur l’événement cosmique. Cependant, aucun analogue des ondes gravitationnelles récemment annoncées n’a été rapporté.
« Une communication rapide avec d’autres observatoires est essentielle pour la découverte par les pairs et la contribution à l’astronomie multi-messages », a déclaré Bryce Cousins, assistant de recherche à Penn State et membre de la collaboration LIGO. « En étudiant un événement cosmique via plusieurs signaux, nous pouvons non seulement en apprendre davantage sur les propriétés spécifiques des trous noirs et des étoiles à neutrons, mais aussi étudier des domaines plus larges de l’astrophysique, tels que l’évolution stellaire et l’expansion de l’univers. Les systèmes d’alerte et de surveillance les réseaux établis au cours de ce processus d’observation seront essentiels pour découvrir les pairs dont nous avons besoin pour mieux comprendre ces sujets dans les observations futures. »
Lors de la prochaine tournée d’observation complète, qui devrait commencer l’été prochain, l’observatoire KAGRA au Japon se joindra également à la recherche. Au fond d’une montagne, KAGRA a terminé son premier cycle d’observation réussi en 2020, mais n’a pas encore rejoint LIGO et Virgo pour mener des observations conjointes. Avec plus de détecteurs, l’emplacement des événements potentiels peut être localisé avec plus de précision.
« Rejoindre KAGRA au réseau de détecteurs peut améliorer la zone de localisation du ciel des sources de filtre à ondes gravitationnelles d’environ deux fois, ce qui peut ensuite être utile pour les découvertes par les pairs, car la connaissance de l’emplacement exact des sources dans le ciel est essentielle pour les télescopes, » a déclaré Shio Sakon, étudiant en études supérieures à Penn State et membre de la collaboration LIGO. » Avec les développements du pipeline de détection, les mises à niveau de LIGO et VIRGO et l’implication de KAGRA dans le réseau de détecteurs, nous prévoyons de détecter et d’analyser les événements candidats d’ondes gravitationnelles plus fréquemment que jamais auparavant, et envoyer des alertes publiques de haute qualité avec une faible latence. Pour être essentiel à l’avancement de l’astronomie multi-messagers. «
Référence : « GWTC-3 : Alliances binaires combinées observées par LIGO et Virgo pendant la deuxième partie de la troisième exécution du moniteur » par LIGO Scientific Collaboration, Virgo Collaboration et KAGRA Collaboration, 5 novembre 2021, Relativité générale et cosmologie quantique.
arXiv : 2111.03606
À propos des observatoires d’ondes gravitationnelles :
Ce matériel est basé sur des travaux soutenus par le laboratoire LIGO de la National Science Foundation, une importante installation financée par la NSF. LIGO est exploité par Caltech et avec, qui a créé LIGO et dirigé le projet de détecteur avancé LIGO. Le soutien financier du projet LIGO avancé provenait principalement de la NSF avec l’Allemagne (Max Planck Society), le Royaume-Uni (Science and Technology Facilities Council) et l’Australie (Australian Research Council – OzGrav) et ils ont pris des engagements et des contributions importants au projet. Près de 1 400 scientifiques du monde entier participent aux efforts visant à analyser les données et à développer des conceptions de détecteurs dans le cadre de la collaboration scientifique LIGO, qui comprend une collaboration GEO.
La collaboration Virgo se compose actuellement de près de 650 membres de 119 institutions dans 14 pays différents, dont la Belgique, la France, l’Allemagne, la Hongrie, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne et l’Espagne. L’Observatoire gravitationnel européen (EGO) héberge le détecteur Virgo près de Pise en Italie et est financé par le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) en France, l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en Italie et Nikhef aux Pays-Bas.
Le détecteur KAGRA est situé à Kamioka, Gifu, Japon. L’institut hôte est l’Institut de recherche sur les rayons cosmiques (ICRR) de l’Université de Tokyo, et le projet est co-organisé par l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ) et la High Energy Acceleration Research Organization (KEK). KAGRA a achevé sa construction en 2019 et a ensuite rejoint le réseau international d’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo. La prise de données réelle a commencé en février 2020 lors de la dernière étape de la course appelée « O3b ». La coopération KAGRA se compose de plus de 470 membres de 11 pays/régions.
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
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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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