Un télescope basé sur un ballon pourrait aider les astronomes à percer les mystères de la matière noire après ses premières images de l’univers depuis les confins de l’espace.
Le Super Pressure Balloon Imaging Telescope (SuperBIT) a volé à une altitude plus élevée l’atmosphère terrestre Le 16 avril, un ballon à hélium de la taille d’un terrain de football a été lancé par la NASA. C’était le premier vol opérationnel d’un observateur stratosphérique.
Les premières images prises pendant le vol incluent une région du Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite Voie LactéeElle s’appelle la nébuleuse de la tarentule. La galaxie est située à environ 160 000 années-lumière de la Terre. Ce nuage massif de gaz et de poussière de 931 années-lumière de diamètre est une région de formation intense d’étoiles. (Pour la perspective, le système stellaire le plus proche de la Terre est à environ quatre années-lumière.)
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SuperBIT a également pris des images des galaxies des antennes, NGC 4038 et NGC 4039, situées à environ 60 millions d’années-lumière vers la constellation sud de Corvus. On voit ces galaxies subir une collision et une fusion que les astronomes soupçonnent d’avoir commencé il y a quelques centaines de millions d’années. Ainsi, les galaxies Antenna sont les exemples les plus proches et les plus petits d’une paire de galaxies en collision.
L’objectif principal de SuperBIT sera de prendre des images de galaxies dans le spectre lumineux du visible au proche ultraviolet. Alors que les capacités du télescope spatial Hubble couvrent cette gamme, SuperBIT a un champ de vision plus large que le télescope spatial lancé en 1990.
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Comment SuperBIT étudiera la matière noire
L’étude SuperBIT tire parti d’un phénomène naturel appelé lentille gravitationnelle pour cartographier la matière noire. La lentille gravitationnelle a été prédite pour la première fois dans la théorie générale de la relativité d’Einstein. Cela se produit parce que, tout comme des boules de masse croissante placées sur une feuille de caoutchouc étendue, des objets massifs comme les galaxies déforment le tissu de l’espace-temps.
Lorsque la lumière passe le long de cette courbure, sa trajectoire est courbée. Cette courbure de la lumière peut grossir les objets, et elle peut aussi en dire long aux astronomes sur un objet à lentille massive, en particulier sur la répartition de la masse de l’objet.
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La matière noire n’interagit pas avec le rayonnement électromagnétique ou la lumière comme le fait quotidiennement la matière ordinaire qui nous entoure. Cela rend la matière noire presque invisible, mais grâce au fait qu’elle interagit avec la gravité, les astronomes peuvent déduire son existence.
Ainsi, la lentille gravitationnelle est un excellent moyen de cartographier la distribution de la matière noire. SuperBIT peut aider les scientifiques à déterminer si les particules de matière noire peuvent rebondir les unes sur les autres, lorsque des amas de galaxies voisins entrent en collision. Cette recherche peut enfin révéler quelles particules composent la matière noire.
« Il faut la gravité d’une galaxie entière pour déplacer la matière noire, et SuperBIT examinera les amas de galaxies entrant en collision les uns avec les autres. Essentiellement, nous utilisons les plus grands accélérateurs de particules de l’univers pour briser des amas de matière noire et voir où les bits voler », Richard Massey, professeur de physique à l’Université de Durham, il a dit dans un communiqué (Ouvre dans un nouvel onglet). « Si la matière noire devient » écrasée « ou si de petits morceaux sont brisés, nous pouvons enfin commencer à comprendre de quoi elle est faite. »
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Avantages d’un télescope à ballon
SuperBIT, une collaboration entre la NASA et l’Université de Durham au Royaume-Uni, l’Université de Toronto au Canada et l’Université de Princeton aux États-Unis, a été lancée depuis Wanaka, en Nouvelle-Zélande.
Le télescope et un vol en montgolfière à haute pression peuvent faire le tour du globe à environ 21 miles (34 kilomètres) au-dessus de plus de 99,5% de l’atmosphère terrestre pendant 100 jours. De ce point de vue, vous collectez des données scientifiques et prenez des images haute résolution. La vue à haute altitude du dirigeable offre une vision plus claire de la lumière qui a parcouru des milliards d’années depuis les galaxies du cosmos lointain et du cosmos, sans être gênée par l’effet brumeux de l’atmosphère.
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SuperBIT peut être renvoyé en parachute sur Terre en toute sécurité, jusqu’à ce que l’équipe puisse mettre à jour sa conception. L’équipe SuperBIT a déjà obtenu un financement pour mettre à niveau le télescope à ouverture de 1,6 pied (0,5 mètre) en un télescope de 5,2 pieds (1,6 mètre), en ajoutant un objectif à angle plus large et en augmentant les mégapixels de l’appareil photo. L’amélioration augmentera sa capacité à recueillir la lumière de 10 fois.
Un télescope à ballon est plus économique qu’un lance-roquettes. SuperBIT a coûté environ 5 millions de dollars, soit environ 1 000 fois moins qu’une mission satellite équivalente. Le coût relativement bon marché de SuperBIT pourrait permettre à une flotte de ces télescopes de survoler la Terre, sondant les mystères de l’univers, selon des responsables de la NASA.
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