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Dernières activités de mise en service du télescope spatial Webb

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Dernières activités de mise en service du télescope spatial Webb

Le télescope spatial James Webb de la NASA est une véritable merveille technologique. Le télescope spatial le plus grand et le plus complexe jamais construit, Webb est capable de collecter la lumière qui a voyagé 13,5 milliards d’années, à peu près depuis le début de l’univers. En fait, Webb est une machine à remonter le temps, nous permettant de scruter les premières galaxies qui se sont formées après le Big Bang. Parce qu’il collecte la lumière infrarouge, il voit directement à travers des nuages ​​de poussière géants qui obscurcissent la vue de la plupart des autres télescopes. Webb est 100 fois plus puissant que le télescope spatial Hubble. Crédit : NASA/JPL-Caltech

avec télescope Aligner l’optique et les instrumentséquipe Webb . mise en service maintenant Quatre outils scientifiques puissants pour l’observatoire. Il existe 17 « modes » différents de l’outil pour vérifier notre façon de nous préparer au lancement Science cet été. Une fois que vous avez accepté tous ces 17 modes,[{ » attribute= » »>NASA’s James Webb Space Telescope will be ready to begin scientific operations!

In this article we’ll describe the 17 modes, and readers are encouraged to follow along as the Webb team checks them off one by one on the Where is Webb tracker. Each mode has a set of observations and analysis that need to be verified, and it is important to note that the team does not plan to complete them in the order listed below. Some of the modes won’t be verified until the very end of commissioning.

For each mode we have also selected a representative example science target that will be observed in the first year of Webb science. These are just examples; each mode will be used for many targets, and most of Webb’s science targets will be observed with more than one instrument and/or mode. The detailed list of peer-reviewed observations planned for the first year of science with Webb ranges from our solar system to the most distant galaxies.

1. Caméra proche infrarouge (NIRCam) Imagerie. L’imagerie proche infrarouge capturera des images dans la partie visible de la lumière proche infrarouge, de 0,6 à 5,0 micromètres de longueur d’onde. Ce mode sera utilisé dans presque tous les aspects de la science Webb, des champs profonds aux galaxies, des régions de formation d’étoiles aux planètes de notre système solaire. Exemple de cible en Webb cycle 1 utilisant ce mode : Le champ ultra-profond de Hubble.

2. Spectroscopie champ large NIRCam. La spectroscopie sépare la lumière détectée en couleurs individuelles. La spectroscopie sans fente diffuse la lumière sur tout le champ de vision de l’appareil afin que nous puissions voir les couleurs de chaque objet visible dans le champ. La spectroscopie sans fente dans NIRCam était à l’origine un mode d’ingénierie à utiliser dans l’alignement des télescopes, mais les scientifiques ont réalisé qu’il pouvait également être utilisé pour la science. Exemple d’objectif : quasars distants.

3. Coronagraphe NIRCam. Lorsqu’une étoile a des exoplanètes ou des disques de poussière en orbite autour d’elle, la luminosité de l’étoile l’emporte généralement sur la lumière qui est réfléchie ou émise par des objets plus faibles autour d’elle. La coronagraphie utilise un disque noir dans l’appareil pour bloquer la lumière des étoiles afin de détecter la lumière de ses planètes. Exemple d’objectif : Exoplanète géante gazeuse HIP 65426 b.

4. Notes sur les séries chronologiques NIRCam – Imagerie. La plupart des objets astronomiques changent sur de grandes échelles de temps par rapport aux âges humains, mais certaines choses changent assez rapidement pour que nous puissions les voir. Les notes de séries chronologiques lisent rapidement les détecteurs d’instruments pour surveiller ces changements. Exemple d’objectif : Un pulsar nain blanc appelé magnétar.

5. Observations de séries temporelles NIRCam-grism. Lorsque[{ » attribute= » »>exoplanet crosses the disk of its host star, light from the star can pass through the atmosphere of the planet, allowing scientists to determine the constituents of the atmosphere with this spectroscopic technique. Scientists can also study light that is reflected or emitted from an exoplanet, when an exoplanet passes behind its host star. Example target: lava rain on the super-Earth-size exoplanet 55 Cancri e.

NIRCam Sensor Array

A sensor array for the NIRCam instrument, designed and tested by Marcia Rieke’s research group at Steward Observatory. For the sensors to detect infrared light without too much noise in the data, Webb and its instruments must be kept as cool as possible. Credit: Marcia Rieke

6. Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) multi-object spectroscopy. Although slitless spectroscopy gets spectra of all the objects in the field of view, it also allows the spectra of multiple objects to overlap each other, and the background light reduces the sensitivity. NIRSpec has a microshutter device with a quarter of a million tiny controllable shutters. Opening a shutter where there is an interesting object and closing the shutters where there is not allows scientists to get clean spectra of up to 100 sources at once. Example target: the Extended Groth Strip deep field.

7. NIRSpec fixed slit spectroscopy. In addition to the microshutter array, NIRSpec also has a few fixed slits that provide the ultimate sensitivity for spectroscopy on individual targets. Example target: detecting light from a gravitational-wave source known as a kilonova.

8. NIRSpec integral field unit spectroscopy. Integral field unit spectroscopy produces a spectrum over every pixel in a small area, instead of a single point, for a total of 900 spatial/spectral elements. This mode gives the most complete data on an individual target. Example target: a distant galaxy boosted by gravitational lensing.

9. NIRSpec bright object time series. NIRSpec can obtain a time series spectroscopic observation of transiting exoplanets and other objects that change rapidly with time. Example target: following a hot super-Earth-size exoplanet for a full orbit to map the planet’s temperature.

10. Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) single object slitless spectroscopy. To observe planets around some of the brightest nearby stars, NIRISS takes the star out of focus and spreads the light over lots of pixels to avoid saturating the detectors. Example target: small, potentially rocky exoplanets TRAPPIST-1b and 1c.

Webb MIRI Spectroscopy Animation

The beam of light coming from the telescope is then shown in deep blue entering the instrument through the pick-off mirror located at the top of the instrument and acting like a periscope.
Then, a series of mirrors redirect the light toward the bottom of the instruments where a set of 4 spectroscopic modules are located. Once there, the beam of light is divided by optical elements called dichroics in 4 beams corresponding to different parts of the mid-infrared region. Each beam enters its own integral field unit; these components split and reformat the light from the whole field of view, ready to be dispersed into spectra. This requires the light to be folded, bounced and split many times, making this probably one of Webb’s most complex light paths.
To finish this amazing voyage, the light of each beam is dispersed by gratings, creating spectra that then projects on 2 MIRI detectors (2 beams per detector). An amazing feat of engineering! Credit: ESA/ATG medialab

11. NIRISS wide field slitless spectroscopy. NIRISS includes a slitless spectroscopy mode optimized for finding and studying distant galaxies. This mode will be especially valuable for discovery, finding things that we didn’t already know were there. Example target: pure parallel search for active star-forming galaxies.

12. NIRISS aperture masking interferometry. NIRISS has a mask to block out the light from 11 of the 18 primary mirror segments in a process called aperture masking interferometry. This provides high-contrast imaging, where faint sources next to bright sources can be seen and resolved for images. Example target: a binary star with colliding stellar winds.

13. NIRISS imaging. Because of the importance of near-infrared imaging, NIRISS has an imaging capability that functions as a backup to NIRCam imaging. Scientifically, this is used mainly while other instruments are simultaneously conducting another investigation, so that the observations image a larger total area. Example target: a Hubble Frontier Field gravitational lensing galaxy cluster.

14. Mid-Infrared Instrument (MIRI) imaging. Just as near-infrared imaging with NIRCam will be used on almost all types of Webb targets, MIRI imaging will extend Webb’s pictures from 5 to 27 microns, the mid-infrared wavelengths. Mid-infrared imaging will show us, for example, the distributions of dust and cold gas in star-forming regions in our own Milky Way galaxy and in other galaxies. Example target: the nearby galaxy Messier 33.

15. MIRI low-resolution spectroscopy. At wavelengths between 5 and 12 microns, MIRI’s low-resolution spectroscopy can study fainter sources than its medium-resolution spectroscopy. Low resolution is often used for studying the surface of objects, for example, to determine the composition. Example target: Pluto’s moon Charon.

16. MIRI medium-resolution spectroscopy. MIRI can do integral field spectroscopy over its full mid-infrared wavelength range, 5 to 28.5 microns. This is where emission from molecules and dust display very strong spectral signatures. Example targets: molecules in planet-forming disks.

17. MIRI coronagraphic imaging. MIRI has two types of coronagraphy: a spot that blocks light and three four-quadrant phase mask coronagraphs. These will be used to directly detect exoplanets and study dust disks around their host stars. Example target: searching for planets around our nearest neighbor star Alpha Centauri A.

Written by Jonathan Gardner, Webb deputy senior project scientist, NASA’s Goddard Space Flight Center

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La fin de tout, en direct, avec Katie Mack

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La fin de tout, en direct, avec Katie Mack


Catherine J. (Katie) Mack est cosmologiste théorique et titulaire de la chaire Hawking en cosmologie et communication scientifique à l’Institut périphérique de physique théorique de Waterloo, Ontario, Canada. Elle est auteur La fin de tout (parlant astrophysique).

La fin de tout

Katie Mack est une cosmologiste théorique spécialisée dans les liens entre l’astrophysique et la physique des particules… c’est-à-dire le très grand et le très petit. Elle travaille également sur des sujets liés à l’univers primitif, aux trous noirs et à la formation des premières galaxies. Elle est également une communicatrice scientifique reconnue. Son livre de 2020 s’intitule La fin de tout (parlant astrophysique) … qui commence au Big Bang et plonge ensuite dans certains des destins de l’univers dont vous avez peut-être entendu parler, comme le Big Crunch, le Heat Death, le Big Rip… et bien plus encore. Une critique de ce livre sur EarthSky.org a déclaré que c’était la combinaison parfaite d’un peu effrayant et d’un peu divertissant. Katie s’entretiendra avec Deborah Baird, fondatrice et rédactrice en chef d’EarthSky.

Quoi : Une interview avec la cosmologue Katie Mack, sur la fin de tout
Date : lundi 24 juin (en direct)
Heure : 12h15, heure centrale (17h15 UTC)

Depuis la page de description de Everything’s End sur Amazon

Un livre remarquable du New York Times * Un choix du club de lecture NPR SCIENCE FRIDAY * Élu meilleur livre de l’année par le Washington Post, The Economist, New Science, Publishers Weekly et The Guardian

De l’hôte de Le podcast de l’Univers avec John Green L’une des étoiles les plus dynamiques de l’astrophysique, « intéressante et élégante » (New York Times) Examinez cinq façons dont l’univers pourrait se terminer et les leçons surprenantes que chaque scénario révèle sur les concepts les plus importants de la cosmologie.

Nous savons que l’univers a eu un commencement. Avec le Big Bang, il s’est étendu d’un état de densité inimaginable à une boule de feu cosmique englobante en un liquide bouillant de matière et d’énergie, jetant les graines de tout, des trous noirs à une seule planète rocheuse en orbite autour d’une étoile près du bord de l’espace. univers. La galaxie spirale dans laquelle la vie telle que nous la connaissons a évolué. Mais qu’arrive-t-il à l’univers à la fin de l’histoire ? Qu’est-ce que cela signifie pour nous maintenant ?

La Dre Katie Mack réfléchit à ces questions depuis qu’elle est jeune étudiante, lorsque son professeur d’astronomie lui a dit que l’univers pouvait prendre fin à tout moment, en un instant. Cette révélation l’a mise sur la voie de l’astrophysique théorique. Aujourd’hui, avec un esprit vif et un humour vif, elle nous emmène dans un voyage fascinant à travers cinq des fins possibles de l’univers : le Grand Effondrement, la mort thermique, le Big Rip, la désintégration du vide (qui peut survenir à tout moment !) et la régression. Il nous présente les dernières avancées scientifiques et les concepts clés de la mécanique quantique, de la cosmologie, de la théorie des cordes et bien plus encore. La fin de tout C’est un voyage très agréable et étonnamment optimiste vers la distance la plus lointaine que nous connaissions.

Chez Amazon : la fin de tout (astrophysique)

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En résumé : rejoignez Deborah Byrd d’EarthSky et la cosmologiste théorique Katie Mack à 17h15 UTC (12h15 Centrale) le lundi 24 juin, alors qu’elles discutent de la fin de tout !

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Le Boeing Starliner est-il « coincé » dans l’espace ? Le retour sur Terre a été retardé une troisième fois, suscitant des inquiétudes

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Le Boeing Starliner est-il « coincé » dans l’espace ?  Le retour sur Terre a été retardé une troisième fois, suscitant des inquiétudes

La NASA a annoncé vendredi 21 juin que le retour sur Terre du Boeing Starliner depuis la Station spatiale internationale avait été retardé pour la troisième fois. Aucune nouvelle date de retour n’a été révélée, mais il s’agit du dernier de plusieurs retards annoncés après que le véhicule a rencontré divers problèmes lors de son trajet vers la station spatiale.

Inquiétude généralisée concernant le retard du troisième retour du Boeing Starliner (Reuters/Joe Skipper/File Photo) (Reuters)

Les astronautes Butch Wilmore et Sonny Williams ont décollé de Cap Canaveral le 5 juin. Par la suite, quatre fuites d’hélium et cinq pannes lors de 28 manœuvres de propulsion ont été signalées. Les autorités auraient un délai de 45 jours pour les restituer.

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Le modèle de retour du vaisseau spatial a été amarré au module Harmony de la Station spatiale internationale. Cependant, les responsables ont averti que le carburant d’Harmony était limité, suggérant qu’un retour devrait être planifié dès que possible. Initialement, Willmore et Williams devaient revenir le 13 juin.

Au milieu des inquiétudes généralisées concernant le retour en toute sécurité des astronautes, avec plusieurs messages affirmant que le Starliner est « coincé sur la Station spatiale internationale », certains messages sur les réseaux sociaux suggèrent que la situation n’est pas si mauvaise après tout. Rebecca Regan, une utilisatrice de X, qui semble avoir une connaissance directe de la situation, a affirmé que Wilmore et Williams « ne sont pas coincés », comme le prétendent certains rapports.

Voici quelques messages exprimant votre inquiétude :

Le Starliner est-il « coincé » dans l’espace ?

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« Non, Starliner n’est pas coincé dans l’espace. Non, Butch et Sonny ne sont pas bloqués. Nous avons un bon vaisseau spatial et un équipage heureux et en bonne santé. » nous a donné un petit encouragement pour nous remonter le moral », a-t-il déclaré sur X.

À ce sujet, Regan a cité Mark Nappi, responsable du programme Starliner au sein du personnel commercial de Boeing, qui a déclaré : « Le Starliner a très bien fonctionné et nous avons obtenu exactement ce que nous voulions de ce test en vol en apprenant des choses que vous ne pouvez apprendre qu’en volant. »

« L’équipage a apporté un soutien incroyable à cet apprentissage en orbite, en travaillant avec les équipes au sol pour améliorer et affiner l’expérience des futurs équipages », a ajouté Nappi, selon Reagan.

« Starliner rentrera chez lui avec Butch et Sonny ayant appris tout ce que nous pouvons en orbite », a ajouté Reagan.

Faisant écho aux commentaires de Reagan. L’expert spatial Jonathan McDowell a déclaré au New York Post que la situation n’est peut-être pas aussi désastreuse que certains l’imaginent. « Vous pouvez perdre certains dispositifs de propulsion et tout aller bien car il y en a beaucoup, mais il s’agit toujours du système de propulsion et vous voulez comprendre tout ce qui se passe », a-t-il déclaré. « Ils veulent s’assurer que ces petits problèmes ne cachent pas de plus gros problèmes. »

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Les collisions d’étoiles à neutrons repoussent les limites de la physique extrême

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Les collisions d’étoiles à neutrons repoussent les limites de la physique extrême

Lorsque des étoiles à neutrons entrent en collision, elles créent l’un des événements les plus passionnants et les plus complexes de l’univers. Les étoiles à neutrons, vestiges d’étoiles effondrées, sont incroyablement denses et petites.

Lorsque deux de ces étoiles sont proches l’une de l’autre, elles se rapprochent et finissent par entrer en collision. Cette collision génère une chaleur intense et de merveilleux phénomènes physiques.

Qu’est-ce qu’une étoile à neutrons ?

Une étoile à neutrons est le reste compact d’une étoile massive ayant subi une explosion de supernova.

Lorsqu’une étoile pesant entre 8 et 20 fois la masse de notre Soleil épuise son combustible nucléaire, elle s’effondre sous sa propre gravité. Le noyau est tellement comprimé que les protons et les électrons se combinent pour former des neutrons, créant ainsi une étoile à neutrons.

Ces étoiles ne mesurent qu’environ 20 kilomètres (12 miles) de diamètre, mais leur masse est environ deux fois celle du Soleil. Pour mettre sa densité en perspective, une cuillère à café de matière d’étoile à neutrons pourrait peser environ un milliard de tonnes sur Terre.

Les étoiles à neutrons ont des champs magnétiques extrêmement puissants et peuvent tourner rapidement, émettant des faisceaux de rayonnement qui peuvent être détectés comme des pulsars.

Malgré leur petite taille, les étoiles à neutrons constituent un laboratoire unique pour étudier le comportement de la matière dans des conditions extrêmes, contribuant ainsi à notre compréhension de la physique fondamentale.

La physique cachée des fusions d’étoiles à neutrons

Des simulations récentes menées par des physiciens de Université d’État de Pennsylvanie Fournit de nouvelles informations sur les collisions d’étoiles à neutrons. Les simulations ont révélé que les neutrinos chauds, qui sont de petites particules presque sans masse, peuvent être brièvement piégés à l’interface où les étoiles fusionnent.

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Cela ne dure que 2 à 3 millisecondes, pendant lesquelles les neutrinos interagissent avec la matière stellaire, contribuant ainsi à ramener les particules vers l’équilibre.

« Pour la première fois en 2017, nous avons observé des signaux, notamment des ondes gravitationnelles, provenant de la fusion de deux étoiles à neutrons binaires », a déclaré Pedro Luis Espino, chercheur postdoctoral à Penn State et à l’UC Berkeley, qui a dirigé la recherche.

« Cette découverte a suscité un grand intérêt pour l’astrophysique des étoiles à neutrons binaires. Comme nous ne pouvons pas reproduire ces événements en laboratoire, les simulations basées sur la théorie de la relativité générale d’Einstein sont le meilleur outil pour les comprendre. »

La nature des étoiles à neutrons

On pense que les étoiles à neutrons sont presque entièrement constituées de neutrons. Leur étonnante densité, surpassée seulement par les trous noirs, résulte de la fusion de protons et d’électrons en neutrons.

Le professeur David Radice, chef de l’équipe de recherche, a expliqué : « Avant leur fusion, les étoiles à neutrons sont en réalité froides, même si leurs températures atteignent des milliards de degrés Kelvin. »

« Leur densité signifie que cette chaleur ajoute très peu à l’énergie du système. Cependant, lors de l’impact, la température de l’interface peut atteindre des milliards de degrés Kelvin. Les photons ne peuvent pas s’échapper de cet environnement dense pour dissiper la chaleur, de sorte que les étoiles se refroidissent en émettant des neutrinos. »

Réactions post-collision

Lors d’une collision, les neutrons des étoiles se décomposent en protons, électrons et neutrinos.

Les conséquences directes de ce processus sont restées longtemps un mystère en astrophysique. Pour résoudre ce problème, l’équipe de recherche a créé des simulations détaillées qui modélisent la fusion et la physique qui en résulte.

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Ces simulations, qui nécessitent une puissance de calcul massive, ont montré que même les neutrinos peuvent être brièvement piégés par la chaleur et la densité de la collision.

En déséquilibre avec les noyaux d’étoiles plus froides, ces neutrinos chauds interagissent avec la matière stellaire.

« Ces événements extrêmes repoussent les limites de notre compréhension de la physique », a noté le professeur Radice. « La courte phase de non-équilibre de 2 à 3 millisecondes est celle où la physique la plus intéressante se produit. Une fois l’équilibre rétabli, la physique devient plus compréhensible. »

Implications pour le contrôle des fusions

Les interactions lors de la fusion peuvent affecter les signaux que nous détectons sur Terre à partir de ces événements.

« La façon dont les neutrinos interagissent avec la matière stellaire et sont émis affecte les oscillations du reste fusionné », a expliqué Espino.

« Cela affecte les signaux d’ondes électromagnétiques et gravitationnelles observés sur Terre. La prochaine génération de détecteurs d’ondes gravitationnelles peut être conçue pour détecter ces différences de signaux. Ainsi, nos simulations améliorent non seulement notre compréhension, mais guident également les futures expériences et observations. »

Ces simulations révolutionnaires ouvrent de nouvelles fenêtres sur la physique des collisions d’étoiles à neutrons, nous aidant à comprendre l’un des phénomènes les plus extrêmes et les plus fascinants de l’univers.

L’étude est publiée dans la revue Lettres d’examen physique.

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