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Des mesures quotidiennes sans précédent retracent la rotation de la Terre

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Des mesures quotidiennes sans précédent retracent la rotation de la Terre

Les chercheurs ont réalisé une percée dans la mesure de la rotation de la Terre avec une précision sans précédent à l’aide d’un laser annulaire avancé à l’observatoire géodésique de Wetzel. Cette technologie améliorée permet de capturer des données quotidiennes de haute qualité, essentielles pour déterminer la position de la Terre dans l’espace et améliorer la recherche et les modèles climatiques. (Illustration d’artiste montrant l’utilisation de lasers pour mesurer la rotation de la Terre.)

Des scientifiques de l’Université technique de Munich (TUM) ont réalisé des progrès majeurs dans la mesure de la rotation de la Terre avec une précision sans précédent. Le laser annulaire de l’observatoire géodésique de Wettzell peut désormais être utilisé pour capturer des données d’un niveau de qualité sans précédent partout dans le monde. Ces mesures sont cruciales pour déterminer la position de la Terre dans l’espace, faciliter la recherche climatique et améliorer la fiabilité des modèles climatiques.

Technologie avancée de laser annulaire

Souhaitez-vous descendre rapidement les escaliers et voir à quelle vitesse la Terre a tourné au cours des dernières heures ? C’est désormais possible à l’Observatoire géodésique de Wettzell. Les chercheurs de TUM y ont amélioré le laser annulaire afin qu’il puisse fournir des données actuelles quotidiennes, ce qui n’était pas encore possible avec des niveaux de qualité comparables.

Que mesure exactement un laser annulaire ? Au cours de son voyage dans l’espace, la Terre tourne autour de son axe à des vitesses légèrement variables. De plus, l’axe autour duquel tourne la planète n’est pas complètement fixe, il oscille légèrement. En effet, notre planète n’est pas complètement solide, mais est composée de différentes parties, certaines solides et d’autres liquides. L’intérieur de la Terre lui-même est donc constamment en mouvement. Ces changements de masse accélèrent ou ralentissent la rotation de la planète, différences qui peuvent être détectées à l’aide de systèmes de mesure comme le laser annulaire TUM.

Laser à anneau Wetzel

Le laser annulaire de Wettzell a été continuellement amélioré depuis sa création. Crédit : Astrid Eckert/Tom

« Les fluctuations de la circulation ne sont pas seulement importantes pour l’astronomie, nous en avons également un besoin urgent pour créer des modèles climatiques précis et mieux comprendre les phénomènes météorologiques tels qu’El Niño. Plus les données sont précises, plus elles le seront », déclare le professeur Ulrich Schreiber. , qui a dirigé le projet à l’Observatoire TUM. La précision des prévisions a augmenté.

Améliorations et défis techniques

Lors de la réparation du système laser en anneau, l’équipe a donné la priorité à la recherche d’un bon équilibre entre taille et stabilité mécanique, car plus cet appareil est grand, plus les mesures peuvent être sensibles. Cependant, la taille implique des compromis en termes de stabilité et donc de précision.

Un autre défi était la symétrie entre les deux faisceaux laser opposés, qui constitue le cœur du système de Wetzel. Une mesure précise ne peut être effectuée que lorsque les formes d’onde des deux faisceaux laser à propagation inverse sont presque identiques. Cependant, la conception du dispositif fait qu’une certaine asymétrie est toujours présente. Au cours des quatre dernières années, les scientifiques en géodésie ont utilisé un modèle théorique d’oscillations laser pour capturer avec succès ces effets systématiques, au point qu’ils peuvent être calculés avec précision sur une longue période de temps et ainsi être éliminés des mesures.

Précision et applications améliorées

L’appareil peut utiliser ce nouvel algorithme correctif pour mesurer la rotation de la Terre avec une précision allant jusqu’à 9 décimales, soit l’équivalent d’une fraction de milliseconde par jour. Pour les lasers, cela équivaut à une incertitude commençant à la 20e décimale seulement de la fréquence lumineuse et stable pendant plusieurs mois. En général, les fluctuations ascendantes et descendantes observées ont atteint des valeurs allant jusqu’à 6 ms sur une période d’environ 2 semaines.

Les améliorations apportées aux lasers ont désormais rendu les intervalles de mesure beaucoup plus courts. Un logiciel de correctifs nouvellement développé permet à l’équipe de capturer les données actuelles toutes les trois heures. « Dans les sciences de la Terre, des niveaux de résolution temporelle aussi élevés sont complètement nouveaux pour les lasers annulaires autonomes », explique Urs Hugentobler, professeur de géodésie satellitaire à la TUM. « Contrairement à d’autres systèmes, le laser fonctionne de manière totalement autonome et ne nécessite pas de points de référence dans Dans les systèmes conventionnels, « ces points de référence sont créés en observant les étoiles ou en utilisant des données satellitaires. Mais nous sommes indépendants de ce genre de choses et très précis également. Les données capturées indépendamment de l’observation des étoiles peuvent aider à identifier et à compenser les erreurs systématiques dans d’autres méthodes de mesure. » L’utilisation de diverses méthodes contribue à rendre le travail particulièrement précis, en particulier lorsque Précision Les exigences sont élevées, comme pour les lasers annulaires. D’autres améliorations du système sont prévues, ce qui permettra à l’avenir de réduire les périodes de mesure.

Comprendre les lasers annulaires

Les lasers annulaires sont constitués d’un trajet de faisceau carré fermé avec quatre miroirs entièrement entourés d’un corps en vitrocéramique de type Ceran, appelé résonateur. Cela empêche la longueur du trajet de changer en raison des fluctuations de température. Le mélange gazeux hélium/néon à l’intérieur du résonateur permet d’exciter deux faisceaux laser, l’un dans le sens des aiguilles d’une montre et l’autre dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.

Sans le mouvement de la Terre, la lumière parcourrait la même distance dans les deux sens. Mais comme l’appareil se déplace avec la Terre, la distance d’un des faisceaux laser est plus courte, car la rotation de la Terre rapproche les miroirs du faisceau. Dans la direction opposée, la lumière parcourt une distance similaire et plus longue. Cet effet crée une différence dans les fréquences des deux ondes lumineuses dont la superposition génère une tonalité rythmique mesurable de manière très précise. Plus la Terre tourne vite, plus la différence entre les deux fréquences optiques est grande. À l’équateur, la Terre tourne selon un angle de 15 degrés vers l’est toutes les heures. Cela crée un signal de 348,5 Hz dans le TUM. Les fluctuations de la durée du jour apparaissent de l’ordre de 1 à 3 millionièmes de hertz (1 à 3 microHz).

Infrastructure robuste et précise

Chaque côté de l’anneau laser situé dans le sous-sol de l’observatoire de Wettzell mesure quatre mètres de long. Cette structure est ensuite installée sur une solide colonne de béton reposant sur la base solide de la croûte terrestre à une profondeur d’environ six mètres. Cela garantit que la rotation de la Terre est le seul facteur affectant les faisceaux laser et exclut les autres facteurs environnementaux. La construction est protégée par une chambre sous pression qui compense automatiquement les changements de pression de l’air ou de température requise de 12°C. Afin de réduire ces facteurs d’influence, le laboratoire est situé à cinq mètres de profondeur sous une colline artificielle. Il a fallu près de 20 ans de travaux de recherche pour développer le système de mesure.

Référence : « Modifications de la vitesse de rotation de la Terre mesurées par un interféromètre laser en anneau » par K. Ulrich Schreiber, Jan Coudet, Urs Hugentobler, Thomas Klügel et John Paul R. Pays de Galles, 18 septembre 2023, Photonique naturelle.
est ce que je: 10.1038/s41566-023-01286-x

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Comment les LED économes en énergie perturbent-elles la vie animale et nous aveuglent-elles sur le ciel nocturne ?

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Comment les LED économes en énergie perturbent-elles la vie animale et nous aveuglent-elles sur le ciel nocturne ?

Avec l’obscurité tout autour de moi, je me tenais dans un champ de Roscommon une nuit le week-end dernier et j’ai levé les yeux pour apprécier ce qui m’était proposé : un spectacle céleste éblouissant d’une clarté exceptionnelle. C’était une scène à la lumière des étoiles.

Quelques heures auparavant, j’avais traversé la ville de Dublin jusqu’à la gare de Houston sous la lueur brumeuse familière des lumières artificielles qui rayonnaient vers le haut, formant un voile sur le ciel obscurcissant la nuit étoilée au-delà.

Dans le train, j’ai vérifié avec A Carte de la pollution lumineuse dans le monde Découvrez le rapport entre la « luminosité du ciel en azimut », qui est le rapport entre la luminosité du ciel directement au-dessus (« azimut ») et la luminosité du ciel à un angle spécifique loin de lui. Plus le pourcentage est faible, plus la pollution lumineuse est importante. Ces zones sur la carte sont colorées en rose et rouge ; Sans surprise, la région du Grand Dublin se démarque (avec toutes nos autres grandes villes).

Depuis l’invention de la première ampoule électrique à incandescence dans les années 1870, la lumière artificielle nocturne a allongé la journée de travail, annonçant une nouvelle ère dans la façon dont les humains façonnent radicalement l’obscurité. Depuis des milliers d’années, les créatures – y compris les humains – synchronisent leur vie avec le cycle naturel de l’obscurité et de la lumière. La lumière artificielle n’a pas seulement obscurci le ciel nocturne ; Ils ont également perturbé les rythmes circadiens, perturbé et perturbé les vols migratoires et rendu les espèces vulnérables aux prédateurs. Elle affecte négativement les oiseaux, les mammifères, les insectes, les crustacés, les poissons, les plantes et même les microbes, et la plupart des zones fauniques importantes de la planète sont Affecté maintenant Par la pollution lumineuse.

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En 2016, les scientifiques estimé Plus de 80 pour cent de la population mondiale vit sous un ciel pollué par la lumière. Au cours de la dernière décennie, Les scientifiques disent Le ciel nocturne moyen est devenu plus lumineux chaque année d’un peu moins de 10 pour cent. Le rythme auquel cela se produit équivaut à doubler la luminosité du ciel tous les huit ans.

La raison principale est l’utilisation de LED (diodes électroluminescentes) blanc froid et lumineuses. Les LED sont économes en énergie et en termes de coût, mais les LED blanches contiennent des proportions élevées de lumière bleue de courte longueur d’onde, qui provoque des effets biologiques importants. Cela fait croire au cerveau qu’il fait jour, perturbant ainsi les habitudes de sommeil, ce qui peut entraîner diverses maladies chroniques.

dans Stade Concernant la pollution lumineuse de l’année dernière, les scientifiques ont déclaré que l’Irlande était particulièrement vulnérable à la pollution lumineuse bleue en raison de notre récent passage aux LED. Dans la ville de Dublin, par exemple, le conseil supervise 47 400 luminaires, dont environ 25 pour cent sont des LED, mais ce chiffre est appelé à croître rapidement dans le cadre du projet de modernisation de l’éclairage public du conseil.

Contrairement à de nombreuses formes de pollution, la pollution lumineuse est relativement facile à corriger. Si vous éteignez la lumière, la pollution cesse. Si un éclairage artificiel est nécessaire, il existe des alternatives d’éclairage LED moins nocives ; Par exemple, l’utilisation de couleurs chaudes, comme le rouge, réduit les influences négatives sur la vie.

Depuis presque toute l’histoire de l’humanité, les étoiles brillent dans le ciel nocturne. Il n’y a pas si longtemps, on pouvait voir la Voie Lactée au-dessus de la plupart de nos villes.

Un exemple de ce qui est possible est l’histoire des étourneaux sous le pont Lagan à Belfast. Après avoir murmuré au crépuscule, des milliers d’entre eux descendent sous l’obscurité du pont pour se percher pour la nuit, à l’abri des prédateurs tels que les faucons pèlerins.

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Un soir de février 2021, un scientifique environnemental Connor McKinney Je me tenais sur le chemin vert du côté du pont et j’attendais l’arrivée des étourneaux. Il y a eu une dernière fois en 2019 où des oiseaux ont assombri le ciel et rempli l’air de bruissements.

Mais cette nuit-là, Connor n’a repéré qu’une douzaine d’étourneaux. Alors qu’il observait les arches, espérant en vain que d’autres oiseaux apparaissent, il remarqua quelque chose de nouveau : le pont était, dit-il, « éclairé comme Las Vegas ».

À partir de 2019, pour économiser de l’argent, les autorités nord-irlandaises ont commencé à abandonner les lampadaires jaunes au sodium au profit d’alternatives à LED. Sur le pont Lagan, les lumières à l’intérieur des anciens lampadaires bordant le pont ont été remplacées par des LED blanches brillantes. À côté du pont, un espace vert désaffecté appelé Ravenhill Rest devait être transformé en un espace public permettant aux gens de s’asseoir et d’observer les grondements. Un nouveau coin salon avec des lanternes LED dans chaque coin – décoré d’images d’étourneaux – a été proposé. Sous et sur les côtés du pont, des lumières blanches et brillantes s’allumaient dans la nuit.

Dans une tentative d’obscurcir à nouveau le pont, Connor décide de parler aux autorités. Lagan Weir, responsable des lumières sur les côtés et sous les arches, a décidé de mettre un filtre rouge sur les lumières. Cette couleur dérange moins la faune. Ils ont également installé des interrupteurs « marche/arrêt » afin de pouvoir les contrôler facilement. Il a demandé aux responsables du Département des infrastructures de placer des écrans occultants sur les lanternes de la rivière pour empêcher les fuites de lumière sur le pont. Enfin, le personnel de Community Management, responsable de Ravenhill Rest, a été invité à modifier sa conception afin que les lanternes soient couvertes. Ils étaient d’accord.

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Jusqu’à présent cet hiver, le nombre d’étourneaux a augmenté. Même si corrélation n’est pas synonyme de causalité – il est impossible sans recherche scientifique de confirmer un lien direct entre la disparition des étourneaux et le pont de plus en plus rougeoyant – il est probable que le pont soit à nouveau un refuge pour les oiseaux, leur permettant de se percher pour survivre. . Nuit, à l’abri des prédateurs.

Depuis presque toute l’histoire de l’humanité, les étoiles brillent dans le ciel nocturne. Il n’y a pas si longtemps, on pouvait voir la Voie lactée au-dessus de la plupart de nos villes. La bonne nouvelle est que nous pouvons faire ce que nous pouvons pour protéger la nuit. Si vous, votre école locale ou votre club sportif utilisez un éclairage extérieur, envisagez de réduire ce qui est nécessaire ; Dirigez les lumières vers le bas et protégez-les ; Utilisez uniquement des LED jaunes/rouges. Dans la mesure du possible, profitez de la nuit et éteignez-la. La faune qui vous entoure en bénéficiera et si vous levez les yeux, vous pourriez être étonné par ce qui brille à travers vous.

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Waterford News & Star — Le premier satellite irlandais a été envoyé dans l’espace à bord d’une fusée lancée depuis la Californie

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Waterford News & Star — Le premier satellite irlandais a été envoyé dans l’espace à bord d’une fusée lancée depuis la Californie

Le premier satellite irlandais, Eirsat-1, a été mis en orbite avec succès.

Le vaisseau spatial a décollé vendredi de la base spatiale de Vandenberg en Californie à bord d’une fusée SpaceX Falcon 9.

Eirsat-1 a été conçu, construit et testé par des chercheurs de l’University College Dublin sous la direction de l’Agence spatiale européenne (ESA).

Le professeur Lorraine Hanlon, directrice d’Eirsat-1 et du Centre de recherche spatiale UCD, a déclaré que le lancement représentait l’aboutissement de nombreux travaux d’une jeune équipe.

« La prochaine étape consiste maintenant à s’habituer à l’exploitation de notre nouveau vaisseau spatial et à en tirer le maximum de recherche et de formation », a-t-elle déclaré.

Le Dr Ronan Wall, directeur du Centre de recherche spatiale de l’UCD, a déclaré qu’il était « très excitant » de voir leur travail acharné s’envoler dans l’espace.

« [Ireland has] Il rejoint enfin d’autres pays d’Europe et du monde qui sont en mesure de mener des recherches et des innovations étonnantes avec notre vaisseau spatial. Nous sommes impatients de continuer à former et à développer l’expertise spatiale pour soutenir la recherche et l’industrie en Irlande.

Reconnaissant le projet comme une mission spatiale irlandaise officielle en 2022, le gouvernement a déclaré que son lancement réussi représentait une « étape clé » pour l’industrie spatiale irlandaise en pleine croissance.

Le ministre d’État chargé du ministère des Entreprises, Neil Richmond, a présenté ses félicitations à l’équipe académique et étudiante de l’University College Dublin impliquée dans la mission.

« L’histoire a été écrite ici aujourd’hui, et tout le monde devrait être fier du rôle qu’il a joué dans cet événement important pour l’Irlande et son secteur spatial », a-t-il déclaré.

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Découverte d’un flux de coma géant au milieu des galaxies

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Découverte d’un flux de coma géant au milieu des galaxies

Étonnamment, une équipe de chercheurs internationaux a découvert un flux d’étoiles exceptionnellement massif et faible au centre des galaxies.

La ligne noire est le géant Coma Stream récemment découvert. Cette ligne fait dix fois la longueur de la Voie lactée et se situe à environ 300 millions d’années-lumière entre les galaxies (taches jaunes). Crédit image : Télescope William Herschel/Roman et al.

Bien que des jets dans la Voie lactée et dans les galaxies voisines aient déjà été documentés, cela représente l’observation inaugurale d’un flux intergalactique étendu. Il est remarquable qu’il s’agisse du volet le plus complet identifié à ce jour. Les astronomes ont détaillé leurs découvertes dans Journal d’astronomie et d’astrophysique.

Les premières observations ont été effectuées à l’aide d’un télescope relativement modeste d’un diamètre de 70 cm appartenant à l’astronome Michael Rich en Californie, aux États-Unis. Les chercheurs ont ensuite pointé le télescope William Herschel de 4,2 mètres à La Palma, en Espagne, vers la zone désignée.

Après un traitement approfondi de l’image, ils ont révélé un flux extrêmement faible qui dépasse de plus de dix fois la longueur de la Voie lactée. Ce flux en expansion ne semble être lié à aucune galaxie particulière, tourbillonnant dans l’environnement des amas. Les chercheurs l’ont surnommé le « flux de coma géant ».

Ce ruisseau géant a croisé notre chemin par hasard. Nous étudiions les halos d’étoiles autour des grandes galaxies.

Javier Roman, chercheur principal à l’Université de Groningue

Elle entretient des affiliations avec l’Université de Groningen aux Pays-Bas et l’Université de La Laguna à Tenerife, en Espagne. L’importance de découvrir le géant Coma Stream réside dans sa fragilité et sa présence dans un environnement difficile caractérisé par des galaxies qui s’attirent et se repoussent.

En même temps, nous avons pu simuler des flux aussi énormes sur ordinateur. Nous espérons donc en trouver davantage. Par exemple, si nous cherchons avec le futur ELT 39 AD et quand Euclide commence-t-il à produire des données.

Reinier Pelletier, co-auteur de l’étude, Université de Groningen

À l’aide des prochains grands télescopes, les chercheurs visent non seulement à détecter des courants géants supplémentaires, mais également à examiner de près le courant de coma géant lui-même.

Nous aimerions observer des étoiles individuelles dans et à proximité du flux et en apprendre davantage sur la matière noire..

Reinier Pelletier, co-auteur de l’étude, Université de Groningen

L’amas de Coma est l’un des groupes de galaxies les plus étudiés, contenant des milliers de galaxies situées à environ 300 millions d’années-lumière de la Terre, dans la constellation nord de Bérénice.

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En 1933, l’astronome suisse Fritz Zwicky démontra que les galaxies au sein de l’amas présentaient des vitesses très élevées lorsque seule la matière visible était considérée. Il en a déduit l’existence de la matière noire, qui agit comme une force invisible assurant le maintien de la cohésion. Les propriétés exactes de la matière noire restent encore inconnues à ce jour.

source: https://nova-astronomy.nl/

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