science
Le détecteur d’ondes gravitationnelles de LIGO est de retour en action après 3 ans de mises à niveau
Après une interruption de trois ans, des scientifiques américains viennent d’allumer des détecteurs capables de cela Mesure des ondes gravitationnelles De petites ondulations dans l’espace lui-même qui voyagent à travers l’univers.
Contrairement aux ondes lumineuses, les ondes gravitationnelles convergent Il n’est pas gêné par les galaxies, les étoiles, le gaz et la poussière qui remplissent l’univers. Cela signifie qu’en mesurant les ondes gravitationnelles, Les astrophysiciens comme moi Il peut jeter un coup d’œil directement au cœur de certains de ces phénomènes les plus excitants de l’univers.
Depuis 2020, l’Observatoire Interféromètre Laser à Ondes Gravitationnelles – communément appelé légo – Il dormait alors qu’il subissait des promotions excitantes. Ces améliorations permettront Sensibilité considérablement augmentée LIGO et devrait permettre à l’installation de détecter des objets distants qui produisent de plus petites ondulations dans l’objet Temps libre.
En découvrant plus d’événements qui créent des ondes gravitationnelles, les astronomes auront plus d’occasions d’observer la lumière produite par ces mêmes événements. voir un événement à travers de multiples canaux d’informationune approche appelée Astronomie multi-messagersFournit aux astronomes Opportunités rares et recherchées En savoir plus sur la physique qui dépasse le cadre de tout test de laboratoire.
ondulations dans l’espace-temps
selon Théorie générale de la relativité d’EinsteinEt la masse et l’énergie déforment la forme de l’espace et du temps. La courbure de l’espace-temps détermine la façon dont les objets se déplacent les uns par rapport aux autres – ce que les gens ressentent comme étant la gravité.
Les ondes gravitationnelles sont créées lorsque des objets massifs tels que des trous noirs ou des étoiles à neutrons fusionnent les uns avec les autres, produisant des changements importants et brusques dans l’espace. Le processus de flexion et de flexion dans l’espace envoie des ondulations à travers l’univers comme un Une vague à travers un étang immobile. Ces ondes se déplacent dans toutes les directions à partir de la turbulence, incurvant délicatement l’espace et modifiant très légèrement la distance entre les objets sur leur chemin.
Bien que les événements astronomiques qui produisent des ondes gravitationnelles impliquent certains des objets les plus massifs de l’univers, l’expansion et la contraction de l’espace sont extrêmement faibles. Une puissante onde gravitationnelle traversant la Voie lactée peut modifier le diamètre de la galaxie entière de trois pieds (un mètre).
Premières observations d’ondes gravitationnelles
Bien qu’Einstein l’ait prédit pour la première fois en 1916, les scientifiques de l’époque avaient peu d’espoir de mesurer les changements subtils de distance postulés par la théorie des ondes gravitationnelles.
Vers l’an 2000, des scientifiques de Caltech, du MIT et d’autres universités du monde entier ont fini de construire ce qui est essentiellement la règle la plus précise de tous les temps — Observatoire LEGO.
LIGO se compose de deux observatoires distincts, l’un situé à Hanford, Washington, et l’autre à Livingston, Louisiane. Chaque observatoire a la forme d’un L géant avec deux bras de 2,5 milles (quatre kilomètres) s’étendant du centre de l’installation à des angles de 90 degrés l’un par rapport à l’autre.
Pour mesurer les ondes gravitationnelles, les chercheurs font briller un laser du centre de l’installation à la base du L. Là, le laser est divisé de sorte qu’un faisceau se déplace le long de chaque bras, se reflète sur le miroir et retourne à la base. Si une onde gravitationnelle traverse les bras pendant que le laser brille, les deux faisceaux reviendront au centre à des moments légèrement différents. En mesurant cette différence, les physiciens peuvent discerner qu’une onde gravitationnelle a traversé l’installation.
LIGO s’est mis au travail au début des années 2000, mais il n’était pas assez sensible pour détecter les ondes gravitationnelles. Par conséquent, en 2010, l’équipe de LIGO a temporairement fermé l’installation pour travaux Mises à niveau pour améliorer la sensibilité. La version améliorée de LIGO a commencé Données collectées en 2015 et presque immédiatement détection des ondes gravitationnelles Il a été causé par la fusion de deux trous noirs.
Depuis 2015, LIGO a été complété Trois parcours d’observation. La première, la course O1, a duré environ quatre mois; le second, O2, a environ neuf mois ; Et le troisième, O3, a fonctionné pendant 11 mois avant que la pandémie de COVID-19 n’oblige les installations à fermer. Depuis O2, LIGO co-regarde avec L’observatoire italien s’appelle Maiden’s Tower.
Entre chaque passage, les scientifiques ont amélioré le matériel du détecteur et les méthodes d’analyse des données. À la fin de la course O3 en mars 2020, les chercheurs des collaborations LIGO et Virgo ont découvert Environ 90 ondes gravitationnelles De la fusion des trous noirs et des étoiles à neutrons.
Les observatoires sont encore Vous n’avez pas encore atteint la sensibilité de conception maximale. Par conséquent, en 2020, les deux observatoires sont fermés pour mise à niveau Encore une fois.
Faire quelques mises à jour
Les scientifiques ont travaillé sur De nombreuses améliorations technologiques.
Une mise à jour particulièrement prometteuse comprenait l’ajout de 1 000 pieds (300 m) cavité optique pour améliorer un Une technique appelée compression. La pression permet aux scientifiques de réduire le bruit du détecteur en utilisant les propriétés quantiques de la lumière. Avec cette mise à jour, l’équipe LIGO devrait être en mesure de détecter des ondes gravitationnelles beaucoup plus faibles qu’auparavant.
Mon équipe et moi Ce sont des scientifiques des données dans la collaboration LIGO, et nous avons travaillé sur un certain nombre de mises à niveau différentes pour la collaboration LIGO Logiciel utilisé pour traiter les données LIGO et algorithmes que vous reconnaissez Signes d’ondes gravitationnelles dans ces données. Ces algorithmes fonctionnent en recherchant des modèles correspondants Des modèles théoriques pour des millions d’éventuelles fusions de trous noirs et d’étoiles à neutrons. L’algorithme amélioré devrait être capable de détecter plus facilement les faibles signaux d’ondes gravitationnelles à partir du bruit de fond dans les données que les versions précédentes des algorithmes.
L’ère de la haute résolution en astronomie
Début mai 2023, LIGO a commencé un court essai – appelé une course d’ingénierie – pour s’assurer que tout fonctionnait. Le 18 mai, LIGO a détecté d’éventuelles ondes gravitationnelles Ils sont causés par la fusion d’une étoile à neutrons dans un trou noir.
L’observation LIGO sera en opération pendant 20 mois en 04 officiellement à partir du 24 mai, Il sera plus tard rejoint par Virgo et un nouvel observatoire japonais – le Kamioka Gravitational-Wave Detector, ou KAGRA.
Bien que les objectifs scientifiques de cette gamme soient nombreux, un accent particulier est mis sur la détection des ondes gravitationnelles et leur localisation en temps réel. Si l’équipe peut identifier un événement d’ondes gravitationnelles, déterminer la source des ondes et alerter rapidement les autres astronomes de ces détections, cela permettra aux astronomes de pointer d’autres télescopes qui collectent la lumière visible, les ondes radio ou d’autres types de données à la source de l’onde gravitationnelle. Combinez plusieurs canaux d’information en un seul événement. Astrophysique à messages multiples C’est comme ajouter de la couleur et du son à un film muet en noir et blanc et cela peut fournir une compréhension beaucoup plus profonde des phénomènes astrophysiques.
Les astronomes n’ont observé qu’un seul événement dans les ondes gravitationnelles et la lumière visible Pourtant – une fusion Deux étoiles à neutrons vues en 2017. Mais à partir de cet événement unique, les physiciens ont pu étudier L’expansion de l’univers Et cela confirme l’origine de certains des événements les plus énergétiques de l’univers connus sous le nom de sursauts gamma.
Avec O4 opérationnel, les astronomes auront accès aux observatoires d’ondes gravitationnelles les plus sensibles de l’histoire et, espérons-le, collecteront plus de données que jamais auparavant. Mes collègues et moi espérons que les mois à venir produiront une – ou peut-être plusieurs – observations multi-messages qui repousseront les limites de l’astrophysique moderne.
Cet article a été republié de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le L’article d’origine.
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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