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Le détecteur d’ondes gravitationnelles de LIGO est de retour en action après 3 ans de mises à niveau

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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.

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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.

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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.

Les astronomes ont capturé à la fois les ondes gravitationnelles et la lumière d’un seul événement, la fusion de deux étoiles à neutrons. Le changement de lumière sur quelques jours peut être vu dans l’intérieur supérieur droit. (Le télescope spatial Hubble, la NASA et l’Agence spatiale européenne)

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.

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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.

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La Russie détermine la raison de l’échec de la mission lunaire et attend avec impatience de présenter les missions à venir

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La Russie détermine la raison de l’échec de la mission lunaire et attend avec impatience de présenter les missions à venir

Un propulseur de fusée Soyouz-2.1b avec un étage supérieur Fregat et un atterrisseur lunaire Luna-25 décollent de la rampe de lancement du cosmodrome de Vostochny, dans la région extrême-orientale de l’Amour, en Russie, le 11 août 2023. Roscosmos/Centre spatial Vostochny/ Document via Reuters/fichier image Obtention des droits de licence

MOSCOU (Reuters) – La Russie a imputé mardi la collision de son atterrisseur lunaire avec la Lune en août à un dysfonctionnement d’une unité de contrôle à bord d’un vaisseau spatial et a déclaré qu’elle envisageait d’accélérer le calendrier de deux autres missions.

La première mission russe sur la Lune depuis 47 ans s’est soldée par un échec le 19 août avec le crash de la sonde Luna-25, anéantissant les espoirs de Moscou de conquérir l’Inde dans le pôle sud inexploré de la Lune. Un vaisseau spatial indien s’y est posé le 23 août.

La société spatiale nationale Roscosmos a déclaré que l’unité de contrôle avait mal fonctionné parce que le système de propulsion, qui avait explosé une fois et demie plus longtemps que nécessaire alors que le véhicule se précipitait vers la lune, n’était pas éteint.

Cet échec met en évidence le déclin de la puissance spatiale de la Russie depuis les jours glorieux de la guerre froide, lorsque Moscou fut le premier à lancer un satellite en orbite autour de la Terre – Spoutnik 1, en 1957 – et que le cosmonaute soviétique Youri Gagarine devint le premier homme à voyager dans l’espace. En 1961.

Le président de Roscosmos, Yuri Borissov, a déclaré que la commission d’enquête avait terminé d’examiner ce qui n’allait pas et préparait un rapport pour le gouvernement.

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Il a ajouté que la Russie était déterminée à poursuivre son programme d’exploration de la Lune. « En outre, nous étudions la possibilité de poursuivre les missions Luna-26 et Luna-27 afin d’obtenir les résultats dont nous avons besoin le plus rapidement possible. »

Il n’a pas précisé quand ces tâches pourraient être achevées maintenant.

La Russie a précédemment déclaré que Luna-26 serait une mission orbitale, tandis que Luna-27 serait un atterrisseur équipé d’une plate-forme de forage. La Russie et d’autres pays souhaitent déterminer l’étendue de l’eau gelée près du pôle sud de la Lune qui pourrait accueillir une présence humaine dans le futur.

Roscosmos a déclaré que son analyse préliminaire de l’accident d’août a montré que « lors de l’émission d’une impulsion corrective pour transférer le vaisseau spatial d’une orbite lunaire circulaire à une orbite elliptique de pré-atterrissage, le système de propulsion Luna-25 a fonctionné pendant 127 secondes au lieu des 84 secondes prévues ». .» « , a déclaré Roscosmos.

Elle a déclaré que la cause la plus probable était un dysfonctionnement du système de contrôle embarqué dans l’unité de mesure de la vitesse angulaire du vaisseau spatial en raison de commandes de données incorrectes. En conséquence, le système de propulsion n’est pas éteint en cas de besoin.

Le Kremlin a minimisé l’échec de la mission, affirmant que la Russie continuerait à poursuivre ses projets ambitieux dans l’espace.

Ces projets comprennent une nouvelle station orbitale russe pour remplacer l’ancienne Station spatiale internationale, où les astronautes russes vivent et travaillent aux côtés de leurs homologues des États-Unis et d’autres pays depuis 2000.

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Borisov a déclaré que la Russie avait suscité un grand intérêt de la part de la Turquie, du Brésil et de l’Afrique du Sud.

(Reportage de Guy Faulconbridge et Mark Trevelyan)

Nos normes : Principes de confiance de Thomson Reuters.

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Les astronomes ont découvert la source du mystérieux alignement des étoiles près du centre galactique

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Les astronomes ont découvert la source du mystérieux alignement des étoiles près du centre galactique
22 individus connus
Un collage désormais présenté présente 22 individus célèbres de PNe, disposés artistiquement en spirale selon leur taille physique approximative. Source : ESA/Hubble et NASA, ESO, NOAO/AURA/NSF D’après une idée écrite par l’auteur correspondant et Ivan Bogičić et fournie par Ivan Bogičić avec la contribution de David Frew et de l’auteur.

Les nébuleuses planétaires sont des nuages ​​de gaz expulsés par les étoiles en fin de vie. Les nuages ​​d’éjecta sont des « fantômes » de leurs étoiles mourantes, formant de magnifiques structures ressemblant à des sabliers ou à des papillons.

Il y a près de dix ans, Brian Rees, doctorant à Manchester, a découvert l’alignement des nébuleuses planétaires. Cependant, cela restait inexpliqué.

Une collaboration entre des scientifiques de l’Université de Manchester et de l’Université de Hong Kong a découvert la source du mystérieux alignement des étoiles près du centre galactique. En plus de confirmer l’alignement, les scientifiques ont trouvé un groupe particulier de cordes responsable : les étoiles binaires proches.

Les scientifiques ont étudié un groupe de nébuleuses planétaires dans le renflement galactique, près du centre de la Voie lactée. Ces nébuleuses n’ont aucun rapport, elles proviennent d’étoiles différentes, sont nées à des époques différentes et vivent toute leur vie dans plusieurs endroits. Cependant, l’étude a découvert que bon nombre de ces formes sont à peu près parallèles au plan de la galaxie (la Voie lactée) dans le ciel et présentent des motifs similaires.

Cela va dans la même direction que Brian Rees a trouvée il y a dix ans.

Cet alignement n’existe que dans les nébuleuses planétaires avec un compagnon stellaire proche, selon la dernière étude réalisée par l’étudiant Shuyu Tan de l’Université de Hong Kong. Une orbite plus étroite que celle de Mercure par rapport au Soleil est prise par l’étoile compagne autour de l’étoile primaire au centre de la nébuleuse planétaire.

L’alignement est absent dans les nébuleuses planétaires qui ne montrent pas de partenaires proches, ce qui suggère que l’alignement pourrait être lié à la séparation initiale des composants binaires lors de la formation des étoiles.

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Albert Zijlstra, co-auteur et professeur d’astrophysique à l’Université de Manchester, a déclaré : « Cette découverte nous rapproche de la compréhension de la cause de ce mystérieux alignement. »

« Les nébuleuses planétaires nous offrent une fenêtre sur le cœur de notre galaxie, et cette vue approfondit notre compréhension de la dynamique et de l’évolution de la région renflée de la Voie lactée. »

« La formation d’étoiles dans le renflement de notre Galaxie est un processus complexe qui implique divers facteurs tels que la gravité, la turbulence et les champs magnétiques. Jusqu’à présent, nous manquons de preuves prouvant lequel de ces mécanismes pourrait provoquer ce processus et générer cet alignement. « 

« L’importance de cette recherche réside dans le fait que nous savons désormais que l’alignement est observé dans ce sous-ensemble spécifique de nébuleuses planétaires. »

À l’aide du très grand télescope de l’Observatoire européen austral, les chercheurs ont examiné 136 nébuleuses planétaires confirmées dans le renflement galactique, la région la plus épaisse de notre Voie lactée qui contient des étoiles, du gaz et de la poussière.

Quarante d’entre eux issus de l’étude initiale ont été réexaminés et mesurés à l’aide d’images à haute résolution du télescope spatial Hubble.

Professeur Quentin Parker, auteur correspondant de l’Université de Hong Kong, Elle suggère Les nébuleuses peuvent se former grâce au mouvement orbital rapide de l’étoile compagne, qui peut finir par tourner au sein de l’étoile centrale.

L’alignement des nébuleuses peut signifier que le système binaire voisin se forme préférentiellement avec ses orbites dans le même plan.

Dans les études futures, les scientifiques se concentreront sur la compréhension des mécanismes à l’origine de cet alignement.

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Référence du magazine :

  1. Xuyou Tan, Quentin Parker, Albert Zijlstra et autres. Quand les étoiles s’alignent : Un alignement 5σ des axes principaux des nébuleuses planétaires au centre de notre galaxie. Lettres de journaux astrophysiques. EST CE QUE JE 10.3847/2041-8213/acdbcd

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Possible découverte de nova du 1er au 31 octobre 2023.

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Possible découverte de nova du 1er au 31 octobre 2023.

Nous annonçons la découverte de A Nova possible sur Messier 31a été découvert lors de nos relevés de cette galaxie.

Une possible nova dans Messier 31 découverte par J. Massey le 1er octobre 2023.

Le 1er octobre 2023, nous avons comparé les images récemment prises de Messier 31 avec des images d’archives prises il y a quelques semaines. Les deux séries ont été collectées avec l’Astrophotographer 250 mm f/4,5, sous l’excellent ciel sombre de Manciano, dans la Maremme toscane, où se trouve notre installation automatisée. Cet effort s’inscrit dans le cadre de nos travaux d’étude transitoire sur les galaxies Messier 31 et Messier 33, qui nous ont déjà conduit à la découverte de deux étoiles variables dans le champ de M33 et à la découverte d’une variabilité à longue période et d’une éruption potentiellement importante d’un éclat dans la galaxie. Champ M31

Lorsque ces images non filtrées ont clignoté, nous avons détecté un transitoire dans la partie sud-ouest de la galaxie d’Andromède, aux coordonnées suivantes J2000.0 :

RA : 00 40 29.67
Rejet : +40 51 41.4
r = 17,9

L’ampleur de R a été estimée à l’aide des R-mags du catalogue Gaia DR2. Il y a une étoile légèrement faible à environ 3 pouces à l’ouest de ce transit.

Nous avons immédiatement vérifié les sources connues sur ce site et n’avons récupéré aucun objet connu au 1er octobre 2023. Nous avons également vérifié les catalogues Panstarss DR1 et SDSS9 et n’avons trouvé aucune source jusqu’à R = 23,0 environ.

Ce transitoire est donc une nova potentielle dans M31 et Nous l’avons signalé au CBAT.

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La nuit suivante, nous avons pu confirmer la présence de la source, qui s’est révélée légèrement plus brillante que lors de sa découverte. Nous avons également utilisé le module robotique C14 pour obtenir une image de plus haute résolution, montrant le passage bien séparé de l’étoile proche mentionnée plus tôt (image en haut de cet article). Vous trouverez ci-dessous une animation réalisée pour comparer l’excellente image du 2 octobre avec l’image du 11 septembre 2023.

Le transitoire vu le 2 octobre 2023 comparé à une image ancienne où il n'est pas visible.  Quelques étoiles variables bien connues sont également visibles.

Le transitoire vu le 2 octobre 2023 comparé à une image ancienne où il n’est pas visible. Quelques étoiles variables bien connues sont également visibles.

Une analyse spectroscopique serait la bienvenue pour aborder la nature de supernova de ce transitoire.

Nous prévoyons de suivre cette source, tant qu’elle sera visible.

Retournez à la page « Étoiles variables ».

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