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Le télescope spatial romain Nancy Grace peut enfin nous dire si les trous noirs primordiaux existent ou non
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Une image basée sur une simulation sur ordinateur de l’environnement cosmique dans lequel le gaz primordial s’effondre directement dans un trou noir. Crédit : Aaron Smith/TACC/UTA-Austin
Lorsque l’univers a vu le jour avec le Big Bang, toute sa matière était compressée dans une petite zone. Les cosmologues émettent l’hypothèse que dans certaines régions, la matière subatomique aurait pu être si compacte qu’elle s’est effondrée en trous noirs primordiaux. Si de tels trous noirs primordiaux existent, ils sont de petite taille et pourraient se cacher parmi les habitants de planètes flottantes.
Les trous noirs sont les éléments les plus déroutants de la nature. La théorie de la relativité d’Einstein prédisait leur existence, mais il n’était pas d’accord avec la possibilité que des trous noirs se forment réellement. Pendant que d’autres scientifiques travaillaient sur les équations, ils ont finalement montré que les trous noirs pouvaient exister.
Maintenant, nous savons que c’est le cas, et nous savons qu’il est si dense qu’il déforme l’espace-temps et attire tout vers lui. Même la lumière ne peut pas s’échapper.
Les chercheurs tentent de découvrir l’arbre généalogique des trous noirs. Ils savent que certaines étoiles massives s’effondreront sur elles-mêmes vers la fin de leur vie et formeront des trous noirs de masse stellaire. Ils savent que des trous noirs supermassifs (SMBH) existent au cœur de grandes galaxies comme la Voie lactée. Il existe également de plus en plus de preuves de l’existence de trous noirs de masse intermédiaire (IMBH), situés entre les trous noirs de masse stellaire plus petits et les trous noirs massifs de petite masse stellaire (SMBH).
Mais qu’en est-il des trous noirs primordiaux (PBH) ? S’ils existent, ils se sont formés bien avant que la première étoile ne prenne vie. Selon la théorie, ils peuvent être de n’importe quelle taille et jouer un rôle dans la formation des galaxies. Dans la lutte pour comprendre comment les trous noirs deviennent si massifs, les trous noirs massifs pourraient occuper une importante niche vide. Il existe également des indications alléchantes selon lesquelles, s’ils existent, ils pourraient être des composants de la matière noire.
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Ce graphique montre les masses relatives des objets cosmiques ultra-denses, depuis les naines blanches jusqu’aux trous noirs supermassifs que l’on trouve au cœur de la plupart des galaxies. Les trous noirs primordiaux, s’ils existent, se situent entre les étoiles à neutrons et les trous noirs stellaires. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech
De nouvelles recherches montrent comment le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA peut détecter les PBH. Ils pourraient se cacher parmi un mystérieux groupe d’objets de faible masse. Ces objets pourraient être des planètes flottantes (FFP), également appelées planètes voyou, ou des PBH, et un prochain télescope spatial pourrait avoir la capacité de les trouver.
le papier, « Des mondes voyous rencontrent le côté obscur : détection des trous noirs primordiaux de masse terrestre à l’aide du télescope spatial romain Nancy Grace,« Il a été publié sur un serveur de préimpression arXiv. L’auteur principal est William DeRocco du Département de physique de l’Université de Californie à Santa Cruz.
Le télescope spatial romain Nancy Grace sera un puissant télescope infrarouge lors de son lancement dans quelques années. Il a quelques points à retenir en astrophysique sur sa liste de surveillance, comme la mesure de l’énergie noire, de la relativité et de la courbure de l’espace-temps. Il recherchera également des objets de faible masse comme Mars qui ne sont associés à aucune étoile. Ce faisant, cela pourrait faire la lumière sur les trous noirs primordiaux.
Pour rechercher ces objets de faible masse et déterminer s’il s’agit de FFP ou de PBH, le télescope spatial roumain a besoin d’aide. Vous profiterez d’une lentille gravitationnelle précise pour rechercher dans le ciel ces objets insaisissables. Ils peuvent avoir n’importe quelle taille, de la taille d’une seule particule subatomique à la taille d’une petite planète.
« La microlentille gravitationnelle est l’une des techniques d’observation les plus puissantes pour observer des objets astrophysiques non lumineux », écrivent les auteurs dans leur article. « Les observations actuelles par microlentilles fournissent des preuves alléchantes de l’existence d’un groupe d’objets de faible masse dont l’origine est inconnue. »
La question est : ces objets déroutants sont-ils des planètes voyou ? Ou s’agit-il de PBH ?
Le problème lorsqu’on essaie d’observer ces objets est qu’ils ne peuvent pas être suffisamment résolus individuellement. Au lieu de cela, ils doivent être détectés statistiquement, ce qui signifie que nous devons mener une vaste enquête à leur sujet.
« Cependant, la nature de ces objets ne peut pas être résolue événement par événement, car la courbe de lumière induite dégénère pour des objets lenticulaires de masse identique. Il faut plutôt comparer statistiquement les distributions des événements de lentille pour déterminer la nature de l’objet lenticulaire. population », écrivent les auteurs.
Le télescope spatial romain aura fort à faire après son lancement prévu en 2027. L’un de ses principaux programmes d’observation cible directement ces objets astrophysiques de faible masse. C’est ce qu’on appelle l’enquête dans le domaine temporel du Galactic Bulge.
Cette étude est basée sur la densité stellaire dans le renflement galactique. Il existe une forte densité de lentilles et de sources stellaires vers le renflement, et le télescope romain scannera à plusieurs reprises ces régions denses avec son instrument à grand champ (WFI).
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Le ciel étoilé sur cette image prise par la NASA et le télescope spatial Hubble de l’Agence spatiale européenne se situe vers le centre de la galaxie. La lumière des étoiles est surveillée pour voir si un changement dans leur luminosité apparente est causé par un objet au premier plan dérivant devant elles. La distorsion de l’espace par l’intrus provoquerait un éclaircissement momentané de l’apparence de l’étoile d’arrière-plan, un effet appelé lentille gravitationnelle. Parce qu’un trou noir n’émet ni ne reflète la lumière, il ne peut pas être observé directement. Mais leur empreinte unique sur la structure de l’espace peut être mesurée grâce à ce que l’on appelle les événements de microlentille. Bien qu’environ 100 millions de trous noirs isolés parcourent notre galaxie, trouver la signature indubitable de l’un d’entre eux revient à chercher une aiguille dans une botte de foin pour les astronomes de Hubble. Mais le télescope spatial roumain peut en trouver des centaines. Source de l’image : Hubble/CSA/ESA/NASA/STScI
L’équipe de recherche à l’origine du nouvel article affirme que l’enquête a le potentiel de changer notre compréhension de ces objets de faible masse. « En résumé, nos résultats montrent que même dans des hypothèses prudentes concernant le seuil de détection romain et le contexte des FFP, une étude à l’échelle temporelle du renflement galactique sera très sensible à la détection d’une population de PBH dans de nouvelles régions de l’espace des paramètres. .»
« Roman est sur le point non seulement de faire les premières mesures précises de la distribution globale du FFP, mais peut-être également de révéler le sous-ensemble de PBH qu’il contient », ont conclu les chercheurs.
Les deux questions marquantes de la science spatiale moderne concernent l’énergie noire et la matière noire. L’énergie noire est le nom donné à la force qui entraîne l’expansion de l’univers. La matière noire est le nom donné à la masse invisible qui donne sa forme à l’univers et organise ses structures à grande échelle telles que les galaxies et les amas de galaxies. Mais nous ne savons toujours pas ce qu’est la matière noire.
Les trous noirs primordiaux sont l’un des principaux candidats à la matière noire. Si les PBH constituent la totalité ou une partie significative de la matière noire de l’univers, cela expliquerait la structure à grande échelle de l’univers. Ils peuvent également expliquer certains phénomènes de lentille gravitationnelle qui ne peuvent être expliqués par la matière ordinaire. La preuve que les PBH sont de la matière noire n’est en aucun cas concluante, mais certains scientifiques affirment qu’ils constituent tout ou partie de la matière noire de l’univers.
« L’enquête sur le domaine temporel du Renflement Galactique Romain devrait détecter des centaines d’événements de microlentilles de faible masse, permettant ainsi une caractérisation statistique robuste de cette population », expliquent les auteurs. Grâce à ces données d’enquête disponibles, les scientifiques pourraient être prêts à faire de réels progrès sur la matière noire et à commencer à résoudre les mystères les plus profonds de l’univers.
Mais il faudra attendre quelques années.
Plus d’information:
William DiRocco et al., Rogue Worlds Meet the Dark Side: Détection des trous noirs primordiaux de masse terrestre à l’aide du télescope spatial romain Nancy Grace, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2311.00751
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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.
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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
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
science
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.
EspaceX
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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