science
Les astronomes utilisent des étoiles mortes pour mesurer les ondes gravitationnelles produites par les anciens trous noirs
Une équipe internationale d’astronomes a découvert une faible signal d’ondes gravitationnelles se répercutant dans l’univers. utilisant des étoiles mortes comme un réseau géant de Détecteurs d’ondes gravitationnellesCoopération – cela s’appelle nanographe– a pu mesurer un bourdonnement à basse fréquence à partir d’un chœur d’ondulations spatio-temporelles.
je astronome qui étudie et écrit à ce sujet CosmologieEt trous noirs Et planètes extérieures. j’ai regardé L’évolution des trous noirs supermassifs à l’aide du télescope spatial Hubble.
Bien que les membres de l’équipe à l’origine de cette nouvelle découverte ne soient pas encore sûrs, ils soupçonnent fortement que le bruit de fond des ondes gravitationnelles qu’ils ont mesurées a été causé par la fusion d’innombrables événements anciens de trous noirs supermassifs.
L’utilisation des étoiles mortes en cosmologie
ondes gravitationnelles Ce sont des ondulations dans l’espace-temps causées par des objets massifs qui accélèrent. Son existence a été prédite par Albert Einstein dans sa théorie générale de la relativité, où il a postulé que lorsqu’une onde gravitationnelle traverse l’espace, elle provoque une contraction puis une expansion périodique de l’espace.
Les chercheurs ont détecté pour la première fois des preuves directes d’ondes gravitationnelles en 2015, lorsque l’observatoire d’ondes gravitationnelles à interféromètre laser, connu sous le nom de LIGO, a capté un signal de Une paire de trous noirs fusionnés Il a parcouru 1,3 milliard d’années-lumière pour atteindre la Terre.
La collaboration NANOGrav tente également de détecter des ondulations spatio-temporelles, mais à une échelle interstellaire. L’équipe a utilisé des pulsars, qui orbitent rapidement autour d’étoiles mortes émettant un faisceau d’émissions radio. Un pulsar est fonctionnellement similaire à une balise en ce sens que lorsqu’il tourne, ses rayons peuvent balayer la Terre à périodes régulières.
L’équipe NANOGrav a utilisé ces pulsars Rotation incroyablement rapide– jusqu’à 1 000 fois par seconde – et ces impulsions peuvent être chronométrées comme les battements d’un Une horloge cosmique très précise. Lorsque les ondes gravitationnelles balayent un pulsar à la vitesse de la lumière, les ondes se dilatent très légèrement et réduisent la distance entre le pulsar et la Terre, ce qui entraîne une légère modification du temps entre les ticks.
Les pulsars sont des horloges si précises qu’il est possible de mesurer leurs ticks à moins de 100 nanosecondes. Cela permet aux astronomes de calculer la distance entre le pulsar et la Terre vers l’intérieur 100 pieds (30 mètres). Les ondes gravitationnelles modifient la distance entre ces pulsars et la Terre de dizaines de kilomètres, ce qui rend les pulsars suffisamment sensibles pour détecter cet effet.
Trouvez le bourdonnement dans la cacophonie
La première chose que l’équipe de NANOGrav devait faire était de contrôler le Bruit dans un détecteur d’ondes gravitationnelles cosmiques. Cela comprenait le bruit dans les récepteurs radio qu’il utilise et l’astrophysique subtile qui influence le comportement des pulsars. Même en tenant compte de ces effets, l’approche de l’équipe n’était pas assez sensible pour détecter les ondes gravitationnelles Les binaires individuels d’un trou noir supermassif. Cependant, il avait suffisamment de sensibilité pour détecter la somme de toutes les fusions massives de trous noirs qui se sont produites n’importe où dans l’univers depuis le Big Bang – jusqu’à un million de signaux qui se chevauchent.
Dans une analogie musicale, c’est comme se tenir dans un centre-ville bondé et entendre le faible son d’une symphonie quelque part au loin. Vous ne pouvez pas choisir un instrument de musique à cause du bruit des voitures et des gens autour de vous, mais vous pouvez entendre le bourdonnement de centaines d’instruments. L’équipe devait extraire la signature de ce onde gravitationnelle « de fond » des autres signaux concurrents.
L’équipe a pu découvrir cette symphonie en mesurant une grille de 67 pulsars différents sur une période de 15 ans. Si une partie de la perturbation dans le pulsar d’un pulsar était causée par des ondes gravitationnelles de l’univers lointain, tous les pulsars que l’équipe surveillait seraient affectés de la même manière. Le 28 juin 2023, l’équipe a publié Quatre feuilles Il décrit son projet et les preuves qu’il a trouvées pour un fond d’ondes gravitationnelles.
Le buzz trouvé par la collaboration NANOGrav a été produit par la fusion de trous noirs des milliards de fois plus massifs que le Soleil. Ces trous noirs tournent les uns autour des autres très lentement et produisent avec eux des ondes gravitationnelles Les fréquences sont d’un milliardième de hertz. Cela signifie que les ondulations spatio-temporelles ont une oscillation toutes les quelques décennies. Cette oscillation lente des ondes est la raison pour laquelle l’équipe devait s’appuyer sur la synchronisation incroyablement précise des pulsars.
Ces ondes gravitationnelles sont différentes des ondes que LIGO peut détecter. Les signaux LIGO sont produits lorsque deux trous noirs sont présents De 10 à 100 fois la masse du Soleil Ils fusionnent en un seul corps en rotation rapide, créant des ondes gravitationnelles qui oscillent des centaines de fois par seconde.
Si vous considérez les trous noirs comme un diapason, plus l’événement est petit, plus le diapason vibre rapidement et plus le son est fort. LIGO détecte les ondes gravitationnelles qui « sonnent » dans la plage audible. L’équipe de NANOGrav a trouvé des fusions de trous noirs « en boucle » à une fréquence extrêmement basse des milliards de fois.
Des trous noirs géants dans l’univers primitif
Les astronomes s’intéressent depuis longtemps à l’étude de l’apparition des étoiles et des galaxies au lendemain du Big Bang. Cette nouvelle découverte de l’équipe NANOGrav revient à ajouter une autre couleur – les ondes gravitationnelles – à une image de l’univers primitif qui commence tout juste à se dévoiler, en grande partie grâce au télescope spatial James Webb.
L’objectif scientifique principal de Télescope spatial James Webb Il s’agit d’aider les chercheurs à étudier comment les premières étoiles et galaxies se sont formées après le Big Bang. Pour ce faire, James Webb a été conçu pour détecter la faible lumière d’étoiles et de galaxies incroyablement éloignées. Plus un objet est éloigné, plus il faut de temps à la lumière pour atteindre la Terre, donc James Webb est une machine à voyager dans le temps efficace qui peut regarder plus de 13,5 milliards d’années en arrière pour voir la lumière de Les premières étoiles et galaxies dans l’univers.
Il a eu beaucoup de succès dans la recherche, ayant trouvé Des centaines de galaxies qui a inondé l’univers de lumière au cours des 700 premiers millions d’années après le Big Bang. Découvrez aussi le télescope Le plus ancien trou noir Dans l’univers, il est situé au centre d’une galaxie qui s’est formée seulement 500 millions d’années après le Big Bang.
Ces découvertes remettent en question les théories existantes sur l’évolution de l’univers.
Cela prend beaucoup de temps Une immense galaxie grandit. Les astronomes savent que les trous noirs supermassifs se trouvent au centre de chaque galaxie et ont une masse proportionnelle à leurs galaxies hôtes. Ces anciennes galaxies ont donc presque certainement Le trou noir supermassif correspondant dans leurs centres.
Le problème est que les objets découverts par James Webb sont beaucoup plus grands que ce que la théorie actuelle dit qu’ils devraient être.
Ces nouveaux résultats de l’équipe NANOGrav sont issus de la première occasion pour les astronomes d’écouter les ondes gravitationnelles de l’ancien univers. Les résultats, bien que surprenants, Pas assez fort pour revendiquer une découverte définitive. Cela est susceptible de changer, cependant, à mesure que l’équipe élargit le réseau de pulsars pour inclure 115 pulsars Et il devrait obtenir des résultats de cette prochaine enquête vers 2025. Alors que James Webb et d’autres chercheurs remettent en question les théories existantes sur l’évolution des galaxies, être capable d’étudier l’ère après le Big Bang avec des ondes gravitationnelles pourrait être un outil inestimable.
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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