science
Les explosions de supernova révèlent des détails infimes sur l’énergie noire et la matière noire
L’analyse des explosions de supernova qui ont duré plus de deux décennies renforce de manière convaincante les théories cosmologiques modernes et revitalise les efforts pour répondre aux questions fondamentales.
Les astrophysiciens ont mené une nouvelle analyse puissante qui place les limites les plus précises jamais connues sur la formation et l’évolution de l’univers. Avec cette analyse, surnommée Panthéon+, les cosmologistes se retrouvent à la croisée des chemins.
Pantheon+ soutient de manière convaincante que l’univers est composé d’environ deux tiers d’énergie noire et d’un tiers de matière – principalement sous forme de matière noire – et qu’il s’est développé à un rythme accéléré au cours des derniers milliards d’années. Cependant, Pantheon + solidifie également une controverse majeure sur le rythme de cette expansion non résolue.
En plaçant les théories cosmologiques modernes dominantes, connues sous le nom de modèle standard de cosmologie, sur des bases probantes et statistiques plus solides, Pantheon+ ferme également la porte à des cadres alternatifs qui tiennent compte de énergie noire Et le matière noire. Les deux sont des pierres angulaires du modèle standard de cosmologie mais n’ont pas encore été directement découverts. Ils font partie des plus grands puzzles du modèle. Suite aux résultats de Pantheon+, les chercheurs peuvent désormais effectuer des tests d’observation plus précis et affiner les explications de l’univers apparent.
« Avec ces résultats de Pantheon+, nous pouvons imposer les contraintes les plus précises sur la dynamique et l’histoire de l’univers à ce jour », déclare Dillon Prout, Einstein’s Fellow au Center for Astrophysics. Harvard et Smithsonian. « Nous avons passé au peigne fin les données et pouvons maintenant dire avec plus de confiance que jamais auparavant comment l’univers a évolué au fil des âges et que les meilleures théories actuelles sur l’énergie noire et la matière noire sont puissantes. »
Pruitt est l’auteur principal d’une série d’articles décrivant le nouveau Panthéon + Analysea été publié conjointement le 19 octobre dans un numéro spécial de Journal astrophysique.
Pantheon + est basé sur le plus grand ensemble de données de ce type, comprenant plus de 1 500 sursauts d’étoiles appelés supernovae de type Ia. Ces explosions lumineuses se produisent lorsque[{ » attribute= » »>white dwarf stars — remnants of stars like our Sun — accumulate too much mass and undergo a runaway thermonuclear reaction. Because Type Ia supernovae outshine entire galaxies, the stellar detonations can be glimpsed at distances exceeding 10 billion light years, or back through about three-quarters of the universe’s total age. Given that the supernovae blaze with nearly uniform intrinsic brightnesses, scientists can use the explosions’ apparent brightness, which diminishes with distance, along with redshift measurements as markers of time and space. That information, in turn, reveals how fast the universe expands during different epochs, which is then used to test theories of the fundamental components of the universe.
La découverte révolutionnaire de l’accélération de la croissance de l’univers en 1998 était grâce à l’étude des supernovae de type Ia de cette manière. Les scientifiques attribuent cette expansion à l’énergie invisible, et c’est pourquoi on l’appelle l’énergie noire, qui est inhérente au tissu de l’univers lui-même. Les décennies de travail suivantes ont continué à assembler des ensembles de données toujours plus grands, révélant des supernovae dans un plus large éventail d’espace et de temps, et Pantheon+ les a maintenant réunies dans l’analyse statistique la plus puissante à ce jour.
Selon Adam Rees, l’un des lauréats du prix Nobel de physique 2011 pour avoir découvert l’accélération de l’expansion de l’univers et Bloomberg Distinguished Professor of Université John Hopkins (JHU) et Institut des sciences du télescope spatial à Baltimore, Maryland. Reese est également diplômé de Harvard et titulaire d’un doctorat en astrophysique.
« Avec cet ensemble de données Panthéon + combiné, nous obtenons une vision précise de l’univers depuis le moment où il était dominé par la matière noire jusqu’au moment où l’énergie noire est devenue dominante dans l’univers. » – Dillon Brut
La carrière de Pruitt en cosmologie remonte à ses années de premier cycle à l’Université Johns Hopkins, où il a été encadré et conseillé par Reese. Là, Pruitt a travaillé avec Dan Skolnick, alors doctorant et conseiller Reiss, qui est maintenant professeur adjoint de physique à l’Université Duke et un autre co-auteur de la nouvelle série d’articles.
Il y a plusieurs années, Skolnik a développé l’analyse originale du panthéon d’environ 1 000 supernovae.
Aujourd’hui, Brout, Scolnic et leur nouvelle équipe ont ajouté au Panthéon+ environ 50 % de points de données de supernova supplémentaires au Panthéon+, ainsi que des améliorations dans les techniques d’analyse et la gestion des sources d’erreur potentielles, ce qui a finalement entraîné une mauvaise précision du Panthéon d’origine.
« Ce saut dans la qualité des ensembles de données et notre compréhension de la physique qui le sous-tend n’auraient pas été possibles sans une excellente équipe d’étudiants et de collaborateurs travaillant dur pour améliorer chaque aspect de l’analyse », déclare Pruitt.
En regardant les données dans leur ensemble, la nouvelle analyse voit 66,2% de l’univers apparaître comme de l’énergie noire, les 33,8% restants étant un mélange de matière et de matière noire. Pour acquérir une compréhension plus complète des composants constitutifs de l’univers à différentes époques, Brout et ses collègues ont combiné Panthéon + avec d’autres échelles fortement éprouvées, indépendantes et complémentaires à la structure à grande échelle de l’univers et avec des mesures de la lumière la plus proche de l’univers, le Fond de micro-ondes cosmique.
« Avec ces résultats de Pantheon+, nous pouvons imposer les contraintes les plus précises sur la dynamique et l’histoire de l’univers à ce jour. » – Dillon Brut
Un autre résultat majeur de Pantheon+ concerne l’un des principaux objectifs de la cosmologie moderne : déterminer le taux actuel d’expansion de l’univers, connu sous le nom de constante de Hubble. L’assemblage de l’échantillon Panthéon + avec les données de SH0ES (supernova H0 pour l’équation d’état), dirigé par Reese, aboutit à la mesure locale la plus stricte du taux d’expansion actuel de l’univers.
Allanthion + et SH0ES trouvent ensemble la constante de Hubble de 73,4 kilomètres par seconde par mégaparsec avec seulement 1,3% d’incertitude. Autrement dit, pour chaque mégaparsec, soit 3,26 millions d’années-lumière, l’analyse estime que dans l’univers proche, l’espace lui-même s’étend à plus de 160 000 miles par heure.
Cependant, les observations d’une époque complètement différente de l’histoire de l’univers prédisent une histoire différente. Les mesures de la lumière la plus ancienne de l’univers, le fond diffus cosmologique, lorsqu’elles sont combinées avec le modèle standard actuel de cosmologie, corroborent systématiquement la constante de Hubble à un taux bien inférieur aux observations faites via les supernovae de type Ia et d’autres marqueurs astrophysiques. Ce grand écart entre les deux méthodologies s’appelle la tension de Hubble.
Les nouveaux ensembles de données Pantheon+ et SH0ES amplifient la tension de Hubble. En fait, la tension a maintenant franchi le seuil important de 5 sigma (la probabilité qu’un sur un million se produise en raison du hasard) que les physiciens utilisent pour faire la distinction entre le hasard statistique possible et quelque chose à comprendre en conséquence. Atteindre ce nouveau niveau statistique met en évidence le défi auquel les théoriciens et les astrophysiciens sont confrontés pour tenter d’expliquer l’incohérence de la constante de Hubble.
« Nous pensions qu’il serait possible de trouver des preuves d’une nouvelle solution à ces problèmes dans notre ensemble de données, mais au lieu de cela, nous avons constaté que nos données excluent bon nombre de ces options et que de profondes divergences restent aussi insolubles que jamais », explique Brout.
Les résultats du Panthéon + peuvent aider à indiquer où la tension de Hubble se résout. « De nombreuses théories modernes commencent à pointer vers une nouvelle physique étrange dans l’univers primitif, cependant, de telles théories non vérifiées doivent résister au processus scientifique, et la tension de Hubble reste un énorme défi », déclare Pruitt.
Dans l’ensemble, Pantheon+ offre aux scientifiques un regard complet sur une grande partie de l’histoire cosmique. La supernova la plus ancienne et la plus éloignée de l’ensemble de données brille à 10,7 milliards d’années-lumière, puisque l’univers avait environ le quart de son âge actuel. À cette époque antérieure, la matière noire et sa gravité associée contrôlaient le taux d’expansion de l’univers. Une telle situation a radicalement changé au cours des milliards d’années suivantes, l’influence de l’énergie noire ayant éclipsé l’effet de la matière noire. Depuis lors, l’énergie noire a séparé le contenu de l’univers et à un rythme de plus en plus rapide.
« Grâce à cet ensemble de données Panthéon+ combiné, nous obtenons une vision précise de l’univers à une époque où la matière noire était dominée par l’énergie noire », explique Pruitt. « Cet ensemble de données est une opportunité unique de voir l’énergie noire à l’œuvre et de conduire l’évolution de l’univers aux plus hauts niveaux à l’heure actuelle. »
Nous espérons que l’étude de ce changement maintenant avec des preuves statistiques plus solides conduira à de nouvelles connaissances sur la nature de la mystérieuse énergie noire.
« Pantheon+ nous offre notre meilleure opportunité à ce jour de contraindre l’énergie noire, ses origines et son évolution », déclare Pruitt.
Référence : « Pantheon + Analysis : Cosmic Constraints » par Dillon Pruitt, Dan Skolnick, Brody Popovich, Adam J. Reese, Anthony Carr, Joe Zontz, Rick Kessler, Tamara M. Davies, Samuel Hinton, David Jones, W. Darcy Kenworthy, Éric R. Peterson, Khaled Saeed, Georgie Taylor, Noor Ali, Patrick Armstrong, Pranav Scharvaux, Ariana Dumoh, Cole Mulldorf, Antonella Palmes, Helen Coe, Benjamin M. Rose, Bruno Sanchez, Christopher W. Stubbs, Maria Vincenzi, Charlotte M. Wood, Peter J. Brown, Rebecca Chin, Ken Chambers, David A. Coulter, May Day, Georgios Demetriadis, Alexei F. Filipenko, Ryan J. Foley, Saurabh Jha, Lisa Kelsey, Robert B Kirchner, Anis Muller, Jesse Muir, Seshadri Nadthor , Yen Chin Pan, Armin Rist, Cesar Rojas Bravo, Masao Sacco, Matthew Seibert, Matt Smith, Benjamin E. Stahl et Phil Wiseman, 19 octobre 2022, Journal astrophysique.
DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ac8e04
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux
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
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.
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.
« 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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