Connect with us

science

L’observatoire Vera Rubin peut trouver jusqu’à 70 objets interstellaires par an

Published

on

L’observatoire Vera Rubin peut trouver jusqu’à 70 objets interstellaires par an

Les astronomes ont découvert deux objets interstellaires connus (ISO), ‘Oumuamua et 21/Borisov. Mais des milliers d’objets de ce type pourraient traverser le système solaire à tout moment. Selon nouveau papier, Le prochain télescope Vera Rubin sera un excellent outil pour chasser les objets interstellaires et pourrait détecter jusqu’à 70 objets par an provenant d’autres systèmes stellaires.

L’Observatoire Rubin est un télescope au sol situé dans les Andes chiliennes. Il devrait voir le jour courant 2025, un calendrier qui a déjà été reporté à plusieurs reprises. Le télescope d’enquête Simonyi de 8,4 mètres de l’observatoire capturera des images du ciel à l’aide de l’appareil photo numérique à la plus haute résolution au monde, un appareil photo de 3 200 mégapixels qui comprend le plus grand objectif fisheye au monde. L’appareil photo a à peu près la taille d’une petite voiture et pèse environ 2 800 kg (6 200 lb). Ce télescope d’enquête se déplace rapidement et sera capable de balayer tout le ciel visible de l’hémisphère sud toutes les quelques nuits.

L’un des projets majeurs de l’Observatoire Rubin est le Legacy Survey of Space and Time (LSST), qui devrait durer au moins 10 ans. Les chercheurs s’attendent à ce que ce projet collecte des données sur plus de 5 millions d’objets dans la ceinture d’astéroïdes, 300 000 objets du cheval de Troie Jupiter, 100 000 objets géocroiseurs et plus de 40 000 objets dans la ceinture de Kuiper. Puisque Rubin sera capable de cartographier le ciel nocturne visible tous les quelques jours, bon nombre de ces objets seront observés des centaines de fois.

Grâce aux observations répétées du télescope, nous disposerons d’une énorme quantité de données pour calculer les positions et les orbites de tous ces objets. Avec toutes ces données et cartographies, on s’attend à ce que Robin soit capable de détecter des objets interstellaires faibles, et peut-être que ces images ISO rapides se démarqueront parmi toutes les autres. Essentiellement, LSST sera capable de capturer une vue accélérée d’objets interstellaires lors de leurs voyages rapides à travers notre système solaire.

READ  Groupe de recherche pour créer un télescope à pilier pour rechercher des FRB à l'observatoire radio de Hat Creek
‘Oumuamua (à gauche) et 2I/Borisov (à droite) sont les seuls ISO que nous connaissons avec certitude. Crédit image : Gauche : Par Original : ESO/M. Kornmesser. À droite, télescope spatial Hubble/NASA/ESA.

Différents astronomes ont fait diverses estimations et prédictions sur le nombre d’objets interstellaires que Rubin sera capable de détecter. Une estimation parle de cinq par an, une autre de sept et une autre de 21.

Nouvel article pré-imprimé publié sur arXiv Il a été suggéré que le LSST pourrait détecter jusqu’à 70 objets interstellaires chaque année. « Le taux annuel auquel le LSST devrait détecter des objets interstellaires de type Oumuamua est d’environ 0,70 objet détecté par an », écrivent les astronomes Dusan Marcetta et Darrell Z. Seligman.

Pour arriver à ce chiffre, ils ont appliqué un outil récemment développé appelé algorithme objet dans le champ (OIF).

Vue de la caméra LSST avec une découpe pour montrer le fonctionnement interne. Crédit : LSST.

« Il sert de générateur d’observations qui simule une véritable campagne LSST, fournissant l’heure et les coordonnées pour chaque champ de vision (FOV) LSST et temps d’exposition », a déclaré Marcetta à Universe Today par courrier électronique. « Il permet également d’inclure un ensemble aléatoire. d’objets en mouvement dans le système solaire, comme des astéroïdes ou des comètes. » Il propage ensuite leur mouvement, détermine leur emplacement dans le ciel et détecte si certains d’entre eux apparaissent dans le champ de vision susmentionné.

Marcetta, professeur à l’Université de Belgrade, a déclaré avoir développé une méthode pour générer une population d’astéroïdes interstellaires et utilisé l’OIF pour évaluer combien de ces objets pourraient être détectés par le LSST dans différentes conditions.

READ  Roscosmos dit que l'ISS dévie pour éviter les éclats d'obus d'une fusée américaine, Science News

« Étant donné la nature libre des populations d’objets interstellaires, nous avons envisagé un large éventail de possibilités pour les paramètres critiques », a-t-il déclaré. « Cela incluait leur distribution de taille, leur plage d’albédo et leurs mouvements présumés dans l’espace interstellaire. En tenant compte de tous ces facteurs, nous sommes arrivés à une plage de 0 à 70 objets par an. »

Cela suppose qu’au moins autant d’objets interstellaires existent déjà. Ils ont supposé une densité de population de 0,1 objet par unité astronomique cubique, une valeur impliquée par la découverte d’Oumuamua, « qui reste très incertaine, similaire à d’autres paramètres associés à ce groupe », a déclaré Marcetta.

Cependant, comme les images ISO se déplacent si rapidement, elles peuvent être plus faciles à détecter à l’aide de l’observatoire Rubin en raison d’un effet appelé « post-perte ».

« C’est un effet qui se produit lorsqu’un objet en mouvement rapide se trouve dans le champ de vision du télescope », a expliqué Marcetta. « Pour exciter un pixel sur un CCD, un certain nombre de photons doivent y atterrir pendant le temps d’exposition (qui est de 15 secondes dans nos simulations). Pour les objets stationnaires tels que les étoiles, tous les photons pendant la période d’exposition frappent la même région de Le CCD change cependant de position pendant la période d’exposition et les photons se posent sur différents pixels au fur et à mesure de son déplacement.

Le plan focal complet de la future caméra LSST mesure plus de deux pieds de large et contient 189 capteurs individuels qui produiront des images de 3 200 mégapixels. Les équipes du SLAC ont maintenant pris les premières photos avec. (Jacqueline Orrell/Laboratoire national des accélérateurs du SLAC)

Même si le nombre total de photons était suffisant pour exciter un pixel, s’ils étaient répartis sur un grand nombre de pixels, aucun des pixels ne recevrait probablement suffisamment de photons pour surmonter le bruit de fond, a déclaré Marcetta.

READ  Quels États peuvent voir les aurores boréales lundi ? Ce que montrent les prévisions

« Plus l’objet se déplace rapidement, plus les pixels reçoivent les photons, ce qui rend la perte ultérieure plus perceptible », a-t-il déclaré. « Nos simulations montrent que les objets interstellaires peuvent apparaître dans le champ de vision d’un télescope à des vitesses qui dépassent largement celles des amas les plus rapides du système solaire, ce qui rend cette question particulièrement intéressante. »

Mais bien sûr, c’est une sorte de casse-tête de la poule et de l’œuf. Avec un échantillon de seulement deux personnes, les scientifiques ne peuvent désormais faire que des prédictions vagues sur le nombre d’objets interstellaires que Rubin détectera. Une fois qu’un plus grand échantillon d’objets interstellaires aura été compté et analysé, les astronomes auront une bien meilleure idée de leur nombre… ce qui n’arrivera probablement pas tant que Rubin ne sera pas opérationnel.

Mais Marcetta et Seligman espèrent que Rubin et LSST changeront tout.

« Il est possible que la densité numérique des objets de type ‘Oumuamua soit plus élevée que celle actuellement estimée, car il existe une grande proportion d’objets interstellaires actuellement indétectables en raison d’une perte excessive et des mouvements rapides du ciel. » ils écrivent.

Plus nous en trouverons, mieux ce sera, car certains d’entre eux seront sur la bonne voie pour une mission d’interception interstellaire. Apprendre des détails sur des objets dans d’autres systèmes solaires pourrait changer radicalement notre vision de l’univers et de la place que nous y occupons.

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Une source de cristaux liquides de paires de photons

Published

on

La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

READ  Roscosmos dit que l'ISS dévie pour éviter les éclats d'obus d'une fusée américaine, Science News

À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

Continue Reading

science

Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Published

on

Le framework CUISINES pour les projets de comparaison de modèles exoplanétaires, version 1.0

Illustration de la conception expérimentale générale du CREME exoMIP (Tsigaridis et al. en préparation), comme exemple de la façon dont l’exoMIP peut être structuré pour permettre une large participation communautaire. — Ph.EP astronomique

Alors que le télescope spatial James Webb commence à renvoyer des observations, il est plus important que jamais que les modèles climatiques exoplanétaires soient capables de prédire de manière cohérente et correcte l’observabilité des exoplanètes, de récupérer leurs données et d’interpréter les environnements planétaires à partir de ces données.

Les comparaisons entre modèles jouent un rôle crucial dans ce contexte, surtout à l’heure où peu de données sont disponibles pour valider les prédictions des modèles. Le groupe de travail CUISINES du Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) de la NASA soutient une approche systématique pour évaluer les performances des modèles d’exoplanètes et fournit ici un cadre pour mener des projets d’intercomparaison de modèles d’exoplanètes organisés par la communauté (exoMIP).

Le cadre CUISINES adapte spécifiquement les pratiques de la communauté climatique terrestre pour répondre aux besoins des chercheurs exoplanétaires, y compris une gamme de types de modèles, de cibles planétaires et d’études spatiales paramétriques. Son objectif est d’aider les chercheurs à travailler collectivement, équitablement et ouvertement pour atteindre des objectifs communs.

Le cadre CUISINES repose sur cinq principes : 1) Définir à l’avance la ou les questions de recherche que exoMIP vise à aborder. 2) Créer une conception pilote qui maximise la participation de la communauté et en faire la publicité largement. 3) Planifiez un calendrier de projet qui permet à tous les membres d’exoMIP de participer pleinement. 4) Créer des produits de données à partir des résultats du modèle pour une comparaison directe avec les observations. 5) Créez un plan de gestion des données applicable aujourd’hui et évolutif à l’avenir.

READ  Nouvelle percée dans l'impression 3D avec le bout des doigts qui fonctionne comme la peau humaine

Au cours des premières années de son existence, CUISINES fournit déjà un soutien logistique à 10 exoMIP et continuera à organiser des ateliers annuels pour approfondir les commentaires de la communauté et présenter de nouvelles idées d’exoMIP.

Linda E. Sohl, Thomas J. Fuchez, Sean Domagal-Goldman, Duncan A. Christie, Russell Detrick, Jacob Haque-Misra, C.E. Harman, Nicholas Iero, Nathan J. Mayne, Costas Tsigarides, Geronimo L. Villanueva, Ambre V. Jeune, Guillaume Chaverot

Commentaires : 14 pages, deux numéros
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP) ; Instruments et méthodes astrophysiques (astro-ph.IM)
Citer comme : arXiv:2406.09275 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2406.09275v1 [astro-ph.EP] pour cette version)
Date de soumission
Qui : Linda Suhl
[v1] Jeudi 13 juin 2024, 16:14:22 UTC (903 Ko)
https://arxiv.org/abs/2406.09275
Astrobiologie

Continue Reading

science

Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

Published

on

Ingénieur – Des « mégaclusters » de satellites pourraient mettre en péril la reconstitution du trou d’ozone

Le Protocole de Montréal de 1987 a réglementé avec succès les CFC nocifs pour la couche d’ozone afin de protéger la couche d’ozone, réduisant ainsi le trou d’ozone au-dessus de l’Antarctique, et une reprise est attendue dans les 50 prochaines années.

Cependant, de nouvelles recherches de Université de Californie du Sud Ecole d’Ingénieurs de Viterbi Il a montré que ces oxydes ont été multipliés par huit entre 2016 et 2022 et continueront de s’accumuler à mesure que le nombre de satellites en orbite terrestre basse (LEO) augmentera, mettant ainsi la couche d’ozone en danger dans les décennies à venir.

Les chercheurs ont expliqué que sur 8 100 objets en orbite terrestre basse, 6 000 sont des satellites Starlink lancés au cours des dernières années et que la demande d’une couverture Internet mondiale entraîne une augmentation rapide du lancement d’essaims de petits satellites de communication.

SpaceX est le leader de ce projet, avec l’autorisation de lancer 12 000 satellites Starlink supplémentaires et jusqu’à 42 000 satellites prévus. Amazon et d’autres sociétés dans le monde envisagent également de créer des constellations allant de 3 000 à 13 000 satellites, ajoutent les auteurs de l’étude.

Les satellites Internet ont une durée de vie d’environ cinq ans seulement, les entreprises doivent donc lancer des satellites de remplacement pour maintenir le service Internet, ce qui poursuit un cycle d’obsolescence programmée et de contamination imprévue, ont indiqué les chercheurs.

Les oxydes d’aluminium déclenchent des réactions chimiques qui détruisent l’ozone stratosphérique, qui protège la Terre des rayons ultraviolets. Les oxydes ne réagissent pas chimiquement avec les molécules d’ozone, mais conduisent plutôt à des réactions destructrices entre l’ozone et le chlore, conduisant à l’appauvrissement de la couche d’ozone.

READ  Nouvelle percée dans l'impression 3D avec le bout des doigts qui fonctionne comme la peau humaine

Étant donné que les oxydes d’aluminium ne sont pas consommés dans ces réactions chimiques, ils peuvent continuer à détruire molécule après molécule d’ozone pendant des décennies à mesure qu’ils dérivent dans la stratosphère, ont indiqué les chercheurs.

« Ce n’est que ces dernières années que les gens ont commencé à penser que cela pourrait devenir un problème », a déclaré Joseph Wang, chercheur en astronautique à l’Université de Californie du Sud et auteur correspondant de l’étude, dans un communiqué. « Nous avons été l’une des premières équipes à considérer les implications de ces faits. »

Puisqu’il est impossible de collecter des données sur des engins spatiaux en feu, des études antérieures ont utilisé des analyses de micrométéorites pour estimer la contamination potentielle. Cependant, les chercheurs ont indiqué que les micrométéorites contiennent très peu d’aluminium, un métal qui représente 15 à 40 % de la masse de la plupart des satellites. Ces estimations ne s’appliquent donc pas bien aux nouveaux satellites.

Au lieu de cela, les chercheurs ont modélisé la composition chimique et les liaisons au sein des matériaux satellites lors de leurs interactions aux niveaux moléculaire et atomique. Les résultats ont permis aux chercheurs de comprendre comment la matière change avec différents apports d’énergie.

L’étude a été financée par NASAIl a été constaté qu’en 2022, la rentrée des satellites a augmenté la quantité d’aluminium dans l’atmosphère de 29,5 % au-dessus des niveaux normaux.

La modélisation a montré qu’un satellite typique de 250 kg avec 30 pour cent de sa masse d’aluminium générerait environ 30 kg de nanoparticules d’oxyde d’aluminium (taille de 1 à 100 nanomètres) lors de la rentrée. La plupart de ces particules sont générées dans la mésosphère, entre 50 et 85 kilomètres (30 à 50 miles) au-dessus de la surface de la Terre.

READ  En découvrant le trou bleu le plus profond du monde, on pense qu'il contient des grottes et des tunnels cachés.

L’équipe a ensuite calculé que, en fonction de la taille des particules, il faudrait jusqu’à 30 ans pour que les oxydes d’aluminium dérivent jusqu’aux hauteurs stratosphériques, où se trouvent 90 % de l’ozone troposphérique.

Les chercheurs estiment qu’au moment où les constellations de satellites actuellement prévues seront achevées, 912 tonnes d’aluminium tomberont sur Terre chaque année. Cela libérerait environ 360 tonnes d’oxydes d’aluminium par an dans l’atmosphère, soit une augmentation de 646 % par rapport aux niveaux naturels.

L’étude a été publiée dans la revue en libre accès AGU Lettres de recherche géophysiqueentièrement lisible ici.

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023