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Un mystère de longue date sur les premiers trous noirs supermassifs peut enfin être résolu

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Un mystère de longue date sur les premiers trous noirs supermassifs peut enfin être résolu

Au cours des dernières années, alors que nous avons pu regarder de plus en plus profondément dans l’univers primitif, les astronomes ont découvert quelque chose de très déroutant.

Avant que l’univers n’ait un milliard d’années, il était gigantesque trous noirs Jusqu’à un milliard de fois la masse du Soleil s’est déjà formée d’une manière ou d’une autre. Compte tenu de ce que nous savons sur la formation et la croissance des trous noirs, expliquer l’existence et la taille de cette supergéante est assez difficile. Comment sont-ils arrivés là, si peu de temps après le Big Bang? Et comment sont-ils devenus si pendus ?

Maintenant, des simulations de superordinateurs ont révélé une origine qui explique comment ils se sont formés sans avoir besoin de conditions exotiques : de rares réservoirs de gaz froid et turbulent qui se sont effondrés en étoiles plus massives que tout ce qui se trouve dans l’univers aujourd’hui. Celles-ci auraient pu être des graines massives qui se seraient transformées en trous noirs supermassifs.

« Nous avons trouvé des trous noirs supermassifs au centre de la plupart des galaxies massives aujourd’hui, qui peuvent avoir une masse de millions ou de milliards de fois la masse du Soleil. Mais en 2003, nous avons commencé à trouver des quasars – des trous noirs qui sont très brillants et s’accumulent activement. comme des trous noirs supermassifs qui ressemblent à des balises cosmiques dans l’univers primitif – existaient moins d’un milliard d’années après le Big Bang », Le cosmologue Daniel Wallen a déclaré : de l’Université de Portsmouth au Royaume-Uni.

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« Personne n’a compris comment ils se sont formés à une époque aussi reculée. Cette découverte est particulièrement excitante car elle a bouleversé 20 ans de réflexion sur l’origine des premiers trous noirs supermassifs de l’univers. »

Il existe deux grandes écoles de pensée sur la formation des trous noirs supermassifs. Le premier est le modèle ascendant. Une étoile massive meurt, laissant généralement derrière elle un trou noir d’une masse d’environ 100 fois la masse du Soleil.

Au fil du temps – beaucoup, beaucoup de temps – le trou noir avale un tas de matière, devenant de plus en plus gros jusqu’à ce qu’il soit des millions à des milliards de fois la masse du Soleil. Il est très difficile de concilier cela avec les quasars de l’univers primitif.

L’autre option est si vous commencez avec une graine de « grand trou noir », qui est plus de 100 000 fois la masse du Soleil. Les étoiles qui se sont effondrées pour former ces trous noirs auraient vécu une vie cosmique très courte, peut-être 250 000 ans, avant de s’effondrer dans un trou noir.

Il n’y a pas d’étoiles connues de cette masse aujourd’hui, et nous ne connaissons aucun mécanisme de formation actuel qui pourrait le produire. Mais des simulations ont montré que dans l’univers primitif, lorsque les conditions étaient quelque peu différentes de celles d’aujourd’hui, de telles étoiles auraient pu théoriquement se former à l’intersection de courants rares mais puissants de gaz froid, dense et turbulent.

Les cosmologistes pensaient qu’il faudrait des conditions vraiment étranges, comme de forts arrière-plans ultraviolets ou des flux supersoniques entre le gaz et matière noire. Et aucune de ces conditions étranges ne ressemblait aux environnements dans lesquels ces quasars ont été trouvés dans l’univers primitif.

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Dirigés par l’astrophysicien Mohammed Latif de l’Université des Émirats arabes unis aux Émirats arabes unis, les chercheurs ont effectué des simulations de flux de gaz et ont été heureux de constater que des trous noirs supermassifs se formaient spontanément aux intersections de ces flux, sans avoir besoin de conditions exotiques. .

Dans la simulation, la turbulence des courants croisés empêche la formation d’étoiles ordinaires, telles que celles que nous voyons aujourd’hui. Habituellement, cela se produit lorsqu’un nœud dense de matière dans un nuage froid s’effondre sous l’influence de la gravité pour former une jeune étoile, mais lorsqu’il y a beaucoup de turbulences, les conditions ne sont pas suffisamment stables pour que cela se produise.

En fin de compte, cependant, le nuage dans la simulation est devenu si gros qu’il s’est effondré de manière désastreuse en deux étoiles géantes, enregistrant une masse de 31 000 et 40 000 fois la masse du Soleil.

Alors que le gaz continue de s’écouler des courants vers les nuages, un trou noir supermassif d’une masse des milliards de fois supérieure à la masse du Soleil peut se former et se développer en quelques centaines de millions d’années.

« En conséquence, les seuls nuages ​​primordiaux qui pouvaient former un quasar immédiatement après l’aube cosmique – lorsque les premières étoiles de l’univers se sont formées – ont également créé leurs graines commodément massives. Ce résultat simple et magnifique explique non seulement l’origine des premiers quasars mais aussi leur démographie – leur nombre dans les temps anciens,  » Whalen a conclu.

« Les premiers trous noirs supermassifs n’étaient qu’un corollaire de la formation de structures dans la cosmologie de la matière noire froide – les enfants de la toile cosmique. »

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La recherche a été publiée dans tempérer la nature.

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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux

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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.

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Missile Longue Marche 6 modifié. Image de la China Aerospace Science and Technology Corporation

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. »

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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

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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.

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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.

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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.

Une image à exposition temporelle capture la trajectoire enflammée d'une fusée Falcon 9 alors qu'elle s'éloigne de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink.
Une image à exposition temporelle montre la trajectoire enflammée d’une fusée Falcon 9 alors qu’elle s’éloignait de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink. Cette photo a été prise depuis le Pad 39A du Kennedy Space Center voisin, où la mission Polaris Dawn attend son lancement sur un vol commercial comportant la première sortie dans l’espace non gouvernementale. Ce vol est désormais suspendu dans l’attente d’une enquête sur les raisons pour lesquelles le premier étage d’une fusée Starlink s’est brisé lors de l’atterrissage sur un drone SpaceX au large des côtes.

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.

Une caméra montée sur le premier étage d'une fusée Falcon 9 a capturé une vue du drone
Une caméra montée sur le premier étage d’une fusée Falcon 9 a capturé une vue du « manque de gravité » du drone quelques instants avant l’atterrissage. Une caméra sur le drone montre le pont d’atterrissage éclairé par les gaz d’échappement de la fusée alors qu’elle s’approche du navire.

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Au moment de l'atterrissage, un incendie s'est déclaré et l'une des jambes d'atterrissage s'est effondrée.
Au moment de l’atterrissage, un incendie s’est déclaré et l’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée.

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Le missile est ensuite tombé dans l'océan Atlantique.
Le missile est ensuite tombé 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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