science
Une nouvelle source inattendue d’ondes gravitationnelles
Lorsqu’un jet s’échappe d’une étoile qui s’effondre, il se transforme en un cocon de débris stellaires. Crédit : Ore Gottlieb/CIERA/Northwestern University
Jusqu’ici, ondes gravitationnelles Ils n’ont été découverts que par des astrophysiciens à partir de systèmes binaires – fusions de deux trous noirs, de deux étoiles à neutrons ou d’une de chaque. En théorie, il devrait être possible de détecter les ondes gravitationnelles émises par une seule source non binaire, mais de tels signaux insaisissables n’ont pas encore été détectés.
Aujourd’hui, des chercheurs de la Northwestern University suggèrent que ces signaux insaisissables peuvent être recherchés dans une zone nouvelle, inattendue et totalement inexplorée : les cocons turbulents et vibrants de débris qui entourent les étoiles massives mourantes.
Pour la première fois, des chercheurs ont utilisé des simulations de pointe pour montrer que ces cocons peuvent émettre des ondes gravitationnelles. Contrairement aux jets de rayons gamma, les ondes gravitationnelles des nymphes doivent se situer dans la gamme de fréquences utilisée par l’observatoire de l’interféromètre laser à ondes gravitationnelles (légo) peut être détecté.
« À ce jour, LIGO n’a détecté que des ondes gravitationnelles provenant de systèmes binaires, mais un jour, il détectera la première source non binaire d’ondes gravitationnelles », a déclaré Orr Gottlieb de Northwestern, qui a dirigé l’étude. « Les cocons sont l’un des premiers endroits où nous devons rechercher ce type de source. »
Gottlieb a récemment présenté la recherche lors d’une conférence de presse virtuelle lors de la 242e réunion de l’American Astronomical Society.
La nouvelle source « était impossible à ignorer »
Pour mener l’étude, Gottlieb et ses collaborateurs ont utilisé de nouvelles simulations de pointe pour modéliser l’effondrement d’une étoile massive. Lorsque des étoiles massives s’effondrent dans des trous noirs, elles peuvent créer de puissants jets (ou jets) de particules qui se déplacent à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. La simulation de Gottlieb a modélisé ce processus – à partir du moment où une étoile s’effondre jusqu’à Trou noir jusqu’à ce que l’avion s’échappe.
Tout d’abord, il voulait voir si le disque d’accrétion qui se forme autour d’un trou noir pouvait émettre des ondes gravitationnelles détectables. Mais quelque chose d’inattendu continuait à émerger de ses données.
Evolution du jet cocon depuis la naissance par le trou noir jusqu’à la pénétration depuis l’étoile (la carte colorée est le logarithme de l’amplitude de la contrainte hors axe et le son reflète la fréquence GW). Crédit : Minerai Gottlieb/CIERA/Université du nord-ouest
« Quand j’ai calculé les ondes gravitationnelles à proximité du trou noir, j’ai trouvé une autre source qui a perturbé mes calculs – le cocon », a déclaré Gottlieb. « J’ai essayé de l’ignorer. Mais j’ai trouvé impossible de l’ignorer. Puis j’ai réalisé que le cocon était une source d’ondes gravitationnelles excitante. »
Lorsque les jets frappent les couches qui s’effondrent de l’étoile mourante, une bulle ou « cocon » se forme autour du jet. Les cocons sont des endroits turbulents, où les gaz chauds et les débris se mélangent au hasard et se dilatent dans toutes les directions à partir du jet. Gottlieb a expliqué que lorsque la bulle énergétique accélère hors du plan, elle perturbe l’espace-temps en créant une vague d’ondes gravitationnelles.
« Un jet tire profondément dans une étoile et se dirige ensuite vers l’évasion », a déclaré Gottlieb. « C’est comme lorsque vous percez un trou dans le mur. Le foret rotatif heurte le mur et des débris s’échappent du mur. Ce foret dégage de l’énergie matérielle. De même, le jet perce l’étoile, provoquant le réchauffement et le déversement de la matière de l’étoile. Ces débris forment les couches chaudes d’un cocon. »
Un appel à l’action pour regarder les cocons
Si les pupes génèrent effectivement des ondes gravitationnelles, a déclaré Gottlieb, LIGO devrait être en mesure de les détecter lors de ses prochaines exécutions. Les chercheurs recherchent généralement des ondes gravitationnelles à source unique provenant de sursauts gamma ou de supernovae, mais les astrophysiciens doutent de la capacité de LIGO à les détecter.
« Les jets et les supernovas sont des explosions très énergiques », a déclaré Gottlieb. Mais nous ne pouvons détecter les ondes gravitationnelles qu’à partir d’explosions asymétriques de fréquence plus élevée. Les supernovae sont sphériques et plus ou moins symétriques, de sorte que les explosions sphériques ne modifient pas la répartition équilibrée de la masse dans l’étoile pour émettre des ondes gravitationnelles. Les sursauts gamma durent des dizaines de secondes, donc la fréquence est très petite – inférieure à la gamme de fréquences par laquelle LIGO est affecté. »
Vue à 360° du cocon d’une étoile mourante (la carte colorée est l’amplitude de la déformation logarithmique). Crédit : Ore Gottlieb/CIERA/Northwestern University
Au lieu de cela, Gottlieb demande aux astrophysiciens de rediriger leur attention vers les cocons, qui sont asymétriques et hautement énergétiques.
« Notre étude est un appel à l’action pour que la société considère les pupes comme une source d’ondes gravitationnelles », a-t-il déclaré. « Nous savons également que les pupes émettent un rayonnement électromagnétique, elles peuvent donc être des événements multimessages. En les étudiant, nous pouvons en apprendre davantage sur ce qui se passe dans la partie la plus interne des étoiles, les propriétés des jets et leur propagation dans les explosions stellaires. »
Référence : « Mortalité stellaire fluide et turbulente : nouvelles sources d’ondes gravitationnelles LVK détectables » par Ore Gottlieb, Hiroki Nagakura, Alexander Tchekhovskoy, Priyamvada Natarajan, Enrico Ramirez-Ruiz, Sharan Banagiri, Jonatan Jacquemin-Ideicky, 20 Kaaz le Lettres du journal astrophysique.
DOI : 10.3847/2041-8213/ace03a
Gottlieb est boursier CIERA au Centre d’exploration et de recherche interdisciplinaires en astrophysique (CIERA) de Northwestern. Les co-auteurs de l’étude de l’Université Northwestern comprennent les professeurs Vicki Kalogera et Aleksandr Tchikovskoy, les boursiers postdoctoraux Sharan Panagiri et Jonathan Jacmin-Eddy et l’étudiant diplômé Nick Kaz.
L’étude a été soutenue par la National Science Foundation, Nasaet le programme Fermi Cycle 14 Guest Investigator. Ces simulations avancées sont rendues possibles par le sommet des supercalculateurs du Laboratoire national d’Oak Ridge du DOE et le supercalculateur Perlmutter du NERC grâce au prix ASCR Computational Time Leadership Challenge.
« 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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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.
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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