Vigie-Ciel
est un programme de recherche participatif, qui est animé par des chercheurs du
Muséum National d’Histoire Naturelle, de l’Observatoire de Paris et des universités
de Paris Sud et de Grenoble. Il propose à tout un chacun de participer à son
niveau à la recherche scientifique sur les petits corps du système solaire que
sont les astéroïdes, en se penchant sur leurs variantes qui parviennent jusqu’au
sol de la Terre et qu’on appelle les météorites.
Astronomie, Astrophysique, Astroparticules, Cosmologie. L'infini se contemple, indéfiniment. ISSN 2272-5768
29/12/17
27/12/17
Des milliards d’exolunes vagabondes doivent errer dans notre Galaxie
Entre 2 et 200 milliards d’exolunes errantes, c’est le nombre impressionnant qu’obtient une équipe d’astrophysiciens après avoir calculé ce qui se passe lorsque des exoplanètes gazeuses entourées de petits satellites se rapprochent fortement au sein de leur système planétaire, un phénomène assez fréquent.
21/12/17
La fusion d’étoiles à neutrons de GW170817 aurait créé un cocon de débris qui absorbe les jets du trou noir formé
L’observation astrophysique la plus marquante de l’année 2017, la fusion de deux étoiles à neutrons observées à 130 millions d’années-lumière en multi-longueurs d’ondes et multi-messagers (ondes gravitationnelles et photons) a permis de répondre à de nombreuses questions. Mais le suivi de l’émission radio du résidu de la collision depuis ce fameux 17 août 2017 indique une augmentation du signal au lieu d’une décroissance, une anomalie qui permet d’en savoir encore plus sur ce qui s’est passé et se passe encore.
20/12/17
Des détails de 120 millions de km observés à la surface d'une étoile à 530 années-lumière
J'ai du mal à me faire à l'idée que c'est devenu normal. Après Bételgeuse, après Antarès, voilà donc une nouvelle image de la surface d'une étoile, toujours une géante rouge bien sûr, mais quand même. Nous voyons aujourd'hui des détails à la surface d'étoiles qui sont situées à plusieurs centaines d'années-lumière... Celle-ci s'appelle Pi1 Gruis, et elle montre des motifs granulaires d'à peine 120 millions de km...
19/12/17
Climat tourmenté sur Jupiter
Des oscillations atmosphériques quasi quadriennales ont été observées sur Jupiter en infra-rouge dès les années 1980. C'est aujourd'hui par une étude approfondie, et sur la durée d'un cycle complet, que ces oscillations (nommées QQO) ont été étudiées. Elles révèlent que ces mouvements atmosphériques s'étendent en profondeur dans l'atmosphère jovienne et ont des points communs avec les phénomènes atmosphériques terrestres.
17/12/17
Des minuscules galaxies bleues à l'origine des amas globulaires ?
Il existe des types de galaxies très particulières, repérées récemment dans les images les plus profondes obtenues avec le télescope Hubble, souvent très petites, elles ont été appelées "Green Peas", "Blueberries", ou encore "Blue Nuggets". Aujourd'hui, une étude consacrée à des galaxies nommées "Little Blue Dots" (Petits Points Bleus) indique qu'elles pourraient être à l'origine de nos amas globulaires, dont les précurseurs sont toujours activement recherchés...
14/12/17
Ceintures de Van Allen : un mystère vieux de 60 ans résolu
Les ceintures de Van Allen ont été découvertes en 1958. Elles sont constituées majoritairement de protons et d’électrons énergétiques capturés par le champ magnétique de la Terre. Depuis 60 ans, l’origine des électrons qui sont situés dans la partie interne des ceintures de Van Allen était incertaine. Aujourd’hui, la preuve de leur origine est apportée grâce à un micro satellite conçu et exploité par des étudiants de l’Université du Colorado…
11/12/17
Détecter des ondes gravitationnelles avec un réseau de pulsars
L'astronomie gravitationnelle n'en est qu'à ses prémices. Les interféromètres comme LIGO, VIRGO et bientôt KAGRA, ne peuvent détecter qu'une certaine classe d'ondes gravitationnelles, typiquement celles produites lors de fusion d'objets compacts comme des trous noirs stellaires et des étoiles à neutrons. Ils ne pourront par exemple jamais détecter la coalescence de deux trous noirs supermassifs, et encore moins les ondes gravitationnelles diffuses qui peuplent l'Univers en permanence et qui forment un bruit de fond à très basse fréquence. Ces ondes gravitationnelles seront pourtant bientôt détectées par une méthode imaginée il y a déjà plus de 20 ans, et qui consiste à mesurer la pulsation radio de plusieurs dizaines de pulsars (étoiles à neutron en rotation rapide), en même temps, et de repérer la moindre petite déviation par rapport à leur pulsation normale. Un tel réseau de pulsars forme ainsi une sorte de gigantesque filet virtuel, dont la déformation indiquera le passage d'ondes gravitationnelles.
Le principe de la mesure repose sur l'utilisation des pulsars comme des horloges très précises. Connaissant parfaitement la fréquence de rotation d'un pulsar, les chercheurs peuvent prévoir le temps d'arrivée de chaque pulsation radio. Mais le passage d'une onde gravitationnelle entre ce pulsar et la Terre va modifier le temps d'arrivée prévu des ondes radio en modifiant l'espace-temps.
Le principe de la mesure repose sur l'utilisation des pulsars comme des horloges très précises. Connaissant parfaitement la fréquence de rotation d'un pulsar, les chercheurs peuvent prévoir le temps d'arrivée de chaque pulsation radio. Mais le passage d'une onde gravitationnelle entre ce pulsar et la Terre va modifier le temps d'arrivée prévu des ondes radio en modifiant l'espace-temps.
La différence concernant la fréquence des ondes détectables vis à vis de ce qui est vu avec LIGO et VIRGO est absolument énorme : 12 ordres de grandeurs! Alors que les interféromètres terrestres sont sensibles à des ondes gravitationnelles de quelques centaines de Hz, les réseaux de mesure temporelle de pulsars, eux, sont sensibles jusqu'à des fréquences de l'ordre de 10-6 à 10-10 Hz... L'interféromètre en orbite que sera eLISA, quant à lui, pourra être sensible aux ondes gravitationnelles de fréquences intermédiaires, comprises entre 10-5 Hz et 1 Hz.
A l'occasion de l'anniversaire des 50 ans de la découverte des pulsars par Jocelyn Bell, Nature Astronomy trace l'avenir radieux de la science associée à ces objets, parmi les plus surprenants de l'Univers. Andrea Lommen (Haverford College) y décrit à quoi ressemble le réseau international IPTA (International Pulsar Timing Array). Un tel réseau de mesure temporelle de pulsars est formé typiquement de 50 pulsars millisecondes, éloignés de plusieurs centaines de parsec (environ 1000 années-lumière).
Pour suivre en quasi continu une grande population de pulsars, les astronomes utilisent un autre réseau, de radiotélescopes, pour enregistrer les pulsations radio de chaque pulsar du réseau. Aujourd'hui la collaboration IPTA regroupe des astrophysiciens australiens, canadiens, français, anglais, allemands, italiens, hollandais, sud-africains, indiens, chinois, et bien sûr américains, avec 13 radiotélescopes répartis sur tous les continents. Mais la National Science Foundation américaine vient de voir son budget drastiquement réduit, ce qui jette une grosse incertitude sur l'exploitation future des radiotélescopes d'Arecibo et de Green Bank qui sont des pièces importantes de l'IPTA.
La première détection de ce type de réseau sera ce qu'on appelle le bruit de fond stochastique d'ondes gravitationnelles. Il s'agit du signal cumulé provenant de dizaines de milliers de couples de trous noirs supermassifs distribués un peu partout dans l'Univers. Ce signal stochastique, grâce à son amplitude et à son indice spectral, pourra fournir des informations précieuses sur l'histoire générale des fusions de galaxies, remontant jusqu'à des temps très anciens, une information très difficilement accessible directement avec des photons.
Pour suivre en quasi continu une grande population de pulsars, les astronomes utilisent un autre réseau, de radiotélescopes, pour enregistrer les pulsations radio de chaque pulsar du réseau. Aujourd'hui la collaboration IPTA regroupe des astrophysiciens australiens, canadiens, français, anglais, allemands, italiens, hollandais, sud-africains, indiens, chinois, et bien sûr américains, avec 13 radiotélescopes répartis sur tous les continents. Mais la National Science Foundation américaine vient de voir son budget drastiquement réduit, ce qui jette une grosse incertitude sur l'exploitation future des radiotélescopes d'Arecibo et de Green Bank qui sont des pièces importantes de l'IPTA.
La première détection de ce type de réseau sera ce qu'on appelle le bruit de fond stochastique d'ondes gravitationnelles. Il s'agit du signal cumulé provenant de dizaines de milliers de couples de trous noirs supermassifs distribués un peu partout dans l'Univers. Ce signal stochastique, grâce à son amplitude et à son indice spectral, pourra fournir des informations précieuses sur l'histoire générale des fusions de galaxies, remontant jusqu'à des temps très anciens, une information très difficilement accessible directement avec des photons.
Pour le moment, les équipes qui se sont lancées dans cette traque en exploitant des réseaux de pulsars n'ont pas encore détecté le bruit de fond stochastique (ça se saurait!), mais ils améliorent tous les ans sa limite supérieure. La limite supérieure qui est fixée sur le niveau de ce bruit de fond en n'ayant rien détecté de significatif descend ainsi tous les ans. Viendra un moment où le bruit de fond apparaîtra lentement, son signal sortant de plus en plus du bruit, la limite supérieure ne descendant plus. Mais le processus durera encore des années jusqu'à ce que la signifiance statistique atteigne une valeur de plus de 3σ ou 5σ pour annoncer la découverte.
Après avoir détecté le bruit de fond stochastique, IPTA pourra détecter des sources d'ondes gravitationnelles discrètes, parmi elles les couples de trous noirs les plus massifs qui existent parmi les trous noirs supermassifs.
L'astronomie gravitationnelle sous ses différentes formes va ouvrir une fenêtre inédite sur l'Univers. Les réseaux de pulsars ont l'énorme avantage vis à vis des interféromètres de ne pas avoir besoin de construire des détecteurs spécifiques, des radiotélescopes classiques étant suffisants, mais il leur faut du temps...
Source
Pulsar timing for gravitational wave detection
Andrea N. Lommen
Nature Astronomy (1 december 2017)
http://dx.doi.org/10.1038/s41550-017-0324-9
Illustrations
1) Comparaison de la sensibilité des différentes méthodes de détection d'ondes gravitationnelles : tension caractéristique en fonction de la fréquence (Christopher Moore, Robert Cole and Christopher Berry, the Gravitational Wave Group at the Institute of Astronomy, University of Cambridge) http://rhcole.com/apps/GWplotter/
2) Échantillon de radiotélescopes participant au réseau IPTA (International Pulsar Timing Array).
08/12/17
Découverte du premier quasar situé avant la réionisation complète de l’Univers, 690 millions d’années après le Big Bang
Ce
n’est pas une observation anodine que viennent de reporter une équipe
d’astrophysiciens américains, européens et chinois dans la revue Nature :
un quasar montrant par ses caractéristiques spectrales (et pour la première
fois) qu’il se trouve dans l’Univers en cours de réionisation, à 690 millions
d’années après le Big Bang. Ce quasar puise son énergie dans un trou noir
supermassif de 800 millions de masses solaires, ce qui remet encore en question
les processus de croissance de ces trous noirs.
07/12/17
Des galaxies formant énormément d'étoiles, moins de 800 millions d'années après le Big Bang
L’observation de la croissance des premières galaxies qui a lieu entre 500 millions et 1 milliards d’années après le Big Bang est un véritable challenge pour les astrophysiciens, qui doivent pour cela utiliser des instruments très sensibles pour atteindre de très faibles luminosités et en même temps devant couvrir de grands champs, pour espérer en capturer de rares specimens. Une telle observation vient d’être effectuée par des astronomes américains, européens et chiliens, et a permis de trouver un couple de galaxies situées 777 millions d’années seulement après le Big Bang, des galaxies déjà très massives, et qui sont en train de former un nombre ahurissant d’étoiles.
06/12/17
Géminides 2017 : superbe pluie d'étoiles filantes en perspective
La nuit du 13 au 14 décembre prochain verra le pic d'activité de la pluie d'étoiles filantes des Géminides. Cette année, contrairement à l'année dernière, la situation sera idéale, avec une absence quasi-totale de Lune et un radiant très proche du zénith en milieu de nuit. Un taux de 80 par heure, plus d'un météore par minute, pourrait être observé!
04/12/17
Découverte d'un couple de trous noirs supermassifs caché derrière Andromède
Après observation attentive d'une étoile paraissant un peu bizarre, située dans la galaxie d'Andromède, des astrophysiciens viennent de montrer que ce n'est pas du tout une étoile mais un couple de trous noirs supermassifs situé très loin en arrière plan d'Andromède. Ce couple formerait le système binaire de trous noirs supermassifs le plus resserré observé à ce jour...
02/12/17
Nouvelle anomalie de flux de rayons cosmiques détectée par DAMPE
Ça commence à s'exciter dans la communauté de la physique des astroparticules, à cause d'une anomalie mesurée par le détecteur orbital chinois DAMPE. Ses premières données de flux d'électrons et positrons viennent d'être publiées dans Nature. Outre la confirmation d'une forme de spectre anormale, c'est un point du graphe, situé à 1400 GeV, qui intrigue nombre de chercheurs. Cet excès d'électrons et de positrons pourrait être un signe indirect de matière noire.
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