Au pouls des pulsars et de la lumière polaire


Au pouls des pulsars et de la lumière polaire

Le nocturne danse avec les aurors au-dessus du laboratoire du secteur sombre de la station Amundsen-Scott South Pole sur le sud géographique. À l’extrême droite de la plaque inférieure argentée se trouve le BICEP3, observé depuis 2016. La collaboration BICEP / Keck exploite un certain nombre de télescopes à petite ouverture, dont BICEP3, qui visent à trouver des signatures d’ondes gravitationnelles inflationnistes. Crédit photo: Robert Schwarz

Compte tenu de la perte tragique de l’observatoire d’Arecibo à Porto Rico et du coût souvent prohibitif des missions satellitaires, les astronomes recherchent des alternatives intelligentes pour continuer à répondre aux questions fondamentales de physique.

Lors d’une conférence de presse lors de la réunion APS d’avril 2021, ils dévoileront de nouvelles tactiques pour éclairer les ondes gravitationnelles et la matière noire dans les deux hémisphères.

Faire briller la plus ancienne lumière de l’univers sur la matière noire

Au pôle Sud, un ensemble puissant de télescopes pourrait ajouter une nouvelle fonction: étudier la nature de la matière noire et l’histoire des étoiles.

Seuls les satellites peuvent mesurer le ciel entier, tandis que les télescopes terrestres peuvent passer des années à collecter beaucoup de données dans de minuscules points. Le réseau BICEP / Keck a été développé comme le détecteur le plus sensible au monde pour la polarisation des caractéristiques célestes moyennes à grandes. Depuis l’Antarctique, le réseau recherche de petites zones de la rémanence du Big Bang à la recherche d’ondes gravitationnelles originales.

Cyndia Yu, doctorante à l’Université de Stanford, et l’équipe BICEP / Keck étudient la possibilité que les mêmes télescopes puissent étendre la longueur de leurs scans et couvrir ainsi des zones beaucoup plus grandes.

« Nous chérissons de plus en plus la promesse de s’éloigner de la détection de signaux extrêmement faibles dans une petite zone et de rechercher des caractéristiques dans un plus grand champ de ciel », a déclaré Yu.

L’approche non conventionnelle a produit des premiers résultats prometteurs. Yu partagera les performances initiales des analyses de test et prédira la sensibilité des télescopes aux cibles, y compris les candidats de matière noire de type axion et les annihilations de WIMP.

«Les missions satellitaires sont très rares et coûteuses, donc toute chance de faire plus de mesures avec des programmes au sol est très excitante», a-t-elle déclaré.

Attrapez la piste des trous noirs supermassifs

Dans l’hémisphère nord, des détecteurs de la taille d’une galaxie recherchent des ondes gravitationnelles à très basse fréquence provenant des plus grands trous noirs de l’univers.

Au pouls des pulsars et de la lumière polaire

Représentation représentative de la Terre noyée dans l’-temps (qui est déformée par les ondes gravitationnelles en arrière-plan) et de ses effets sur les signaux radio des pulsars observés. Crédit photo: Tonia Klein / NANOGrav

«À certains égards, ces réseaux sont similaires au détecteur LIGO», a déclaré Megan DeCesar, chercheur principal à l’Université George Mason, se référant à l’observatoire qui a détecté pour la première fois les ondes gravitationnelles d’autres types de petits trous noirs.

«Alors que LIGO utilise des lasers sur Terre, les matrices de synchronisation utilisent des rafales régulières d’ondes radio provenant de petites étoiles denses à rotation rapide appelées pulsars qui sont à des milliers d’années-lumière de la Terre», a-t-elle déclaré.

DeCesar et l’observatoire nord-américain des ondes gravitationnelles Nanohertz ont analysé les données des pulsars pendant plus d’une douzaine d’années.

Ils ont récemment signalé un signal qui pourrait être la première indication d’un fond d’onde gravitationnelle et qui était plus fort que prévu sur la base des données précédentes. S’il est confirmé qu’il s’agit d’un signal d’onde gravitationnelle, cela signifierait la découverte d’ondes gravitationnelles générées par de nombreux systèmes à double trou noir, dont chacun finira par fusionner en trous noirs individuels encore plus grands.

Arecibo a joué un rôle crucial dans les observations de NANOGrav. L’effondrement de décembre a été un coup dur pour la collaboration, mais grâce à des observations accrues à Green Bank et à d’autres institutions, NANOGrav est toujours en bonne voie pour capturer les ondes gravitationnelles avec plusieurs années de données. DeCesar discutera de la manière dont les télescopes actuels en Virginie occidentale, au Nouveau-Mexique et en Colombie-Britannique, ainsi que les futurs réseaux radio sensibles, permettront à NANOGrav d’atteindre ses objectifs scientifiques en matière d’ondes gravitationnelles.


Vidéo: un signal de l’au-delà


Plus d’information:
CMB E-Mode Science avec le programme BICEP / Keck (S09.8) meets.aps.org/Meeting/APR21/Session/S09.8

La recherche d’ondes gravitationnelles avec le NANOGrav Pulsar Timing Array (B01.1) rencontre.aps.org/Meeting/APR21/Session/B01.1

Fourni par l’American Physical Society

Citation: At the pulse of pulsars and polar light (2021, 16 avril) Récupéré le 17 avril 2021 sur https://phys.org/news/2021-04-pulse-pulsars-polar.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Sauf pour le commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

Laisser un commentaire