Des télescopes réinventés pourraient combler le vide laissé par l’effondrement d’Arecibo – Technoguide

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

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

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 effectuer des levés du ciel complet, tandis que les télescopes terrestres sont capables de passer des années à accumuler beaucoup de données sur de petites parcelles. Le réseau BICEP / Keck a été conçu comme le détecteur le plus sensible au monde de la polarisation des éléments du ciel de taille moyenne à grande. Depuis l’Antarctique, le réseau recherche de petites zones de la rémanence du Big Bang à la recherche d’ondes gravitationnelles primordiales.

Cyndia Yu, étudiante diplômée à l’Université de Stanford, et l’équipe BICEP / Keck explorent la possibilité que les mêmes télescopes puissent augmenter la longueur de leurs scans – et ainsi capturer des zones beaucoup plus grandes.

“Nous apprécions de plus en plus la promesse de s’éloigner de la détection de signaux extrêmement faibles sur une petite zone, pour rechercher des caractéristiques sur une zone de ciel plus grande”, a déclaré Yu.

L’approche non conventionnelle a donné des premiers résultats prometteurs. Yu partagera les performances initiales des analyses d’essai et prévoira 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 que nous ayons de faire plus de mesures à partir de programmes au sol est très excitante», a-t-elle déclaré.

Attraper le sillage des trous noirs supermassifs

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

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

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

DeCesar et l’Observatoire nord-américain Nanohertz pour les ondes gravitationnelles ont analysé plus d’une douzaine d’années de données sur les pulsars.

Ils ont récemment signalé un signal qui pourrait être le premier indice 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 produites à partir de nombreux systèmes à double trou noir, dont chacun finira par fusionner pour former des trous noirs uniques encore plus grands.

Arecibo a joué un rôle crucial dans les observations NANOGrav. Son effondrement en décembre a porté un coup dur à la collaboration, mais grâce à des observations accrues à Green Bank et dans d’autres installations, NANOGrav est toujours en bonne voie pour détecter les ondes gravitationnelles avec plusieurs années de données supplémentaires. 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 sur les ondes gravitationnelles.

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