Lake County News, Californie – Space News: La mission NuSTAR de la NASA célèbre 10 ans d’étude de l’univers des rayons X

Le télescope spatial NuSTAR de la NASA, illustré dans cette illustration, comporte deux composants principaux séparés par un mât de 30 pieds (10 mètres), parfois appelé flèche. La lumière est collectée à une extrémité du mât et est focalisée sur sa longueur avant d’atteindre les détecteurs à l’autre extrémité. Crédits : NASA/JPL-Caltech.

Après une décennie d’observation de certaines des régions les plus chaudes, les plus denses et les plus énergétiques de notre univers, ce petit mais puissant télescope spatial a encore plus à voir.

Le réseau de télescopes nucléaires spectroscopiques de la NASA, ou NuSTAR, fête ses 10 ans. Lancé le 13 juin 2012, ce télescope spatial détecte la lumière à rayons X à haute énergie et étudie certains des objets et processus les plus énergétiques de l’univers, des trous noirs dévorant la chaleur gaz aux restes radioactifs des étoiles explosées. Voici quelques-unes des façons dont NuSTAR nous a ouvert les yeux sur l’univers des rayons X au cours de la dernière décennie.

Voir des radiographies près de chez soi

Différentes couleurs de lumière visible ont différentes longueurs d’onde et différentes énergies ; De même, il existe une gamme de rayons X ou d’ondes lumineuses avec des énergies plus élevées que celles que les yeux humains peuvent détecter. NuSTAR détecte les rayons X à l’extrémité supérieure de la plage.

Il n’y a pas beaucoup d’objets dans notre système solaire qui émettent les rayons X que NuSTAR peut détecter, mais le Soleil le fait : ses rayons X à haute énergie proviennent de microflares, ou de petites rafales de particules et de lumière à sa surface. Les observations de NuSTAR contribuent à mieux comprendre la formation de plus grandes fusées éclairantes, qui peuvent causer des dommages aux astronautes et aux satellites.

Ces études pourraient également aider les scientifiques à expliquer pourquoi la région extérieure du Soleil, la couronne, est plusieurs fois plus chaude que sa surface. NuSTAR a également récemment observé des rayons X à haute énergie provenant de Jupiter, résolvant un mystère vieux de plusieurs décennies sur les raisons pour lesquelles ils n’ont pas été détectés dans le passé.

Les rayons X du Soleil – vus dans les observations vertes et bleues de NuSTAR de la NASA – proviennent de gaz chauffés à plus de 5,4 millions de degrés Fahrenheit (3 millions de degrés Celsius). Les données prises par le Solar Dynamics Observatory de la NASA, vues en orange, montrent un matériau d’environ 1,8 million de F (1 million de C). Crédits : NASA/JPL-Caltech/GSFC.

Illumination des trous noirs

Les trous noirs n’émettent pas de lumière, mais certains des plus grands que nous connaissons sont entourés de disques de gaz chaud qui brillent dans de nombreuses longueurs d’onde de lumière différentes. NuSTAR peut montrer aux scientifiques ce qui arrive au matériau le plus proche du trou noir, révélant comment les trous noirs produisent des éruptions lumineuses et des jets de gaz chaud qui s’étendent sur des milliers d’années-lumière dans l’espace.

La mission a mesuré les variations de température dans les vents des trous noirs qui influencent la formation d’étoiles dans le reste de la galaxie. Récemment, le télescope Event Horizon, ou EHT, a pris les toutes premières images directes des ombres des trous noirs, et NuSTAR a apporté son soutien.

Avec d’autres télescopes de la NASA, NuSTAR a surveillé les trous noirs pour les éruptions et les changements de luminosité qui influenceraient la capacité d’EHT à imager l’ombre projetée par eux.

L’une des plus grandes réalisations de NuSTAR dans ce domaine a été la première mesure sans ambiguïté du spin d’un trou noir, ce qu’elle a fait en collaboration avec l’Agence spatiale européenne, ou ESA, mission XMM-Newton.

Le spin est le degré auquel la gravité intense d’un trou noir déforme l’espace qui l’entoure, et la mesure a permis de confirmer certains aspects de la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein.

Trouver des trous noirs cachés

NuSTAR a identifié des dizaines de trous noirs cachés derrière d’épais nuages ​​de gaz et de poussière. La lumière visible ne peut généralement pas pénétrer ces nuages, mais la lumière à rayons X à haute énergie observée par NuSTAR le peut. Cela donne aux scientifiques une meilleure estimation du nombre total de trous noirs dans l’univers.

Ces dernières années, les scientifiques ont utilisé les données NuSTAR pour découvrir comment ces géants sont entourés de nuages ​​aussi épais, comment ce processus influence leur développement et comment l’obscurcissement est lié à l’impact d’un trou noir sur la galaxie environnante.

Cette illustration montre un trou noir entouré d’un disque d’accrétion constitué de gaz chaud, avec un jet s’étendant dans l’espace. Le télescope NuSTAR de la NASA a aidé à mesurer la distance parcourue par les particules dans ces jets avant qu’ils ne «s’allument» et ne deviennent des sources lumineuses brillantes, une distance également connue sous le nom de «zone d’accélération». Crédits : NASA/JPL-Caltech.

Révéler le pouvoir des étoiles “morts-vivants”

NuSTAR est une sorte de chasseur de zombies : il est habile à trouver les cadavres de morts-vivants des stars. Connues sous le nom d’étoiles à neutrons, ce sont des pépites denses de matière qui restent après qu’une étoile massive manque de carburant et s’effondre.

Bien que les étoiles à neutrons n’aient généralement que la taille d’une grande ville, elles sont si denses qu’une cuillère à café d’une pèserait environ un milliard de tonnes sur Terre. Leur densité, combinée à leurs champs magnétiques puissants, rend ces objets extrêmement énergétiques : Une étoile à neutrons située dans la galaxie M82 rayonne avec l’énergie de 10 millions de Soleils.

Sans NuSTAR, les scientifiques n’auraient pas découvert à quel point les étoiles à neutrons peuvent être énergétiques. Lorsque l’objet dans M82 a été découvert, les chercheurs pensaient que seul un trou noir pouvait générer autant de puissance à partir d’une si petite zone.

NuSTAR a pu confirmer la véritable identité de l’objet en détectant les pulsations de la rotation de l’étoile – et a depuis montré que bon nombre de ces sources de rayons X ultralumineuses, auparavant considérées comme des trous noirs, sont en fait des étoiles à neutrons. Connaître la quantité d’énergie qu’ils peuvent produire a aidé les scientifiques à mieux comprendre leurs propriétés physiques, qui ne ressemblent à rien de ce que l’on trouve dans notre système solaire.

Résoudre les mystères des supernovas

Au cours de leur vie, les étoiles sont pour la plupart sphériques, mais les observations de NuSTAR ont montré que lorsqu’elles explosent en supernovae, elles deviennent un désordre asymétrique.

Le télescope spatial a résolu un mystère majeur dans l’étude des supernovae en cartographiant la matière radioactive laissée par deux explosions stellaires, en traçant la forme des débris et en révélant dans les deux cas des écarts importants par rapport à une forme sphérique.

Grâce à la vision aux rayons X de NuSTAR, les astronomes ont maintenant des indices sur ce qui se passe dans un environnement qu’il serait presque impossible de sonder directement. Les observations de NuSTAR suggèrent que les régions internes d’une étoile sont extrêmement turbulentes au moment de la détonation.

En savoir plus sur la mission

NuSTAR a été lancé le 13 juin 2012. La chercheuse principale de la mission est Fiona Harrison, présidente de la division de physique, de mathématiques et d’astronomie de Caltech à Pasadena, en Californie.

Mission Small Explorer gérée par le Jet Propulsion Laboratory de l’agence en Californie du Sud pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington, NuSTAR a été développée en partenariat avec l’Université technique danoise, ou DTU, et l’Agence spatiale italienne, ou ASI.

L’optique du télescope a été construite par l’Université Columbia, le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et DTU.

Le vaisseau spatial a été construit par Orbital Sciences Corp. à Dulles, Virginie. Le centre des opérations de mission de NuSTAR se trouve à l’Université de Californie à Berkeley, et les archives de données officielles se trouvent au centre de recherche des archives scientifiques d’astrophysique à haute énergie de la NASA. ASI fournit la station au sol de la mission et une archive de données miroir. Caltech gère le JPL pour la NASA.

Pour plus d’informations sur NuSTAR, visitez www.nustar.caltech.edu.

NuSTAR est le premier télescope spatial capable de focaliser des rayons X de haute énergie. Cette affiche colorée a été réalisée pour célébrer le 10e anniversaire de la mission. Crédits : NASA/JPL-Caltech.

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