Astronomia multimessage

Astronomia multi-mesager este astronomie bazată pe înregistrarea și interpretarea simultană a diferitelor semnale din spațiu. Cele patru semnale mesager sunt: radiații electromagnetice , unde gravitaționale , radiații cosmice și particule, inclusiv neutrini , precum și electroni, protoni, neutroni, printre altele. Acestea sunt create de diferite procese astrofizice și permit dobândirea de informații diferite despre sursele în care apar.

Principalele surse multi-mesager din afara heliosferei sunt așteptate să fie perechi binare de găuri negre și stele de neutroni, superne, stele neregulate de neutroni, explozii de raze gamma, nuclei galactici activi și jeturi relativiste. Soarele este o importantă sursă multi-messenger, care trimite constant fotoni de lumină și neutrini, dar și multe particule energetice în timpul erupțiilor solare.

De asemenea, poate fi util să detectați un mesager și să nu detectați altul.

Unele fenomene sunt mai ușor de observat prin intermediul unui mesager sau altul, astfel încât se suspectează că blazarele precum TXS0506 + 056 (care ar reprezenta aproximativ 5% din toate blazarele) sunt mai ușor de observat de către neutrini emiși numai de emisiile de raze gamma.

Rețele

Rețeaua de observare astrofizică multi-mesagerie (AMON), creată în 2013, este un proiect ambițios destinat să faciliteze schimbul de observații preliminare și să încurajeze căutarea de evenimente astrofizice la limita zgomotului care nu sunt perceptibile de către un instrument. Are sediul la Universitatea de Stat din Pennsylvania.

Repere

• Anii 1940 : razele cosmice sunt identificate ca provenind din rachete solare .
• 1987 : Supernova SN 1987A , care este detectată mai întâi cu un telescop optic, a emis și neutrini detectați de observatoarele de neutrini Kamiokande-II, CSI și Baksan.
• În august 2017 : o coliziune de stele de neutroni care a avut loc în galaxia NGC 4993 dă naștere semnalului unde gravitaționale GW170817 , care a fost observat prin colaborarea LIGO / Fecioară . După 1,7 secunde, explozia de raze gamma BSG 170817A a fost observată de telescopul spațial Fermi Gamma-ray și INTEGRALE , iar omologul său optic SSS17a a fost detectat 11 ore mai târziu la Observatorul Las Campanas . Această observație a fost completată de alte observații în optică de către telescopul spațial Hubble și sondajul energiei întunecate, în raze ultraviolete și de misiunea Swift Gamma-Ray Burst , în raze X de Observatorul de raze X Chandra și în radio de Karl G. Jansky matrice foarte mare . Acesta a fost primul exemplu de detectare simultană a unui eveniment gravitațional și a semnalelor electromagnetice, marcând astfel un avans semnificativ în astronomia multi-mesager. Absența observațiilor neutrino este atribuită poziției puternice în afara axei jeturilor. La 9 decembrie 2017, astronomii au raportat o creștere a emisiilor de raze X de la GW170817 / BSG 170817A / SSS17a.
• Septembrie 2017 : pe 22 septembrie, emisia de neutrini cu energie foarte mare (> 100 TeV) IceCube-170922A a fost înregistrată de colaborarea IceCube . Au fost anunțate detectări ale razelor gamma peste 100  MeV de Fermi-LAT și peste 100  GeV de MAGIC de către sursa blazar TXS 0506 + 056 , compatibilă în poziție cu semnalul IceCube. Semnalul este compatibil cu accelerarea energiei ultra-ridicate a protonilor din jeturile blazar, producând pioni neutri care se descompun în raze gamma și pioni încărcați care se descompun în neutrini.
• Martie 2019  : un studiu propune studierea fuziunii stelelor de neutroni prin intermediul fotonilor cu o energie de 511  keV (rezultată din întâlnirea dintre electron și pozitron ), fenomen deja observabil datorită undelor gravitaționale.

Referințe

1. Imre Bartos și Marek Kowalski , Multimessenger Astronomy , IOP Publishing,2017( DOI  10.1088 / 978-0-7503-1369-8 )
2. Anna Franckowiak , „  Multimessenger Astronomy with Neutrinos  ” , Journal of Physics: Conference Series , vol.  888, nr .  012009,2017( DOI  10.1088 / 1742-6596 / 888/1/012009 )
3. Marica Branchesi , „  Astronomia multi-mesager: unde gravitaționale, neutrini, fotoni și raze cosmice  ”, Journal of Physics: Conference Series , vol.  718, nr .  022004,2016( DOI  10.1088 / 1742-6596 / 718/2/022004 )
4. J. Abadie , „  Implicații pentru originile GRB 051103 din observațiile LIGO  ”, The Astrophysical Journal , vol.  755, nr .  1,2012( DOI  10.1088 / 0004-637X / 755/1/2 )
5. (în) Francis Halzen Ali Kheirandish, Thomas P. Weisgarber și Scott Wakely, „  On the Neutrino Flares from the Directorate of TXS 0506 + 056  ” , The Astrophysical Journal Letters , voi.  874, nr .  1,26 martie 2019( citește online ).
6. Pagina principală AMON
7. MWE Smith și colab. , „  Rețeaua de observator astrofizic multimessenger (AMON)  ”, fizica astroparticulelor , vol.  45,Mai 2013, p.  56–70 ( DOI  10.1016 / j.astropartphys.2013.03.003 , citiți online )
8. Maurizio Spurio , Particles and Astrophysics: A Multi-Messenger Approach , Springer,2015, 491  p. ( ISBN  978-3-319-08050-5 , DOI  10.1007 / 978-3-319-08051-2 ) , p.  46
9. Elizabeth Landau , Felicia Chou , Dewayne Washington și Molly Porter , „  Misiunile NASA captează prima lumină dintr-un eveniment cu val gravitațional  ”, NASA ,16 octombrie 2017( citiți online , consultat la 17 octombrie 2017 )
10. (în) A. Albert "  Căutați neutrini cu energie ridicată din fuziunea binară a stelelor de neutroni cu GW170817 ANTARES, IceCube și Observatorul Pierre Auger  ," {{{year}}}.
11. Daryl Haggard , John J. Ruan , Melania Nynka , Vicky Kalogera și Phil Evans , „  LIGO / Virgo GW170817: Brightening X-ray Emission from GW170817 / GRB170817A / SSS17a - ATel # 11041  ”, The Astronomer's Telegram ,9 decembrie 2017( citiți online , consultat la 9 decembrie 2017 )
12. R. Margutti , W. Fong , T. Eftekharl , E. Alexander și R. Chornock , „  LIGO / Virgo GW170817: Chandra X-ray brightening of the homolog 108 zile de la fuziune - ATel # 11037  ”, The Astronomer's Telegram ,7 decembrie 2017( citiți online , consultat la 9 decembrie 2017 )
13. https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/gcn3/21916.gcn3
14. http://www.astronomerstelegram.org/?read=10791
15. http://www.astronomerstelegram.org/?read=10817
16. Alessandro De Angelis și Mario Pimenta , Introducere în fizica particulelor și astroparticulelor: astronomie multimessenger și fundamentele sale pentru fizica particulelor, ediția a doua , Springer,2018
17. (în) Francis Halzen Ali Kheirandish, Thomas P. Weisgarber și Scott Wakely, „  On the Neutrino Flares from the Directorate of TXS 0506 + 056  ” , The Astrophysical Journal Letters , voi.  874, nr .  1,26 martie 2019( citește online ).
18. (în) George Fuller, Alexander Kusenko David Radice și Volodymyr Takhistov, „  Tomography and 511 keV Radiation as Tracers of Recent Mergers Binary Neutron Star  ” , Physical Review Letters , vol.  122,29 martie 2019( citește online ).

linkuri externe

• „Astronomia multi-mesager, traversează sursele” , Metoda științifică , France Culture, 25 noiembrie 2020.