La NASA recherche des rayons gamma dans l’espace lointain avec une nouvelle mission de ballon à haute altitude
En août, la NASA prévoit de déployer un ballon à haute altitude pour rechercher des rayons gamma, ou des longueurs d’onde à haute énergie produites par certaines des explosions les plus puissantes de notre univers. Et la semaine dernière, l’agence a fourni une mise à jour de la mission.
Le nouveau gadget, connu sous le nom de ComPair, a été officiellement expédié sur son site de lancement au Nouveau-Mexique en vue du décollage le mois prochain.
Si tout se passe bien le grand jour, le ComPair sera assis à environ 133 000 pieds (40 000 mètres) au-dessus du sol, soit environ quatre fois l’altitude de croisière d’un avion de ligne commercial, selon la NASA. Une fois en place, nous espérons qu’il permettra de tester des technologies clés conçues pour capturer les signaux de rayons gamma riches en informations voyageant dans l’espace.
En termes simples, les rayons gamma sont des formes d’onde invisibles générées par certaines des entités cosmiques les plus extrêmes et des scénarios interstellaires que vous puissiez imaginer. Ils proviennent souvent de Étoiles à neutronspar exemple, les corps stellaires sont très denses, une cuillère à soupe d’un équivaut à quelque chose comme Poids du mont Everest. Ils peuvent également être trouvés dans des régions de l’espace qui contiennent des trous noirs, des pulsars et même des supernovae. La découverte de ces rayons pourrait donc aider les scientifiques à dater les choses étranges et intenses qu’ils crachent.
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En fin de compte, comprendre à quoi ressemble l’espace près de ces mystères pourrait conduire à de nouveaux types de physique, étant donné que les rayons gamma se trouvent dans des arènes qui peuvent servir de sorte de laboratoire spatial. Par exemple, de nombreux experts s’amusent Testez si la théorie de la relativité généralequi a beaucoup à voir avec l’attraction gravitationnelle, est toujours forte près de choses comme les étoiles à neutrons qui ont des champs gravitationnels incroyablement forts par rapport aux objets de notre système solaire.
D’une manière ou d’une autre, en regardant les étoiles, les humains peuvent vivre des expériences qu’il serait impossible d’évoquer sur notre propre planète.
Il est vrai que les rayons gamma peuvent être trouvés sur Terre, comme dans la foudre, mais avec ComPair, la NASA veut détecter ces ondes avec des énergies spécifiques comprises entre 200 000 et 20 MeV. L’agence affirme que ce niveau d’énergie des rayons gamma est généralement associé à des choses comme les explosions cosmiques, les trous noirs supermassifs et ce que l’on appelle les sursauts de rayons gamma. Essentiellement, les sursauts gamma font référence à ce que de nombreux experts considèrent comme les explosions les plus puissantes et les plus brillantes de notre univers, qui se produiraient lors de la formation des trous noirs eux-mêmes.
« La gamme d’énergie des rayons gamma que nous ciblons avec ComPair n’est pas bien couverte par les observatoires actuels », a déclaré Caroline Kerans, chercheuse principale de l’instrument chez Goddard, il a dit dans un communiqué. « Nous espérons qu’après un vol d’essai de ballon réussi, les futures versions des technologies seront utilisées dans les missions spatiales. »
L’un de ces observatoires, souligne Kerans, est le télescope spatial Fermi Gamma-Ray de la NASA. Bien que, contrairement à ComPair, Fermi fait de la lumière Dans la gamme d’énergie comprise entre 8 000 et plus de 300 milliards d’électron-volts – une gamme beaucoup plus large que le prochain traqueur de rayons gamma de l’agence.
Selon le récent communiqué de presse, Fermi est en fait la façon dont l’équipe a décodé la meilleure plage de recherche de rayons gamma de ComPair en premier lieu.
Le mécanisme de ComPair réside dans son nom.
« Com » est l’abréviation de diffusion Compton et « Pair » est l’abréviation de production de paires. La diffusion Compton et la production de paires sont les principales méthodes d’identification et de mesure des rayons gamma.
Quelque chose de petit, Compton prose Il fait référence à la façon dont, lorsqu’une particule lumineuse à haute énergie appelée photon entre en collision avec une autre particule, telle qu’un électron, le photon transfère une partie de l’énergie à toute autre particule avec laquelle il entre en collision. Étant donné que les rayons gamma sont une forme de lumière – ils sont invisibles à l’œil humain – on s’attend à ce que cela se produise parfois lorsque les rayons traversent le tissu de l’espace.
D’autre part, la production de paires fait référence à un événement de rayons gamma qui frôle le noyau d’un atome, transformant le rayon gamma lui-même en une paire de particules. Une partie de la paire résultante sera un électron et l’autre sera un positon, que vous pouvez considérer comme un électron d’antimatière. C’est juste que, contrairement à un électron, un positron a une charge positive.
Pour cette raison, les positrons sont parfois appelés antiélectrons – et oui, il y a aussi des antiprotons.
Pour en revenir à ComPair, il y a quatre composants sur l’appareil qui devraient fonctionner ensemble pour détecter les rayons gamma entrants. Ils décoderont essentiellement si l’un de ces deux processus mentionnés s’est produit, ainsi que mesureront différents aspects du même signal.
Tout d’abord, la NASA explique que ComPair est équipé d’un instrument avec 10 couches de détecteurs au silicium qui peuvent déterminer l’emplacement général des rayons gamma entrants. Ensuite, il y a aussi un thermomètre à haute résolution qui peut mesurer les rayons gamma qui ont subi la diffusion Compton et un autre calorimètre qui peut mesurer ceux associés à la production de paires.
Enfin, il y a quelque chose qui s’appelle un détecteur anti-obus. Fondamentalement, un détecteur anti-collision peut distinguer si le signal entrant provient d’un rayon gamma ou d’un autre type de faisceau de particules à haute énergie connu sous le nom de rayons cosmiques. Dans ce dernier cas, le détecteur peut indiquer aux autres outils de ComPair d’ignorer le signal. Sinon, il y aura confusion dans les données et peut-être une certaine confusion quant à ce que nous examinons.
Mais pour l’instant, la prochaine étape du voyage de ComPair consiste simplement à voler dans le vide. Jusqu’en août, ComPair.
