jackbauer 2

Le signal des premières étoiles détecté ?

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https://www.theguardian.com/science/2018/feb/28/cosmic-dawn-astronomers-detect-signals-from-first-stars-in-the-universe

 

Une avancée majeure en cosmologie réalisée grâce à un curieux observatoire en Australie (The Edges Antenna) ? L’étude est parue dans la dernière édition de Nature.

Selon les auteurs, les signaux des premières étoiles a été détecté à 180 millions d’années après le Big Bang ; Les premières explosions d’étoiles 250 millions d’années après le BB.

Des enseignements concernant la nature de la matière noire sont également à interpréter…

 

http://www.nature.com/articles/nature25792?sf183244859=1

 

« …of the proposed extensions to the standard model of cosmology and particle physics, only cooling of the gas as a result of interactions between dark matter and baryons seems to explain the observed amplitude3. The low-frequency edge of the observed profile indicates that stars existed and had produced a background of Lyman-α photons by 180 million years after the Big Bang…. »

Modifié par jackbauer 2
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Citation

C'est une grande première. Des astronomes ont réussi à détecter des signaux liés à l'apparition des premières étoiles, il y a 13,6 milliards d'années, selon une étude qui a suscité l'effervescence de la communauté scientifique, mercredi 28 février. 

C'est un petit radiotélescope installé en Australie, dont l'antenne a la largeur d'un réfrigérateur, qui est l'auteur de cet exploit inédit. La découverte, annoncée dans la revue Nature, est le fruit d'un travail entamé il y douze ans par l'équipe de l'astronome Judd Bowman, de l'Université d'Etat de l'Arizona (ASU). Elle demande encore à être confirmée par d'autres équipes et instruments plus puissants. 

La communauté des astrophysiciens a été surprise par l'intensité des signaux observés. Ils laissent en effet supposer que l'Univers s'est refroidi plus vite qu'on ne le pensait. Cela pourrait conduire à revoir les modèles cosmologiques, et peut-être mieux comprendre la mystérieuse matière noire - invisible pour les télescopes mais qui compose plus du quart de l'Univers.

La découverte "la plus importante" depuis la détection des ondes gravitationnelles

Pour Brian Schmidt, prix Nobel de physique 2011, cette détection "sera une découverte révolutionnaire si elle résiste au temps". "C'est la découverte astronomique la plus importante depuis la détection des ondes gravitationnelles en 2015", avance de son côté Karl Glazebrook, de l'Université de technologie Swinburne (Australie).

"Il faut rester très prudent pour le moment", tempère Benoit Semelin, de l'Observatoire de Paris. "Mais si l'observation est confirmée, c'est une découverte majeure car elle impliquera de changer les modèles sur la naissance de l'Univers", ajoute-t-il.

De nouveaux éléments sur la matière noire

L'étude dévoilée mercredi révèle également que le gaz dans l'Univers, au moment de l'apparition des premières étoiles, était beaucoup plus froid que prévu. Il aurait été de 3 degrés kelvin, soit -270°C.

Selon l'astrophysicien Rennan Barkana de l'université de Tel Aviv (Israël), qui signe une autre étude dans Nature, la matière ordinaire serait entrée en interaction avec la matière noire et lui aurait cédé progressivement de l'énergie.

La matière noire représente 26,8% de l'Univers. Ce dernier est composé également de matière ordinaire (4,9%) et d'énergie sombre (68,3%), selon les données du satellite Planck publiées en 2013.

France Info

 

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Ce petit machin de 2m dans sa plus grande dimension , Edges (pour Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature) vient-il de réaliser une des plus grandes avancées de ces dernières années, depuis la découverte des ondes gravitationnelles ?

 

Pas beaucoup de réactions sur le forum (moins rigolo que les ovnis ou machines d’Anticythère ??)

 

 

000aa.jpg

 

Pour bien comprendre la manip :

http://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2018/02/les-toutes-premieres-etoiles-de.html

 

Modifié par jackbauer 2
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il y a 35 minutes, jackbauer 2 a dit :

Pas beaucoup de

 

Si, si, au contraire. Merci pour l'info, c'est top !

Moins rigolo, mais beaucoup plus important.

 

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Pour celles et ceux que ça intéresse, on trouve facilement beaucoup de renseignements techniques, en faisant une recherche avec "The Edges Antenna" + "Judd D. Bowman".

 

 

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Pour ceux qui n'aiment pas trop lire, vous pouvez aussi écouter ces explications de Ça Se Passe Là-Haut  :

 

 

Modifié par Dr Eric Simon
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Je trouve ça assez dingue avec les moyens actuels !

Là, on a l'impression que les types ont bricolé un truc avec du treillis à béton, trois bouts de bois et du fil de fer :)

Et ils font une découverte primordiale ;)

AG

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Génial! y'a plus qu' à envoyer le treillis à béton dans l'espace pour vérifier que le signal observé n'est pas dû à une interférence avec le drone de YAB qui passait par là à ce moment là ... :D

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C'est quand même un peu plus élaboré qu'un treillis de béton, avec des années de mise au point, regardez quelques détails (vidéo du MIT, en anglais) : 

 

Modifié par Dr Eric Simon
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c'était ironique (enfin pour ma part). Le traitement du signal doit être vraiment velu ...

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C'est quand même de la science "bite et couteau", avec peu de moyens, pour une découverte fondamentale ! :o

Comme Fresnel découvrant des lois de l'optique avec des lentilles faites en miel déposé sur une lame, car il n'avait pas les moyens de se payer du verre...

Si c'est confirmé, c'est extraordinaire.

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Espérons que l’affaire des OG primordiales ne va pas se répéter. Les chercheurs ont patienté deux ans avant de publier d’après cet article sur le site de Libération :

 

http://www.liberation.fr/sciences/2018/03/01/on-a-retrouve-la-lumiere-des-premieres-etoiles_1633106

 

« …La tâche était délicate car «notre propre galaxie et la radio FM diffusée par les humains génèrent des ondes dans la même bande que le signal recherché, explique Nature, donc il a fallu soigneusement identifier et écarter ces puissantes sources pour repérer le signal recherché.» Une fois ces précautions prises, le «trou» dans les radiations était bien visible sur les relevés, approximativement à la fréquence où on l’attendait, et deux fois plus fort que prévu (soit une chute de 0,1% dans l’intensité des ondes). «La surprise était si forte que les chercheurs ont passé deux ans à vérifier qu’elle ne venait pas d’un défaut des instruments d’observation, ou d’un bruit de fond.» Une deuxième antenne a été construite, et les instruments ont travaillé ensemble pour observer différentes zones du ciel. «Après deux ans, on avait fini toutes les vérifications et on ne pouvait trouver aucune autre explication à cette chute d’intensité, raconte Judd Bowman. A ce moment, on a senti l’excitation monter.»

 

Un autre article sur le site du Figaro :

http://www.lefigaro.fr/sciences/2018/03/01/01008-20180301ARTFIG00327-l-empreinte-des-premieres-etoiles-de-l-univers-a-peut-etre-ete-detectee.php

Modifié par jackbauer 2

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Merci Eric, limpide comme d'habitude ;)

Tout à fait d'accord avec Kaptain sinon : une belle découverte avec "peu de moyens" (relativement à son importance)

A noter toutefois comme le soulève justement PascalD, que si le dispositif de capture semble minimaliste, les moyens de traitement doivent être costauds de leur côté !

L'apparence de "bricolage avec des bouts de ficelles" dissimule en fait un gros travail d'analyse sur les données brutes collectées, comme toujours à présent.

Extraire du brouhaha ambiant un signal significatif ne doit pas être de la tarte dans un environnement radio aussi pollué que sur Terre...

Chapeau à cette équipe, la méthode est remarquable, tout comme la précision du résultat obtenu.

Modifié par Alain MOREAU
message inbitial tronqué... bizarre : ma connexion pourrie ?

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Le fait qu'ils aient consolidé leur premier résultat pendant 2 ans avant de publier est plutôt réconfortant, et les referees de Nature d'habitude ne laissent pas passer des travaux bancals.

Ce n'était pas le cas de BICEP2 qui s'étaient précipités pour faire une conf de presse, on s'en souvient encore amèrement...

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C'est vraiment de la belle physique ! J'adore !!!

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Il y a 3 heures, Alain MOREAU a dit :

Extraire du brouhaha ambiant un signal significatif ne doit pas être de la tarte dans un environnement radio aussi pollué que sur Terre...

 

Magnifique !

Même si ils ont choisi un lieu désertique pour éviter trop de pollutions in-situ, il doit y avoir du boulot et un sacré "ménage" à  faire en effet..

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C'est quand même pratique cette matière noire pour dire qu'on ne sais pas trop  ce qui se passe sans trop que ça se voit -_-

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C'est une superbe observation, mais quelqu'un (PascalD, Doc Simon ?) peut nous rappeler quelle est la température du rayonnement de fond à z : 20 ? Il me semble que ça doit être entre 10 et 30 K, non ?

 

S

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Merci pour l'excellente vidéo Dr. Simon.

C'est vraiment intéressant de faire de telles découvertes avec du matériel si simple--je suis sûr ou au moins  je pense que l'analyse des informations était bien plus compliquée.

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Il y a 10 heures, Dr Eric Simon a dit :

à z=20, le rayonnement de fond est à T = 57,3 K (T=2,73 (1+z))

 

Merci Docteur. J'ai pas eu le temps de lire, ça veut dire que la population III se serait formée dans des nuages plus froid que le CMB ???

 

S

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C'est d'ailleurs pour ça que l'on peut observer ce signal d'absorption. Très vite, les premières étoiles réchauffent le gaz, et l'absorption de la raie à 21 cm disparaît (environ 100 millions d'années plus tard).  Je cite le papier de Bowman et al. au sujet des températures : 

"(...) The temperatures of the gas and the background radiation are coupled in the early Universe through Compton scattering. This coupling becomes ineffective in numerical models at z ≈ 150, after which primordial gas cools adiabatically. In the absence of stars or non-standard physics, the gas temperature is expected to be 9.3K at z= 20, falling to 5.4K at z= 15. The radiation temperature decreases more slowly owing to cosmological expansion, following T0(1+z) with T0= 2.725, and so is 57.2K and 43.6K at the same redshifts, respectively. The spin temperature is initially coupled to the gas temperature as the gas cools below the radiation temperature, but eventually the decreasing density of the gas is insufficient to maintain this coupling and the spin temperature returns to the radiation temperature. Over time, Lyman-α photons from early stars recouple the spin and gas temperatures11, leading to the detected signal. The onset of the observed absorption profile at z= 20 places this epoch at an age of 180million years, using the Planck 2015 cosmological parameters12. For the most extreme case, in which TS is fully coupled to TG, the gas and radiation temperatures calculated here yield a maximum absorption amplitude of 0.20K at z=20, which increases to 0.23K at z=15. The presence of stars should eventually halt the cooling of the gas and ultimately heat it, because stellar radiation deposits energy into the gas and Lyman-line cooling has been modelled to be very small for the expected stellar properties13. As early stars die, they are expected to leave behind stellar remnants, such as black holes and neutron stars. The accretion disks around these remnants should generate X-rays, further heating the gas. At some point, the gas is expected to become hotter than the background radiation temperature, ending the absorption signal. The z= 15 edge of the observed profile places this transition around 270million years after the Big Bang.(...)

 

La "température de spin" TS est définie comme, je copie-colle toujours :  "the relative population of the hyperfine energy levels. The spin temperature is affected by the absorption of microwave photons, which couples TS to TR, as well as by resonant scattering of Lyman-α photons and atomic collisions, both of which couple TS to the kinetic temperature of the gas TG."

 

Au lieu de trouver une absorption de 0,2K, les auteurs trouvent une valeur de 0,5 K, d'où la tension.

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il y a 13 minutes, Dr Eric Simon a dit :

Au lieu de trouver une absorption de 0,2K, les auteurs trouvent une valeur de 0,5 K, d'où la tension.

 

Cette conclusion peut-elle trouver une traduction "grand public"? :S

 

Ce forum étant un lieu de partage, et comme je me trouve parfois dans la situation d'un "savant" au milieu de "candides" (je n'aime pas dire "ignorants"), j'aimerais pouvoir partager cette information en des termes abordables et sans trop énoncer de bêtises.

 

Hormis au niveau de la chronologie de naissance des premières étoiles, si j'ai bien compris, cette belle découverte réalisée avec un sommier de matelas dans la cacophonie ambiante du vie interstellaire, est-elle de nature à faire évoluer fondamentalement nos conceptions de l'évolution de l'univers depuis le BB? 

 

Merci pour vos réponses! B|9_9

 

nb: je ne survalorise pas la stature des savants, mais leur témoigne un vrai grand respect, étant entendu, et les échanges sur ce forum le prouvent, qu' ils sont, comme tout un chacun, parfois des ignorants en certains domaines qui échappent à la stricte mesure sous la toise ou auxquels ils sont manifestement étrangers....;)

 

 

Amitiés

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