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Mesurer les tailles des étoiles lointaines

Les scientifiques utilisent l'interférométrie d'intensité pour mesurer la taille des étoiles avec des télescopes avancés.

Naomi Vogel, Andreas Zmija, Frederik Wohlleben, Gisela Anton, Alison Mitchell, Adrian Zink, Stefan Funk

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As-tu déjà pensé à comment on peut Mesurer la taille des étoiles qui sont à des années-lumière d'ici ? Eh bien, les scientifiques ont trouvé un truc malin appelé l'interférométrie d'intensité. Cette méthode fait des vagues dans le domaine de l'astronomie et a récemment été appliquée à Des télescopes impressionnants comme H.E.S.S., MAGIC et VERITAS. Ces noms stylés sonnent comme s'ils sortaient d'un film de super-héros, mais ce sont en fait des télescopes puissants conçus pour observer des phénomènes cosmiques.

Cet article va te faire vivre un voyage passionnant sur comment les scientifiques ont utilisé l'interférométrie d'intensité pour mesurer la taille des étoiles. Plongeons dans les détails sans se noyer dans des termes complexes !

Les bases de l'interférométrie d'intensité

L'interférométrie d'intensité, c'est pas une idée nouvelle. Ça a été utilisé pour la première fois dans les années 60 par deux types malins, Robert Brown et Richard Q. Twiss. Ils ont créé un appareil appelé l'Interféromètre d'Intensité Stellaire de Narrabri, qui a réussi à mesurer la taille de plusieurs étoiles. Cependant, cette technique a été mise de côté un moment parce que la technologie n'était pas à la hauteur des exigences de cette méthode.

Avance rapide de quelques décennies, et nous voilà ! Grâce aux avancées technologiques, l'interférométrie d'intensité a refait surface et est utilisée pour mesurer les étoiles avec une précision impressionnante. Cette technique nous permet de mesurer la lumière des étoiles à l'aide de télescopes séparés, en profitant de la façon dont les ondes lumineuses se comportent quand elles sont en phase.

Comment ça marche

Imagine que tu es à un concert et que tu entends ta chanson préférée. Si tu fermes les yeux et écoutes attentivement, tu peux entendre les sons venant de tous les côtés. La même idée s'applique ici. Quand les ondes lumineuses d'une étoile voyagent vers deux télescopes différents, elles peuvent être combinées pour créer un motif qui aide les scientifiques à déterminer les caractéristiques de l'étoile.

Le truc, c'est d'observer comment les ondes lumineuses d'une étoile interagissent entre elles. En mesurant l'intensité de ces ondes lumineuses, les scientifiques peuvent déterminer la taille de l'étoile, même à de vastes distances. C'est comme assembler un puzzle, où chaque pièce te donne une image plus claire de l'ensemble.

La campagne actuelle

En 2022, les scientifiques ont essayé pour la première fois l'interférométrie d'intensité avec les télescopes H.E.S.S. situés en Namibie. C'était comme un voyage de camping, mais au lieu de faire griller des guimauves, ils étaient armés d'équipements high-tech pour mesurer les tailles des étoiles. Ils ont connu un certain succès, mesurant le diamètre angulaire de deux étoiles.

Mais ils en voulaient plus ! Du coup, en 2023, ils ont amélioré leur installation pour une deuxième campagne. Cette fois, ils visaient à effectuer des mesures simultanées dans deux couleurs de lumière différentes. C'est comme essayer de capturer un arc-en-ciel tout en s'assurant de ne manquer aucune couleur !

Nouvelle configuration améliorée

La campagne de 2023 a introduit un troisième télescope dans l'équipe, permettant de collecter encore plus de Données. Chaque télescope avait des filtres supplémentaires pour se concentrer sur deux longueurs d'onde de lumière différentes. Ça veut dire qu'ils pouvaient recueillir des infos sur les étoiles en utilisant différentes couleurs, ajoutant une couche de détail à leurs mesures.

Avant que la campagne ne commence, les scientifiques ont dû préparer tout ça méticuleusement. Cela incluait beaucoup d'ajustements et de calibrations, s'assurant que l'équipement fonctionne parfaitement lors de la nuit d'observation. C'est comme essayer de faire un soufflé – un mauvais mouvement peut ruiner le tout !

Ciblage des étoiles

Pendant la campagne, les scientifiques ont braqué leur attention sur quatre étoiles : Mimosa, Eta Centauri, Nunki et Dschubba. Ces étoiles ont été choisies en fonction de leur luminosité et de leur observabilité. Pense à ça comme choisir les meilleurs joueurs pour ton équipe de foot fantasy !

L'équipe a suivi ces étoiles tandis qu'elles se déplaçaient dans le ciel, s'assurant de recueillir un maximum de données. Les mesures ont eu lieu à un moment où la lune était brillante, et les télescopes ne pouvaient pas observer les rayons gamma. Donc, au lieu de gâcher cette opportunité parfaite, ils ont tourné leur attention vers les étoiles !

Collecte et analyse des données

Une fois les mesures commencées, il s'agissait de rassembler des données et de les analyser. Chaque mesure a été soigneusement enregistrée, et les données ont été nettoyées pour garantir leur précision. Ce processus est vital parce que, sans données précises, les résultats seraient aussi utiles qu'une théière en chocolat.

Après la collecte des données, les scientifiques ont enfin pu examiner les résultats. Ils voulaient comprendre les tailles angulaires des étoiles qu'ils avaient observées, en utilisant à la fois des modèles simples et plus complexes pour les analyser. C'était comme comparer une tarte aux pommes à un gâteau au chocolat à cinq couches – les deux sont délicieux, mais ils nécessitent des recettes différentes !

Résultats des observations

Quand tout s'est calmé, les scientifiques ont eu des découvertes excitantes. Les mesures ont montré que les tailles de certaines étoiles variaient en fonction des longueurs d'onde de lumière utilisées. En termes simples, les mesures étaient conformes à ce qu'ils espéraient trouver, mais certaines étoiles avaient une surprise – leur taille changeait selon la couleur de la lumière !

Par exemple, Mimosa et Eta Centauri avaient des résultats similaires pour les deux couleurs, c'était comme comparer deux meilleurs amis qui portent des tenues assorties. Mais pour des étoiles comme Nunki et Dschubba, les différences étaient significatives. Cela a conduit à des moments de perplexité alors que les scientifiques essayaient de comprendre pourquoi ces étoiles ne se comportaient pas comme leurs homologues.

Relever des défis

Les scientifiques ont rencontré quelques défis en cours de route. Un obstacle notable était le problème de désalignement des télescopes. Parfois, les télescopes ne pointaient pas précisément vers les étoiles. C'est comme essayer de prendre un selfie avec tes amis sans avoir tous les visages dans le cadre.

Pour y remédier, l'équipe a fait des ajustements pendant les mesures, s'assurant de capturer l'équivalent photonic du "bon côté" de leurs sujets. Bien que cela ait nécessité un travail d'équipe et une réflexion rapide, ils ont réussi à collecter les données nécessaires pour continuer leur analyse.

Regard vers l'avenir

Les scientifiques sont excités pour l'avenir. Ils prévoient d'équiper les quatre télescopes H.E.S.S. de cette configuration high-tech, permettant d'obtenir des mesures encore meilleures. Ça veut dire qu'ils pourront créer une carte plus détaillée des étoiles qu'ils observent, capturant même les plus faibles.

Ils veulent aussi s'attaquer à des étoiles plus faibles et à des systèmes d'étoiles binaires. C'est comme passer de jouer dans la ligue locale à rejoindre une équipe professionnelle – c'est un grand saut qui promet des résultats palpitants !

Conclusion

Pour résumer, la campagne d'interférométrie d'intensité de 2023 a été un succès, montrant comment la technologie avancée des télescopes peut aider à mesurer la taille des étoiles d'une manière qu'on n'aurait jamais cru possible. Les scientifiques ont réussi à confirmer leurs découvertes tout en découvrant de nouveaux mystères sur certaines étoiles se comportant de façon atypique.

Ce travail contribue non seulement à notre compréhension de l'univers, mais montre aussi comment deux couleurs de lumière peuvent aider à révéler des insights plus profonds. Malgré les défis rencontrés en cours de route, l'équipe est sortie victorieuse, prête à poursuivre leur aventure étoilée !

Alors, la prochaine fois que tu lèveras les yeux vers le ciel nocturne, souviens-toi qu'on ne se contente pas d'admirer des lumières scintillantes ; on regarde dans un monde de science, de technologie et d'émerveillement qui nous pousse à questionner et explorer l'univers bien au-delà de ce que nos yeux peuvent voir.

Source originale

Titre: Simultaneous Two Colour Intensity Interferometry with H.E.S.S

Résumé: In recent years, intensity interferometry has been successfully applied to the Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes H.E.S.S. , MAGIC, and VERITAS. All three telescope systems have proven the feasibility and capability of this method. After our first campaign in 2022, when two of the H.E.S.S. telescopes in Namibia were equipped with our external setup and the angular diameter of two stars was measured, our setup was upgraded for a second campaign in 2023, where the goal is to perform simultaneous two colour measurements. The second campaign not only involves a third equipped telescope, but also each mechanical setup now includes two interference filters at two different wavelengths (375 nm and 470 nm) with a broader bandwidth of 10 nm. This enables having simultaneous two colour measurements, which yields information about the star's physical size at different wavelengths. This is the first time that simultaneous dual-waveband intensity interferometry measurements are performed. The angular diameter results of the 4 stars, Mimosa (beta Cru), Eta Centauri (eta Cen), Nunki (sigma Sgr) and Dschubba (delta Sco), are reported, where the effects of limb darkening are also taken into account.

Auteurs: Naomi Vogel, Andreas Zmija, Frederik Wohlleben, Gisela Anton, Alison Mitchell, Adrian Zink, Stefan Funk

Dernière mise à jour: 2024-11-25 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.16471

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.16471

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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