Informatique, Astronomie, Cosmologie, Astrophysique et Astrophotographie : Une exploration de l'univers à travers la technologie et la science

Quels sont les apports de l'informatique à l’astronomie et à ses différentes disciplines que sont l'astronomie observatoire, la cosmologie, l'astrophysique, la planétologie, l’astrobiologie, mais aussi à l'astrophotographie ?

Lisez ce document qui décrit comment l'informatique a révolutionné ces disciplines, en détaillant les technologies clés, les applications pratiques et les implications pour l'avenir.

Il a écrit par Jean-Pierre V. du Club d'Astronomie Les Pléiades de Dole... avec l'aide de ChatGPT.

Une étude remet en question la validité du modèle standard des éruptions solaires

Les éruptions solaires sont des événements extrêmement intenses qui se produisent dans l'atmosphère du Soleil et durent de quelques minutes à plusieurs heures. Selon le modèle standard des éruptions, l'énergie qui déclenche ces explosions est transportée par des électrons accélérés qui se précipitent de la région de reconnexion magnétique de la couronne vers la chromosphère.

Évolution temporelle de l'éruption en éventail observée à 171 Å par le SDO/AIA le 24 septembre 2014. (a) La phase initiale de l'éruption en éventail (Fig. 1 ) enregistrée à 17:48:11 UT. (b) L'éruption principale (rouge, cadre plus grand) et la source d'éclaircissement distante (bleu, cadre plus petit). (c) Image en différence courante pour mettre en évidence la présence d'un plasma éruptif. Crédit : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnras/stae1511 

Lorsque les électrons entrent en collision avec le plasma chromosphérique, ils déposent leur énergie dans le plasma, qui est alors chauffé et ionisé. Ils provoquent également un rayonnement intense dans plusieurs bandes du spectre électromagnétique. Les régions dans lesquelles l'énergie est déposée sont appelées « points de départ » des éruptions solaires, qui apparaissent normalement par paires connectées magnétiquement.

Une étude récente a cherché à tester la validité du modèle standard en comparant les résultats de simulations informatiques basées sur le modèle avec les données d'observation fournies par le télescope McMath-Pierce pendant l'éruption solaire SOL2014-09-24T17:50. L'étude s'est concentrée sur la mesure des décalages temporels entre les émissions infrarouges de deux sources chromosphériques appariées lors de l'éruption et est publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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Naissance des premières galaxies de l'univers observée pour la première fois

Grâce au télescope spatial James Webb, des chercheurs de l'Université de Copenhague sont devenus les premiers à observer la formation de trois des premières galaxies de l'univers, il y a plus de 13 milliards d'années.

Gaz qui s’accumule et s’accumule sur une mini-galaxie en cours de construction. Bien que ce soit ainsi que les galaxies se forment selon les théories et les simulations informatiques, cela n’a jamais été réellement observé. Crédit : NASA

Cette découverte sensationnelle apporte d'importantes connaissances sur l'univers et est maintenant publiée dans Science. Pour la première fois dans l'histoire de l'astronomie, des chercheurs de l'Institut Niels Bohr ont assisté à la naissance de trois des plus anciennes galaxies de l'univers, il y a entre 13,3 et 13,4 milliards d'années.

La découverte a été faite à l'aide du télescope spatial James Webb, qui a apporté ces premières « observations en direct » de galaxies formatrices jusqu'à nous, ici sur Terre. Grâce au télescope, les chercheurs ont pu observer les signaux provenant de grandes quantités de gaz qui s’accumulent et s’accumulent sur une mini-galaxie en cours de construction. Bien que ce soit ainsi que les galaxies se forment selon les théories et les simulations informatiques, cela n’a jamais été réellement observé.

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L'ESO affecté par un cyber-incident, l'ELT épargné

À partir du vendredi 17 mai, plusieurs services de réseau et de communication de l'ESO ont été arrêtés pour permettre le déploiement d'une importante mise à niveau logicielle. La mise à niveau est effectuée en réponse à un incident de cybersécurité.

Une vue plongeante sur l'ESO

Outre l'arrêt, l'atténuation de cette menace impliquait de limiter les communications concernant l'incident afin d'éviter de compromettre le plan de réponse en matière de cybersécurité de l'ESO. L'équipe informatique d'ESO travaille pour détecter et éliminer les logiciels malveillants de toutes les machines d'ESO, ainsi que pour enquêter sur l'attaque et ses conséquences. Les observations de l'ESO n'ont pas été affectées puisque les observatoires fonctionnent en grande partie sur des réseaux séparés.

La construction de l'ELT n’est pas affectée.

De nouvelles preuves trouvées pour la planète 9

Une petite équipe de planétologues du California Institute of Technology, de l'Université Côte d'Azur et du Southwest Research Institute rapporte de nouvelles preuves possibles de la planète 9.

Une comparaison des distributions orbitales des simulations à N corps incluant P9 (à gauche) et sans P9 (à droite). Les deux panneaux représentent la distance du périhélie par rapport au demi-grand axe des empreintes orbitales des TNO simulés avec i < 40 degrés. Les lignes de contour superposées représentent les distributions de densité, avec des couleurs plus vives indiquant des concentrations d'objets plus élevées. Alors que les panneaux eux-mêmes affichent des données brutes de simulation, les histogrammes le long des axes montrent une distribution de fréquence biaisée pour les distances du périhélie (verticales) et les demi-grands axes (horizontaux), en supposant une magnitude limite de V lim = 24. Crédit : arXiv (2024 ). DOI : 10.48550/arxiv.2404.11594

En 2015, deux astronomes de Caltech ont découvert plusieurs objets regroupés au-delà de l'orbite de Neptune, près des limites du système solaire. Ce regroupement, ont-ils théorisé, était dû à l’attraction gravitationnelle d’une planète inconnue, qui sera plus tard appelée Planète 9.

Depuis lors, les chercheurs ont trouvé davantage de preuves de l’existence de la planète, toutes circonstancielles. Dans ce nouvel article, l’équipe de recherche rapporte ce qu’elle décrit comme des preuves supplémentaires soutenant l’existence de la planète.

Le travail consistait à suivre les mouvements d'objets à longue période qui traversent l'orbite de Neptune et présentent des mouvements irréguliers au cours de leur voyage. Ils ont utilisé ces observations pour créer plusieurs simulations informatiques, chacune décrivant différents scénarios.

En plus de prendre en compte l'impact de l'attraction gravitationnelle de Neptune , l'équipe a également ajouté des données pour prendre en compte ce que l'on appelle désormais la marée galactique, une combinaison de forces exercées par les objets de la Voie lactée au-delà du système solaire.

L’équipe de recherche a découvert que l’explication la plus plausible du comportement des objets était l’interférence de la gravité exercée par une grande planète lointaine. Malheureusement, les simulations n’étaient pas du type qui permettrait à l’équipe de recherche d’identifier l’emplacement de la planète.

L’équipe reconnaît que d’autres forces pourraient être en jeu et pourraient expliquer le comportement qu’elles ont simulé, mais suggèrent qu’elles sont moins probables. Ils notent également que d'autres preuves seront disponibles puisque l'Observatoire Vera Rubin au Chili devrait commencer ses opérations l'année prochaine. Il sera équipé, notent-ils, pour rechercher de nouvelles manières la planète dans le cadre d’une évaluation rigoureuse de son existence.

Plus d'informations : Konstantin Batygin et al, Génération de TNO à faible inclinaison et traversant Neptune par Planet Nine, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2404.11594

Les scientifiques utilisent l’IA pour étudier la structure et le comportement des galaxies

Comme les galaxies ne peuvent pas être entièrement analysées par des observations astronomiques, les scienfifiques de l'Universite de Bayreuth utilisent des modèles mathématiques de galaxies fondés sur la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, qui décrit la gravité comme la courbure d'un espace-temps à quatre dimensions. Leur approche innovante utilise un réseau neuronal profond pour prédire rapidement la stabilité des modèles de galaxies.

Les réseaux de neurones sont de puissants modèles informatiques dont la structure s'inspire de celle du cerveau humain. Ils sont utilisés dans le domaine de l’intelligence artificielle pour détecter des structures complexes dans de grandes quantités de données. Le réseau neuronal peut prédire quels modèles de galaxies peuvent exister dans la réalité et lesquels ne le peuvent pas. Le réseau neuronal fournit une prédiction beaucoup plus rapide que les simulations numériques utilisées dans le passé. Cela signifie que les hypothèses astrophysiques avancées au cours des dernières décennies peuvent être vérifiées ou réfutées en quelques secondes.

Plus d'informations : Christopher Straub et al, EVStabilityNet : Prédire la stabilité des amas d'étoiles en relativité générale, Gravité classique et quantique (2024). DOI : 10.1088/1361-6382/ad228a

Fourni par l'Université de Bayreuth

Voyager 1 ne répond plus

Voyager 1 évolue dans l’espace depuis 46 ans avec son jumeau voyageur 2. Ce sont les deux engins spatiaux les plus anciens de l’histoire. Voyager 1 est la sonde la plus éloignée. Elle navigue à plus de 24 milliards de kilomètres de la Terre donc en dehors de notre système solaire.
Depuis quelques jours, la NASA ne reçoit plus les données scientifiques habituellement transmises par la sonde. À la place, les équipes reçoivent une sorte de message d'erreur, en langage binaire. Il s'agirait a priori d’un bug informatique de l’un des ordinateurs de bord. 

Lire l'article sur le site de FranceInfo

Cinq façons dont le calcul intensif de la NASA fait passer les missions du concept à la réalité

L'informatique haut de gamme de la NASA joue un rôle clé en faisant passer de nombreuses missions du concept à l'application dans le monde réel. 

De l'augmentation de la précision des prévisions météorologiques mondiales pour les organismes de prévision (comme la NOAA) pour avertir des tempêtes violentes, aux conceptions des futurs taxis aériens pour transporter les gens en toute sécurité autour des zones urbaines, aux tests de conception des parachutes pour l'atterrissage des engins spatiaux sur la Lune et sur d'autres planètes, nos supercalculateurs les ressources et les experts stimulent les progrès scientifiques et techniques au profit de l’humanité.

Lire l'article sur le site de la NASA (temporairement disponible ici en français) qui décrit cinq exemples :
1. Simulation de la sécurité des taxis aériens près du sol
2. Prédire les tempêtes les plus fortes dans un modèle informatique mondial
3. Protéger les capsules spatiales lors de l'entrée, de la descente et de l'atterrissage planétaires
4. Transformer et représenter les données des sciences de la Terre
5. Utilisation d’agents scientifiques embarqués autonomes pour l’exploration planétaire

Une exposition a lieu en ce moment qui met en lumières les apports des services informatiques haut de gamme de la NASA (à découvrir ici).

Consulter aussi le site de l'HEC de la NASA, traitant de nombreux sujets dont l'étude des changements climatiques...