L'Usine Supernova à proximité, une collaboration internationale d'astronomes et d'astrophysiciens, a annoncé que le SNIFS, le spectrographe de champ intégral Supernova, avait atteint la «première lumière» au petit matin du mardi 8 juin, lorsque le nouvel instrument a acquis sa première cible astronomique, une supernova de type Ia désignée SN 2004ca. Les supernovae de type Ia sont celles utilisées par les astronomes pour mesurer l'expansion de l'univers.
L'analyse des données initiales, ainsi qu'une observation séparée de la supernova SN 2004cr nouvellement découverte le dimanche 20 juin, confirment que SNIFS? tout en étant dans sa phase de mise en service? atteint ses objectifs de conception en tant que nouvel outil remarquable d'observation des supernovae.
Le SNIFS, qui a été récemment monté sur le télescope de 2,2 mètres de l'Université d'Hawaï au sommet de Mauna Kea sur l'île d'Hawaï, est un instrument innovant conçu pour suivre les particularités et les distances précises des supernovae de type Ia en obtenant simultanément plus de 200 spectres de chaque cible. , sa galaxie natale et le ciel nocturne à proximité.
Le SNIFS est un élément crucial de l’usine internationale à proximité Supernova (SNfactory), lancée au laboratoire national Lawrence Berkeley du Département de l’énergie. L'objectif de SNfactory est de trouver et d'étudier plus de 300 supernovae de type Ia à proximité afin de réduire les incertitudes concernant ces «bougies standard» astronomiques, dont la mesure a conduit à découvrir que le taux d'expansion de l'univers augmente.
«Une meilleure connaissance de ces objets extraordinairement brillants et remarquablement uniformes en fera des outils encore meilleurs pour mesurer le cosmos», explique l'astronome Greg Aldering de la division de physique de Berkeley Lab, qui dirige la collaboration SNfactory. "Les supernovae de type Ia sont la clé pour comprendre la mystérieuse énergie sombre qui fait que l'univers se dilate toujours plus rapidement."
Le corps de l'instrument SNIFS a été construit par les collaborateurs français de la SNfactory, membres du Laboratoire de Physique Nucléaire et de Haute Energies (LPNHE) à Paris, du Centre de Recherche Astronomique de Lyon (CRAL) et de l'Institut de Physique Nucl ? aire de Lyon (INPL), soutenu par l'Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (CNRS / IN2P3) et l'Institut National des Sciences de l'Univers (CNRS / INSU). Berkeley Lab, avec l'aide de l'Université de Yale, a développé les caméras utilisées pour détecter la lumière du SNIFS, tandis que l'Université de Chicago a développé des instruments pour surveiller les performances du SNIFS.
L'instrument SNIFS produit un spectre à chaque position dans une région de six par six secondes d'arc autour de la supernova cible, y compris sa galaxie d'origine et le ciel environnant, en utilisant une «unité de champ intégrée» composée d'un tableau de lentilles individuelles. La lumière est extraite du champ de vision du télescope par un petit prisme et dirigée vers des caméras CCD astronomiques de huit mégapixels sensibles au bleu ou au rouge. Ensemble, ces caméras collectent toute la lumière optique de chaque supernova.
Une caméra de photométrie séparée, fonctionnant en parallèle avec le spectrographe dans des conditions d'observation identiques, permet de corriger les spectres pour des variables telles que la fine couverture nuageuse. Une caméra de guidage maintient le spectrographe aligné avec précision sur la cible en mesurant la position d'une étoile de guidage dans le champ de vision plus large du télescope une fois par seconde, en ajustant l'objectif si nécessaire.
Transporté par avion à Hilo en mars et assemblé en état de marche au niveau de la mer, le SNIFS a été démonté, transporté au sommet de 4245 mètres (près de 14000 pieds) du Mauna Kea, et remonté sur le télescope de 2,2 mètres de l'Université d'Hawaï le 6 avril. .
«Au niveau de la mer, nous nous sommes assurés que tout était en ordre et nous avons également répété l'assemblée», explique Aldering. «Lorsque vous atteignez 14 000 pieds, les choses deviennent difficiles. Tout le monde porte une «liste stupide» afin de ne pas commencer à faire quelque chose et ensuite oublier ce que c'était. »
Deux mois d'ingénierie pour aligner et calibrer l'instrument sur le télescope ont précédé l'observation SNIFS de sa première nouvelle supernova de Type Ia, SN 2004ca, le 8 juin, dans la constellation du Cygne, le cygne. Cela a été suivi par l'observation de SN 2004cr dans la constellation Cepheus, le roi, le 20 juin. Les observations de routine des supernovae découvertes par SNfactory commenceront rapidement.
«Maintenant que le SNIFS fonctionne régulièrement», dit Aldering, «notre vie quotidienne a radicalement changé.» Après des années de planification et de réunions à distance, y compris des vidéoconférences mensuelles, «le niveau d'activité a augmenté? chaque jour, nous devons réagir instantanément à mesure que nos nouvelles données sur les supernovaes affluent. »
Un calendrier complet à venir
La stratégie SNfactory comprend deux «pipelines», le premier étant une recherche de supernova utilisant des levés automatisés du ciel à large champ. Les données sont fournies par l'appareil photo QUEST-II 160 mégapixels, construit par l'Université de Yale et l'Université d'Indiana et exploité au Palomar Observatory par le groupe QUEST-II, ainsi que par l'équipe de suivi des astéroïdes Near Earth du Jet Propulsion Laboratory et le California Institute of La technologie. Les données sont transmises par le High-Performance Research and Education Network au National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) de Berkeley Lab pour l'identification des candidats potentiels à la supernova.
Le candidat idéal est une supernova de type Ia récemment explosée, suffisamment proche pour mesurer avec précision son spectre et sa courbe de lumière (sa luminosité croissante et décroissante), mais suffisamment éloignée pour être «dans le flux Hubble fluide»? ce qui signifie que son décalage vers le rouge est principalement dû à l'expansion de l'univers seul, non affecté par le mouvement de sa galaxie d'origine à travers l'espace.
La phase de recherche de SNfactory fonctionne depuis plus d’un an, mais pas à pleine capacité. "La recherche va maintenant prendre de l'ampleur", a déclaré Aldering. "Nous aurons quelques candidats chaque soir de l'année? plus que le taux de découverte mondial actuel. »
SNIFS est monté sur le télescope de 2,2 mètres de l’Université d’Hawaï au sommet du Mauna Kea sur l’île d’Hawaï.
Le deuxième pipeline SNfactory transmet les candidats à la recherche à SNIFS, où le type et le redshift de chaque supernova sont déterminés et les plus prometteurs sont sélectionnés et programmés pour une étude plus détaillée. La SNfactory utilise le télescope de l'Université d'Hawaï trois fois par semaine pendant une demi-nuit? la moitié commençant à minuit, par courtoisie aux observateurs locaux? avec SNIFS disponible à d'autres projets à d'autres moments.
Finalement, SNIFS fonctionnera de manière entièrement automatique. Le contrôle à distance du télescope et du spectrographe a été effectué pour la première fois à Hilo, à Hawaï, et est désormais effectué à partir du laboratoire de Berkeley et de la France.
Le SNIFS peut déterminer les caractéristiques physiques spécifiques d'un Type Ia donné, y compris, par exemple, s'il est inhabituellement énergique ou combien sa lumière peut avoir été atténuée par la poussière dans sa galaxie d'origine. Ces détails spectrographiques et photométriques inégalés permettent de tirer parti d'une caractéristique unique des supernovae de type Ia: «ils peuvent être étalonnés individuellement, pas simplement statistiquement», explique Aldering. "Nous pourrons mesurer la luminosité en toute confiance. Connaissant la luminosité, nous pouvons vous dire la distance avec précision. »
En collectant un grand nombre de supernovae de type Ia dans le flux Hubble, les scientifiques de SNfactory seront en mesure de déterminer l'extrémité à faible décalage vers le rouge du diagramme de luminosité à décalage vers le rouge sur laquelle sont basées les mesures du taux d'expansion de l'univers. Ceci, ainsi qu'une compréhension détaillée des facteurs physiques qui provoquent de petites variations dans les spectres de type Ia et les courbes de lumière, amélioreront la précision des mesures de décalage vers le haut, cruciales pour choisir parmi les nombreux modèles théoriques concurrents de l'énergie sombre.
Les membres de l'équipe de l'usine Supernova à proximité comprennent Greg Aldering, Peter Nugent, Saul Perlmutter, Lifan Wang, Brian C. Lee, Rollin Thomas, Richard Scalzo, Michael Wood-Vasey, Stewart Loken et James Siegrist du Berkeley Lab; Jean-Pierre Lemonnier, Arlette Pecontal, Emmanuel Pecontal, Christophe Bonnaud, Lionel Capoani, Dominique Dubet, François Heunault et Blandine Lantz du CRAL; Gerard Smadja, Emmanuel Gangler, Yannick Copin, Sebastien Bongard et Alain Castera de l'INPL; Reynald Pain, Pierre Antilogus, Pierre Astier, Etienne Barrelet, Gabriele Garavini, Sébastien Gilles, Luz-Angela Guevara, Didier Imbault, Claire Juramy et Daniel Vincent de LPNHE; et Rick Kessler et Ben Dilday de l'Université de Chicago. Récemment, le groupe d'astrophysique de l'Université de Yale, sous la direction de Charles Baltay, a rejoint l'usine de supernova à proximité.
Le Berkeley Lab est un laboratoire national du Département américain de l'énergie situé à Berkeley, en Californie. Il mène des recherches scientifiques non classifiées et est géré par l'Université de Californie. Visitez notre site Web à http://www.lbl.gov.
Source d'origine: communiqué de presse de Berkeley Lab
