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    Une recherche de six ans du système solaire externe révèle 461 nouveaux objets (mais pas de planète 9)

    La caméra de surveillance de l'énergie noire (DECam) dans la salle blanche SiDet. La caméra à énergie noire a été conçue spécifiquement pour l'enquête sur l'énergie noire. Crédit :DES

    Dans le futur proche, les astronomes bénéficieront de la présence de télescopes de nouvelle génération comme le télescope spatial James Webb (JWST) et le télescope spatial romain Nancy Grace (RST). À la fois, L'amélioration des techniques d'exploration de données et d'apprentissage automatique permettra également aux astronomes de tirer le meilleur parti des instruments existants. Dans le processus, ils espèrent enfin répondre à certaines des questions les plus brûlantes sur le cosmos.

    Par exemple, le Dark Energy Survey (DES ), un international, effort de collaboration pour cartographier le cosmos, a récemment publié les résultats de leur enquête de six ans sur le système solaire externe. En plus de collecter des données sur des centaines d'objets connus, cette enquête a révélé 461 objets auparavant non détectés. Les résultats de cette étude pourraient avoir des implications importantes pour notre compréhension de la formation et de l'évolution du système solaire.

    La recherche a été dirigée par le Dr Pedro Bernardinelli, un doctorat candidat au Département de physique et d'astronomie de l'Université de Pennsylvanie (UPenn). Il a été rejoint par Gary Bernstein et Masao Sako (deux professeurs au Département de physique et d'astronomie de l'UPenn) et d'autres membres de la Collaboration DES. À partir de 2013, DES cherche à déterminer le rôle que l'énergie noire a joué (et continue de jouer) dans l'expansion et l'évolution du cosmos.

    Entre 2013 et 2019, DES a utilisé le télescope Blanco de 4 mètres de l'Observatoire interaméricain de Cerro Tololo (CTIO) au Chili pour étudier des centaines de millions de galaxies, supernovae, et la structure à grande échelle de l'univers. Alors que leur objectif principal est de mesurer le taux d'accélération de l'expansion cosmique (alias la constante de Hubble-Lemaître) et la distribution spatiale de la matière noire, la collaboration DES a également signalé la découverte de TNO individuels d'intérêt. Comme le Dr Bernardinelli l'a expliqué à Universe Today par e-mail :

    "Un détail important est que lorsque vous prenez une image du ciel, vous ne voyez pas seulement ce que vous cherchez, mais vous voyez aussi d'autres choses qui sont dans la même région du ciel qui pourraient être plus proches ou plus éloignées de votre cible. Nous pouvons donc voir n'importe quoi, des avions aux astéroïdes en passant par les TNO, ainsi que les étoiles et les galaxies lointaines. Nous pouvons donc utiliser les données pour trouver d'autres choses (dans mon cas, TNO !) »

    Leurs résultats ont été décrits dans une étude précédente, où la Collaboration DES a partagé les quatre premières années de collecte de données (« Y4 »). Cela a conduit à la découverte de 316 TNO individuels d'intérêt et au développement de nouvelles techniques d'apprentissage automatique pour les recherches de TNO. En s'appuyant sur cela, l'équipe a analysé les résultats des six années complètes de données d'enquête DES ("Y6") pour les TNO, mais avec quelques modifications et améliorations.

    Cela comprenait l'adoption de la version initiale du pipeline TNO (celui utilisé pour Y4), mais avec une série de changements algorithmiques. Ils ont également retraité le catalogue Y4 pour détecter les objets plus faibles et augmenté la puissance de calcul impliquée. Par conséquent, le catalogue Y6 était considérablement plus grand que le Y4, qui constituait la plus grande différence (et défi) entre les deux enquêtes. Dans un sens, dit le Dr Bernardinelli, la recherche Y4 était une répétition générale pour la recherche Y6 :

    "Tous ces développements technologiques ont quelques défis uniques pour DES, comme nous sommes, encore une fois, pas un projet de système solaire, nous avons donc dû trouver de nouvelles façons de rechercher ces objets (généralement, Les relevés TNO ont plusieurs images par nuit; nous n'en avons qu'un). J'aime décrire ce problème comme « trouver un clou dans une botte de foin » mélangé à « relier les points » (il faut trouver les 10 points parmi 100 millions qui correspondent à un seul objet — ce sont des nombres réels !). Donc, tout ce que nous avons fait aidera de futurs projets qui ont des défis similaires. »

    Le concept d'un artiste d'un objet transneptunien (TNO). Crédit :NASA

    Cette fois, la collaboration a détecté 461 objets précédemment non détectés, ce qui porte à 777 le nombre total de TNO découverts par DES, et le nombre de TNO connus à près de 4000. Ils ont également obtenu de nouvelles données sur de nombreux autres objets, dont la grande comète C/2014 UN271, découvert en 2014 par le Dr Bernardinelli et le co-auteur, le professeur Bernstein, en examinant certaines des images d'archives du DES. Le Dr Bernardinelli a déclaré :

    "Tous ces développements technologiques ont quelques défis uniques pour DES, comme nous sommes, encore une fois, pas un projet de système solaire, nous avons donc dû trouver de nouvelles façons de rechercher ces objets (généralement, Les sondages TNO ont plusieurs images par nuit, nous n'en avons qu'un). J'aime décrire ce problème comme « trouver un clou dans une botte de foin » mélangé à « relier les points » (nous devons trouver les 10 points parmi 100 millions qui correspondent à un seul objet — ce sont des nombres réels !). Donc, tout ce que nous avons fait aidera de futurs projets qui ont des défis similaires. »

    Les implications de cette recherche sont à la fois vastes et importantes. Pour commencer, les astronomes soupçonnent depuis longtemps que la population de petits corps en orbite au-delà de Neptune est un vestige de la formation du système solaire. Quoi de plus, la distribution orbitale actuelle de ces objets est le résultat de la migration des planètes géantes vers leurs orbites actuelles. Au cours de leur migration, ils ont lancé ces objets dans la région transneptunienne.

    "[Nous] pouvons utiliser ces objets pour essayer de retracer cette histoire. En collectant des données sur des centaines de ces objets, alors, on se pose toutes sortes de questions, comme "à quelle vitesse Neptune a migré ?" (nos données montrent une préférence pour une migration plus lente) ou « y a-t-il une neuvième planète cachée à la périphérie du système solaire ? (nos données ne montrent pas le signal attendu, mais cela ne signifie pas que nous écartons l'idée de la planète 9)."

    En bref, en recensant les TNO et en contraignant leur dynamique orbitale, les astronomes pourront mieux comprendre comment notre système solaire s'est formé et a évolué il y a des milliards d'années. Cette connaissance pourrait également éclairer notre compréhension de la façon dont les systèmes habitables qui donnent naissance à la vie émergent, ce qui nous permet de le trouver plus facilement.


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