Observatoires spatiaux et à haute énergie
Les observatoires spatiaux et à haute énergie transportent des instruments au-dessus de l'atmosphère pour observer les longueurs d'onde qu'elle bloque, de l'ultraviolet aux rayons X et gamma, et pour échapper à son flou et à son bruit de fond.
Definition
Les observatoires spatiaux et à haute énergie sont des installations astronomiques placées au-dessus ou au-delà de l'atmosphère terrestre, ou profondément sous terre et sous l'eau, qui détectent les rayonnements et les particules inaccessibles ou dégradés au niveau du sol, en particulier le ciel à haute énergie et ultraviolet.
Scope
Ce domaine couvre les plateformes et les engins spatiaux qui hébergent des télescopes en orbite et au-delà, l'optique et les détecteurs spécialisés de l'astronomie des rayons X et gamma, l'instrumentation ultraviolette, et les détecteurs de l'astronomie multi-messagers qui enregistrent les neutrinos, les rayons cosmiques et les ondes gravitationnelles en plus de la lumière.
Sub-topics
Core questions
- Pourquoi une grande partie du ciel à haute énergie et ultraviolet doit-elle être observée depuis l'espace ?
- Comment les rayons X et gamma sont-ils focalisés ou détectés lorsqu'ils ne peuvent pas être réfléchis normalement ?
- Quelles exigences particulières l'environnement spatial impose-t-il aux instruments ?
- Comment les détecteurs multi-messagers étendent-ils l'astronomie au-delà de la lumière ?
Key theories
- Opacité atmosphérique
- L'atmosphère terrestre absorbe presque complètement les rayonnements ultraviolet, X et gamma, de sorte que ces fenêtres sur l'univers ne peuvent être ouvertes que depuis l'espace ou, pour les énergies les plus élevées, indirectement depuis le sol.
- Techniques à incidence rasante et à masque codé
- Les rayons X ne se réfléchissent qu'à des angles rasants, nécessitant des coques de miroirs imbriquées, tandis que les rayons gamma sont imagés avec des masques codés ou suivis dans des détecteurs plutôt que focalisés de manière conventionnelle.
- Processus d'émission à haute énergie
- L'interprétation des observations à haute énergie repose sur la compréhension du rayonnement synchrotron, de la diffusion Compton inverse et du bremsstrahlung provenant de plasmas chauds et relativistes.
Clinical relevance
Les observatoires spatiaux et à haute énergie révèlent les trous noirs, les étoiles à neutrons, les rémanents de supernovae, le gaz intracluster chaud et les événements les plus énergétiques de l'univers ; associés aux détecteurs multi-messagers, ils ont ouvert des voies entièrement nouvelles pour observer le cosmos.
History
Les fusées-sondes dans les années 1940 ont atteint pour la première fois le ciel ultraviolet et X, et le vol de fusée de Giacconi en 1962 a découvert la première source cosmique de rayons X. Des satellites dédiés à partir d'Uhuru, de grands observatoires tels que Hubble et Chandra, et des détecteurs de rayons gamma et de neutrinos basés au sol ont depuis développé l'astronomie à haute énergie et multi-messagers.
Key figures
- Riccardo Giacconi
- Bruno Rossi
- Lyman Spitzer
Related topics
Seminal works
- kitchin2013
- longair2011
- seward2010
Frequently asked questions
- Pourquoi l'astronomie des rayons X et de l'ultraviolet ne peut-elle pas être réalisée depuis le sol ?
- L'atmosphère terrestre absorbe presque entièrement les rayonnements ultraviolet, X et gamma avant qu'ils n'atteignent le sol, ce qui est une chance pour la vie mais bloque ces longueurs d'onde pour les télescopes. Les observer nécessite de placer les instruments au-dessus de l'atmosphère à l'aide de fusées, de ballons ou de satellites.
- Pourquoi les rayons X ne peuvent-ils pas être focalisés avec des miroirs ordinaires ?
- Les rayons X frappant une surface de plein fouet sont majoritairement absorbés plutôt que réfléchis. Ils ne se réfléchissent efficacement que lorsqu'ils frôlent la surface à des angles très faibles, c'est pourquoi les télescopes à rayons X utilisent des coques de miroirs imbriquées, en forme de barillet, que les rayons rasent pour être amenés à un foyer.