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Nançay, une grande oreille à l'écoute de l'Univers Ismaël Cognard Chargé de Recherche LPCE / CNRS Orléans

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Présentation au sujet: "Nançay, une grande oreille à l'écoute de l'Univers Ismaël Cognard Chargé de Recherche LPCE / CNRS Orléans"— Transcription de la présentation:

1 Nançay, une grande oreille à l'écoute de l'Univers Ismaël Cognard Chargé de Recherche LPCE / CNRS Orléans

2 PLAN La Radioastronomie Présentation de la Station de Radioastronomie de Nançay le réseau décamétrique le radiohéliographe le grand radiotélescope Le grand radiotélescope Caractéristiques Les observations effectuées au radiotélescope SETI Les comètes Les galaxies et la cosmologie Les pulsars

3 la Radioastronomie Nançay

4 Nançay et ses environs vus par Cassini - vers Louis XV charge Cassini de Thury de dresser une carte du royaume à l'echelle 1/86400: une ligne pour 100 toises (Quid 91)

5 la Station de Radioastronomie de Nançay vue par l'IGN -vers

6 Réseau décamétrique 144 antennes hélicoïdales de 9m de haut, 5m de diamètre André Boischot

7 Observation de Jupiter avec le réseau décamétrique sursauts “”millisecondes” gamme de fréquence 10-40MHz (1h30)

8 Radiohéliographe 2 branches en forme de T Nord-Sud et Est-Ouest

9

10 Radiotélescope 4 ème plus grand instrument au monde équivalent à une parabole de 100m

11 Le radiotélescope Caractéristiques 200 x 35 m d'ouverture (equiv 94m diamètre) Couverture de 83% du ciel jusqu'à une déclinaison - 39° Instrument méridien temps de poursuite 1h (dec = 0°) Le nouveau système focal système grégorien double 2 cornets Ghz Ghz Récepteur rend = 1.4 °K / Jy at 1.4 GHz Tsys = 35 °K at 1.4 Ghz Instruments autocorrélateur de 8192 canaux, sur 50 MHz dédisperseur cohérent (pulsar timing)

12 La rénovation FORT Conception d'un nouveau système focal pour le radiotélescope en collaboration avec le CSIRO (Australie) et GIAT industrie ancien nouveau

13 La science au radiotélescope Système solaire ( comètes, Jupiter) Etoiles évoluées, SETI, pulsars,... Cinématique et dynamique de l'Univers Local

14 La programmation des observations

15 SETI Search for Extra Terrestrial Intelligence SerendipIV Dan Werthimer UC Berkeley film ''Contact'' message Drake 1974 Arecibo

16 Observations SETI à Nançay Jean Heidmann François Biraud

17 Etude multi-longueur d'onde des comètes Observations radio de la molécule OH à 18cm

18 Evolution du taux de production de molécules dans la comète Hale-Bopp

19 La cinématique de l'univers local La relation Tully-Fisher la cartographie 3D des grandes structures la mesure de l'expansion Ho les vitesses particulières le champ de densité de masse totale et 

20

21 L'hydrogène dans une galaxie spirale : la raie radio à 21cm vitesse ''cosmologique'' vitesse de rotation masse d'hydrogène

22 vitesse rotation -> vraie distance détermination de Ho et de la vitesse particulière avec V = Ho.d + Vpart Relation Tully-Fisher

23 plus de 6000 spectres de galaxies Le catalogue HI (KLUN) et les observations à Nançay

24 cartographie des vitesses particulières dans une coupe de l'univers local

25 distribution des galaxies (masse lumineuse)

26 rapport masse noire/lumineuse distribution de la masse totale paramètre de densité de matière  m cartographie des vitesses et distribution galaxies

27 En 1054, les Chinois observent l'explosion d'une étoile  la nébuleuse du Crabe  un pulsar tournant en 33 millisecondes Les pulsars

28 Mort d'une grosse étoile......naissance d'une étoile à neutrons ! Une étoile massive (~10 soleils) explose violemment à la fin de sa vie c'est le phénomène de SUPERNOVA dont le résidu est une étoile à neutrons

29 UNE ETOILE A NEUTRONS

30 La rotation rapide de l'étoile peut entrainer deux faisceaux radio produits par le champ magnétique -> perception d'impulsions radio périodiques horloges cosmiques de grande stabilité Etoile à neutrons + champ magnétique = PULSAR

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32 Galaxie M51 Les pulsars dans la Galaxie

33 Distribution des périodes de pulsars

34

35 Les pulsars millisecondes Un pulsar dit “milliseconde” est un pulsar recyclé c'est un pulsar ordinaire qui est resté dans un système binaire et qui a bénéficé d'une réaccélération Il acquiert alors une stabilité de rotation exceptionnelle... c'est une horloge ultra-stable aux confins de la Galaxie !

36 Chronométrie des pulsars c'est mesurer les temps d'arrivée des impulsions radio reçues sur Terre cela nécessite une horloge précise de référence une instrumentation spéciale pour intégrer le signal

37 Pulsaroscope NBPP (Navy Berkeley Pulsar Processor) Dédisperseur BON

38 Observation du pulsar PSR B avec NBPP

39 Le dédisperseur numérique BON (Berkeley Orléans Nançay)

40 Le dédisperseur numérique 1 poste maitre bi-processeur Athlon 1.2GHz, 2Go de mé moire 77 noeuds bi-processeur Athlon 1.2GHz, 1 Go de mémoire, 10G disque réseau Gigabit (bande passante 32Gigas) un disque RAID de 540Go système d'exploitation Linux, kernel 2.4.2

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42 Résidus de temps d'arrivée pour les 2 pulsars millisecondes PSR B et PSR B (1937 : rotations en 11 ans à 1 obs tous les 3.6 jours)

43 Pourquoi étudier les pulsars millisecondes? (... ou pourquoi mesurer les temps d'arrivée de leurs impulsions radio pendant des décennies, malgré des problèmes de ''contingence matérielles'') Fond d'ondes gravitationnelles Structures du milieu interstellaire Théories de la Gravitation Amas globulaires / Potentiel gravitationnel de la Galaxie Dynamique du Système solaire Stabilité à long terme des échelles de temps Astrométrie et repères célestes Planètes extra-solaires Physique des pulsars

44 Stabilité à long terme des échelles de temps ma montre se décale d'une seconde par jour... sa stabilité est de 1 / 24x60x60 ~ les pulsars ''sont'' les meilleures horloges à long terme

45 Théories de la gravitation

46

47 years seconde fond d'ondes electromagnétiques (radio) fond d'ondes gravitationnelles inflation accélération - décelération cordes cosmiques vibrantes émission d'ondes gravitationnelles  Fond d'ondes gravitationnelles d'origine cosmologique

48 Terre Pulsar Détection d'ondes gravitationnelles par chronométrie des pulsars Espace-temps déformé par l'onde gravitationnelle

49 Le milieu interstellaire Octobre 1989 : passage d'un ''nuage'' du milieu interstellaire entre le pulsar et la Terre

50 Conclusion Grâce à des pionniers comme J-F Denisse, J-L Steinberg, J-E Blum, C. Couteret, etc..., la station de radioastronomie de Nançay et son grand radiotélescope ont fourni et fournissent toujours des données essentielles à la compréhension de l'Univers et de son devenir...


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