Astronomie

Comment vérifier quels télescopes regardaient une certaine portion du ciel à un moment donné ?

Comment vérifier quels télescopes regardaient une certaine portion du ciel à un moment donné ?

J'ai des données que j'ai recueillies à partir d'observations à une RA, DEC spécifique et j'essaie de comprendre quels relevés au télescope regardaient cette partie du ciel à ce moment-là ? J'essaie actuellement d'utiliser les cahiers python de NAVO pour interroger des bases de données, mais j'ai du mal.

Toute aide serait grandement appréciée!


Les zones du ciel couvertes par les principaux relevés d'objets proches de la Terre (NEO) sont signalées au Minor Planet Center. Vous pouvez tracer des visualisations de ces données de couverture du ciel à l'aide du formulaire de couverture du ciel où vous pouvez filtrer par profondeur, date et levé. Les données brutes sont disponibles, une fois que les enquêtes ont autorisé leur diffusion, à partir de la page des données brutes. Cela fournit un lien de téléchargement vers une archive tar de toutes les données de pointage jusqu'à présent, ventilées par site d'enquête, puis un fichier par nuit. La description des champs de pointage est également affichée sur cette page ; j'espère qu'il ne devrait pas être trop difficile d'utiliser une combinaison de, par ex. l'astroPieTableauet 'SkyCoord' pour lire et analyser les données.


Comment sélectionner des cibles d'astronomie pour débutants

Je rencontre souvent des nouveaux venus en astronomie qui ont été déçus de leurs premières tentatives d'observation. En discutant de leurs expériences, je me suis rendu compte qu'il y a deux raisons principales à cela : une mauvaise préparation de l'équipement et un mauvais choix des premiers objets à regarder. Un autre article concerne la préparation de l'équipement, celui-ci traite des bons objets pour débutants.

Cliquez ici si vous voulez sauter mes divagations philosophiques et voir juste la liste des objets recommandés.

Si vous êtes un débutant typique sans un ami astro expérimenté à vos côtés, vous sortirez probablement votre nouveau télescope, vous l'installerez, espérons-le, et l'alignerez assez bien, puis vous regarderez la lune. Après la lune, vous vous demanderez « quoi d'autre dois-je regarder ? » et la réponse que vous obtenez est souvent mauvaise. Les débutants ont tendance à sélectionner, pour leurs premières cibles, des objets célèbres ou des objets dont ils ont vu des photographies spectaculaires dans des magazines d'astronomie ou sur Internet.

Quand j'ai fait cette erreur, j'ai essayé de commencer sur la galaxie d'Andromède, M31, parce que je savais tout à son sujet et j'en avais vu des images spectaculaires. Mars est une autre déception courante pour les débutants. Il en va de même pour les étoiles individuelles et bien connues (par exemple “l'étoile polaire”) et les constellations (“Je veux regarder la Grande Ourse dans mon télescope.”) Ce sont toutes de mauvaises idées qui mèneront à la déception .

En fait, il semble que la plupart des objets astronomiques dont les débutants typiques aient entendu parler (à l'exception de la Lune et des deux grandes planètes) soient de mauvais choix comme premières cibles.


Petits télescopes : loin d'être inutiles - Observations Galileoscope

Hier soir, je suis sorti avec mon Galileoscope 50mm f/10. Il a été utilisé avec un oculaire Plossl de 17 mm peu coûteux offrant un grossissement de 30x et un vrai champ de vision d'environ 1,85 degrés. Le télescope a été utilisé sans diagonale en étoile sur un trépied d'appareil photo bon marché. Mon avatar montre le télescope et le trépied qui ont été utilisés.

Observations et remarques :

M51 -- tache de lumière ronde et diffuse avec un centre relativement grand et un peu plus lumineux.

NGC 5195 -- plus petit compagnon de M51, semblait être à peine en contact avec le "halo" extérieur de M51.

M101 -- grande tache de lumière ronde et diffuse de luminosité uniforme - pas de condensation centrale.

M33 -- grand, gros, elliptique, tache de lumière diffuse avec un centre progressivement, un peu plus brillant.

M31 M32 & amp M110 -- Belle! M31 était une lueur diffuse très elliptique très grande (plus grande que le champ de vision de l'oscilloscope), très progressivement - puis beaucoup plus soudainement beaucoup plus brillante au milieu. M32 était un petit compagnon rond, brillant, quelque peu « flou ». M110 était un compagnon un peu plus éloigné, nettement plus grand que M32, elliptique, de luminosité uniforme

M97 et M108 -- (Remarque : ces deux objets étaient à une altitude de seulement 16,5 degrés au moment de l'observation). M97 (la "Nébuleuse du Hibou") était une petite tache de lumière ronde et diffuse. M108 était une tache de lumière diffuse, allongée et plus faible.

Mizar - était une double étoile magnifiquement divisée. Les couleurs étaient subtiles. Le primaire semblait avoir une légère teinte jaunâtre. Le secondaire semblait avoir une légère teinte bleutée.

Cor Caroli -- (Remarque : l'objet était à une altitude de seulement 11 degrés au moment de l'observation). Ce double se fendait facilement, mais les couleurs étaient incertaines en raison de la faible altitude. La meilleure estimation serait blanche pour les deux, mais les effets atmosphériques disaient parfois le contraire.

Persée Double Amas -- Belle paire d'amas d'étoiles ouvertes, s'intégrant facilement dans le FOV.

M13 -- Le milieu grand, très brillant, rond, progressivement plus brillant, semblait présenter une apparence légèrement "marbrée" - faisant peut-être allusion à la vraie nature de ce globulaire.

M92 -- Comme M13 seulement plus petit, moins brillant et sans aucune marbrure suspectée.

M57 -- Petit, mais très joli ! Même à 30x, la forme de l'anneau était apparente. Cela ressemblait beaucoup à un petit bagel assez brillant dans le ciel!

Albireo -- Belle! étoile double large et brillante. Primaire jaune orangé, secondaire bleu.

Ce fut une séance agréable et agréable. M31 aurait bénéficié d'un oculaire grand champ de 24 mm. M57 aurait bénéficié d'un plus grand grossissement. Mais je voulais garder les choses un peu primitives et simples. En l'état, j'avais les télescopes de Galileo largement surclassés.

La famille M31 & était le point culminant! Je ne peux pas imaginer ce que Galilée aurait pensé s'il avait pu voir un tel spectacle !

Oui, même un petit télescope de 50 mm 30x peut être amusant à utiliser et peut montrer beaucoup de vues intéressantes dans le ciel nocturne - et non seulement les montrer, mais les montrer en fait assez bien !

#2 Wyatt Davis

Agréable! Surtout avec quelque chose comme un ciel sombre, vous pouvez voir beaucoup avec une petite ouverture et garder la plate-forme simple. Vraiment bon de s'en souvenir et merci pour la pose. Cela étant dit, je pense que Galileo aurait sauté sur l'occasion d'utiliser une diagonale.

#3 Dessinateur

Hier soir, le Galiléoscope a été entraîné sur la lune et les planètes. Cette fois, en plus de l'oculaire de 17 mm (30x), j'ai utilisé un oculaire de 8 mm (63x). Tous deux étaient des Plossls.

Les quatre satellites galiléens étaient facilement visibles. Les ceintures majeures de Jupiter, les ceintures équatoriales nord et sud, étaient détectables ainsi que la zone équatoriale qui les sépare.

Le NEB, SEB et EZ étaient beaucoup plus faciles. De plus, la zone tropicale sud a fait son apparition. D'autres ceintures et zones ont fusionné avec les régions polaires et n'ont pas été remarquées. J'ai pu identifier Callisto par sa relative obscurité. Ganymède était identifiable par sa luminosité. Faire la différence entre Io et Europa était une question de chance !

Une balle jaune avec un anneau était évidente. Je ne pouvais pas dire quelle partie de l'anneau était devant et quelle partie était derrière la planète. Titan était la seule lune qui a été remarquée.

Le grossissement ajouté a fait une grande différence ! Je pouvais maintenant voir que le système d'anneaux traversait devant l'hémisphère sud de la planète et derrière son hémisphère nord. L'ombre de la planète sur l'anneau semblait être légèrement plus sombre le long du limbe suivant le nord de la planète. Une "structure" était définitivement visible près de la partie extérieure du système d'anneaux le long d'un arc de bonne taille le long de chaque extrémité - un effet de contraste de la division de Cassini.

Je me suis concentré sur la région à l'ouest de Manilius, Julius Caesar et Agrippa. En particulier, j'ai remarqué Hyginus et la partie de l'Hyginus Rille qui s'étendait vers le nord. Hyginus A était l'un des plus petits cratères notés.

À toutes fins utiles, l'achromat 50 mm f/10 s'est comporté comme un apochromat. L'aberration chromatique, si elle est présente, passe inaperçue. Le télescope aurait clairement pu gérer un grossissement plus important (peut-être pour une future publication), mais la mise au point et le maintien d'objets en vue ne sont pas les opérations les plus fluides avec la configuration «primitive» de ce soir.

C'est plutôt agréable d'utiliser un télescope qui n'est en grande partie pas affecté par les mauvaises conditions de vision ! Toutes ces observations ont été effectuées (pour le télescope de 50 mm) dans de bonnes conditions d'observation - rien que des images nettes, nettes et stables.

#4 Tyson M

Un beau rendu avec une ouverture modeste. Merci de partager ça avec nous.

#5 Dessinateur

Mon ciel souffrait d'une brume enfumée. Combinez cela avec une lune croissante et nous obtenons un ciel impropre à bien plus que la lune, des planètes brillantes et des étoiles doubles brillantes.

J'ai donc revisité Jupiter, la Lune et Saturne avec le Galiléoscope - cette fois en augmentant le grossissement à 83x (6 mm Plossl).

. . . est devenu un peu plus intéressant cette fois. J'ai réussi à identifier correctement quel satellite galiléen était lequel par apparence seule, bien qu'il n'ait pas été facile de distinguer Io d'Europe. (Je prends l'habitude de ne presque jamais vérifier les lunes avant la fin de ma session d'observation - et le télescope est à l'intérieur). Ganymède était seul du côté précédent de la planète. Du côté suivant se trouvait Io, suivi d'Europe. Callisto était au nord d'Europe.

Quant à la planète, le SEB, le NEB et l'EZ étaient tous évidents. Le STrZ était assez facile et semblait un peu plus important sur la moitié suivante de la planète. Le NTrZ a été évoqué (difficile).

Comme pour les lunes de Jupiter, je n'ai jamais recherché à l'avance la position de la grande tache rouge de Jupiter (GRS). Mais cette fois, j'ai eu raison de vérifier son emplacement (le lendemain). J'ai suspecté une petite tache plus sombre près du méridien de la planète à 3h28 TU (j'ai fait des croquis et pris des notes). C'était juste à la bonne latitude (sur le bord sud du SEB) pour être "suspect". Plus tôt dans la journée, il n'était pas facile de trouver (via des recherches sur Internet) lorsque le GRS a transité par le méridien - et je n'en suis toujours pas certain en raison de résultats contradictoires. Il est tout à fait possible que mon vieil œil d'observation, combiné à la petite pupille de sortie de l'oscilloscope (et pourtant, à un grossissement plutôt faible) soit suffisant pour expliquer le petit point sombre «suspecté». Si j'avais eu un télescope plus grand avec moi, j'aurais pu vérifier par moi-même, mais j'ai tendance à n'en sortir qu'un seul à la fois. Quelques minutes après l'observation, un « arbre mangeur de Jupiter » bloquait la vue de la planète. . .

Cette fois, je me suis concentré sur la région autour de Rupes Recta (alias "Straight Fault", alias "Straight Wall"). J'ai esquissé une partie de la zone, y compris Birt (cratère de 17 km), Thebit (cratère de 57 km), Thebit A (cratère de 20 km) et Thebit L (cratère de 10 km). Tous sauf Thebit L étaient facilement considérés comme des cratères. Thebit L s'est imposé comme un "point lumineux" adjacent à Thebit A.

En raison du ciel enfumé, la lune avait une couleur jaune forte et inhabituelle. Avec un peu d'imagination ajoutée, on pourrait même suggérer le moindre soupçon d'orange.

La planète aux anneaux semblait à peu près la même que la veille – seulement un peu plus grande en raison du grossissement accru. L'anneau en C a laissé une ligne subtile à travers la partie sud de la planète. L'ombre de la planète sur les anneaux a de nouveau été notée. L'« effet Cassini » a de nouveau été noté sous forme d'arcs (doubles) le long des extrémités de l'anneau. Titan a de nouveau été observé, esquissé et (le lendemain) vérifié.

En regardant Saturne, je me suis souvenu de mes premières vues télescopiques de la planète. Bien qu'elle n'ait utilisé qu'un télescope de 50 mm, Saturne était toujours la belle "merveille annelée" jaune de notre système solaire.


Optique de forme libre

Comme l'a souligné Kahan de Synopsys, un nombre croissant de clients de l'astronomie se tournent désormais vers des optiques asphériques de forme libre avec des formes de surface complexes pour réduire les aberrations inhérentes et augmenter les performances de leurs systèmes optiques, tout en utilisant moins de composants pour réduire le poids et le coût. . Ceci est particulièrement important pour améliorer la capacité de visualisation des instruments spatiaux sur les CubeSats et autres petits satellites, où l'enveloppe de conception peut être particulièrement contraignante.

« Nous constatons un vif intérêt pour l'optique de forme libre dans les instruments spatiaux impliquant des fonctions de balayage et d'autres applications à grand champ », a noté Orr. « Ici, les distorsions optiques peuvent entraîner un compromis entre le champ de vision et la résolution de l'image. Les optiques de forme libre peuvent réduire considérablement ce compromis.

Le dialogue continu avec les clients de Coherent s'avère essentiel pour l'utilisation accrue des optiques de forme libre, a déclaré Orr, qui peut désormais utiliser des conceptions optiques d'une manière qu'ils n'ont pas pu faire dans le passé. "Auparavant, ils se limitaient à utiliser des sphères ou des formes asphériques géométriques, ce qui signifiait souvent plus d'éléments", a-t-il ajouté. « Bien souvent, ces solutions ne peuvent pas atteindre les résultats obtenus avec des surfaces de forme libre.

Coherent utilise des robots pour générer des surfaces de forme libre, ce qui permet de fabriquer les surfaces exactes dont ses clients ont besoin. La figure et la surface de l'optique sont ensuite confirmées par la métrologie.

Coherent a utilisé ses techniques de polissage robotisé et de métrologie pour prendre en charge la fabrication de lentilles de forme libre en silice fondue de 600 mm pour le télescope auxiliaire de surveillance de Javalambre en Espagne, qui sont actuellement utilisées pour corriger les erreurs qui surviennent avec le large champ de vision du télescope lors de la cartographie le ciel nocturne en haute résolution.

Une autre application qui suscite le besoin d'optiques de forme libre est la recherche d'exoplanètes, a ajouté Orr.

"Le signal sur bruit est un problème majeur ici, où les signaux optiques provenant d'une exoplanète peuvent souvent être submergés par l'étoile brillante en orbite - de plusieurs ordres de grandeur", a-t-il déclaré. « Une façon dont les concepteurs de télescopes relèvent ce défi est de développer des conceptions optiques utilisant des optiques de forme libre. Rediriger une grande partie de la lumière de l'étoile loin de la caméra permet de détecter la faible lumière provenant de l'exoplanète.


Une promenade sur la lune

Où étiez-vous à 22h56. Heure avancée de l'Est le 20 juillet 1969 ? Ceux d'entre nous d'un certain âge étaient collés à nos canapés, regardant Neil Armstrong faire les premiers pas d'un être humain sur un autre monde, notre lune. Si vous aviez regardé dehors, vous auriez vu un joli croissant de lune croissant, à environ un jour et demi du premier quartier. Pour les Nord-Américains de l'Est, la lune s'apprêtait à se coucher, à quelques degrés seulement au-dessus de l'horizon. Sur la côte ouest, la lune était à peu près à mi-hauteur du ciel sud-ouest dans un crépuscule brillant, avec un Jupiter brillant assis à un diamètre de poing généreux à la droite de la lune.

Vous pouvez recréer la scène vous-même. Utilisez l'emplacement de votre domicile et réglez la date sur le 20 juillet 1969. Ensuite, vous devez connaître l'équivalent en heure locale de 22 h 56. EDT. Soustrayez 1 heure pour chaque fuseau horaire à l'ouest où vous vous trouvez (c'est-à-dire 21 h 56 Centre, 20 h 56 Montagne et 19 h 56 Pacifique). Cherchez et centrez maintenant la lune. S'il n'est pas visible, il est possible qu'il soit défini ou masqué par le panorama au sol de l'application. Pour y remédier, vous pouvez passer à un horizon plat dans les paramètres.

Où était Apollo 11 sur la lune ? Si votre application le permet, activez l'affichage des caractéristiques de surface. Dans SkySafari 5, il s'agit de l'option Surface Labels dans le menu des paramètres sous Solar System. Ou, vous pouvez simplement utiliser le menu Rechercher et entrer "Apollo 11", puis le centrer. Vous verrez que les astronautes se trouvaient dans la partie éclairée de la lune, sur le bord sud de la mer de la tranquillité. Les autres missions Apollo peuvent également être recherchées.

Enfin, voyons ce que Neil Armstrong a vu lorsqu'il a regardé la Terre. Dans SkySafari 5, avec Apollo 11 sélectionné (répétez la recherche si nécessaire), appuyez sur l'icône Orbite et attendez que l'affichage se déplace. Ensuite, utilisez la commande Rechercher pour trouver Earth. Notre belle planète à moitié illuminée apparaîtra. Pour le plaisir, révélez les commandes de flux de temps et appuyez sur les minutes et le tiret, le nombre sera souligné. Enfin, appuyez sur les flèches les plus à droite et à gauche pour faire avancer et reculer le temps, respectivement. Je doute que Neil et Buzz aient eu le temps de prendre plaisir à nous regarder, mais ça aurait été un joli spectacle en effet !


En Chine, un télescope offre des données cosmiques au milieu des tensions terrestres

En haut : Fin mars, le radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) est devenu pour la première fois ouvert aux propositions d'astronomes hors de Chine. Visuel : Ou Dongqu / Agence de presse Xinhua via Getty Images

D ans les collines de la province chinoise du Guizhou, un bol rocheux naturel abrite le plus grand radiotélescope à antenne parabolique du monde. Cet instrument, appelé FAST - le radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres - mesure, comme son nom l'indique, 500 mètres, soit environ 1 640 pieds, une taille qui aide les scientifiques à détecter des objets plus éloignés et plus faibles. Et fin mars, FAST a commencé à accepter pour la première fois des propositions scientifiques d'astronomes internationaux.

Le timing n'aurait pas pu être meilleur. En août 2020, un câble de support du prochain plus grand télescope de ce type – qui fait partie de l'observatoire d'Arecibo à Porto Rico, le seul télescope de sa catégorie aux États-Unis – s'est cassé. Un autre câble a suivi quelques mois plus tard. Puis, en décembre, avec une bouffée de poussière, la plate-forme d'instruments massive qui était autrefois suspendue au-dessus du télescope s'est écrasée, détruisant la parabole de 305 mètres.

En rapport

Cette disparition a laissé des astronomes comme James Cordes de l'Université Cornell dans la confusion. Cordes étudie des objets étranges appelés pulsars, des noyaux en rotation qui restent lorsque des étoiles géantes explosent à la fin de leur vie. Les restes, s'ils sont orientés dans le bon sens, projettent des ondes radio vers la Terre, comme des phares très éloignés. Avec Arecibo hors de la table, Cordes – et de nombreux autres astronomes qui ont utilisé Arecibo pour étudier l'évolution des étoiles et découvrir des galaxies lointaines – se sont retrouvés avec une option de moins, et aucune option aussi sensible, pour faire leur travail.

Jusqu'à ce que FAST leur soit ouvert, pour la première fois depuis la fin de sa construction en 2016. Après cet achèvement initial, les scientifiques et les ingénieurs ont passé des années à le mettre en service et à le mettre en service scientifiquement complet. Ils l'ont jugé prêt à recevoir des propositions d'utilisateurs potentiels en Chine au début de l'année dernière. "Le calendrier était très serré et il était extrêmement difficile de tout préparer pour l'ouverture au monde à ce moment-là", a écrit Keping Qiu, professeur à l'École d'astronomie et de sciences spatiales de l'Université de Nanjing, dans un e-mail à Undark. Qiu dirige le comité qui évaluera les idées reçues et a ajouté : « Le groupe FAST a travaillé très dur au cours de la dernière année, et maintenant le télescope fait un pas en avant » en s'ouvrant sur le monde.

Si les idées des chercheurs internationaux sont retenues, elles obtiendront environ 10 % du temps du télescope, les 90 % restants allant aux scientifiques chinois. "Nous nous attendons à ce que FAST prenne non seulement la place d'Arecibo pour soutenir les astronomes faisant de la bonne science dans des domaines de recherche pertinents", a déclaré Qiu, "mais également faire des percées et ouvrir de nouvelles fenêtres pour la recherche en radioastronomie".

Cette nouvelle ouverture reflète la façon dont fonctionnent de nombreux grands observatoires dans le monde, dans lesquels une politique de ciel ouvert permet à n'importe qui de n'importe où de rivaliser pour le temps d'observation. Cela reflète également les efforts plus larges de la Chine pour accueillir des installations de classe mondiale que les chercheurs étrangers envient – ​​un flex de muscle mondial. Mais les tensions et les soupçons scientifiques sont actuellement élevés entre les États-Unis et la Chine : les chercheurs américains sont de plus en plus critiqués pour avoir pris de l'argent non divulgué de la Chine, les États-Unis craignent que leur rival ne veuille voler la propriété intellectuelle, et des restrictions concrètes existent pour certains scientifiques de aiment travailler au-delà de ces frontières particulières. La loi fédérale actuelle aux États-Unis, par exemple, limite sévèrement la NASA et ses scientifiques de travailler sur des projets avec la Chine et ses scientifiques. Il s'avère que la collaboration se fait rarement sans complication.

Mais les astronomes américains et chinois espèrent tous deux que cette opportunité particulière fonctionnera néanmoins sans heurts pour les deux parties. « Les observatoires estiment généralement qu'ils bénéficient d'un afflux. Plus il y a de gens de plus d'endroits qui passent et utilisent le télescope », a déclaré Cordes. « Cela soulève en quelque sorte tous les bateaux, cette marée montante. »

C ordes et ses collègues espèrent utiliser FAST à un moment donné pour travailler sur un projet appelé NANOGrav (abréviation de North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves). Le groupe regarde pour voir si les impulsions des pulsars, qui émettent comme sur des roulettes, arrivent en retard ou arrivent en avance. Dans l'ensemble, ce calendrier désordonné indique que des ondulations dans le tissu de l'univers appelées ondes gravitationnelles étirent ou écrasent ledit tissu. Mais pour faire le travail, les astronomes doivent espionner toutes les deux semaines un réseau de pulsars, pour lequel ils avaient déjà utilisé à la fois Arecibo et le prochain plus grand instrument américain, le télescope Green Bank en Virginie-Occidentale. Lorsque Arecibo s'est effondré, l'équipe s'est retrouvée à la recherche d'un nouvel instrument.

« Les observatoires estiment généralement qu'ils bénéficient d'un afflux. Plus il y a de gens de plus d'endroits qui passent et utilisent le télescope. « Cela soulève en quelque sorte tous les bateaux, cette marée montante. »

Maura McLaughlin, chercheuse principale chez NANOGrav et professeure de physique et d'astronomie à l'Université de Virginie-Occidentale, envisage également de suggérer au télescope FAST de comparer les «transitoires radio rotatifs» ou RRAT – essentiellement des pulsars qui scintillent à l'occasion. Son groupe de recherche a découvert quelques RRAT difficiles à détecter à l'aide d'Arecibo. Avec l'incapacité de suivre à l'aide de cet instrument, FAST est désormais "vraiment le seul télescope possible", a déclaré McLaughlin.

Qiu s'attend à voir des propositions sur tout, de la chimie compliquée entre les étoiles aux puissantes explosions d'ondes radio dont l'origine reste un mystère. Loren Anderson, également professeur de physique et d'astronomie à WVU, s'intéresse à ce que FAST pourrait révéler sur la façon dont les grandes étoiles affectent l'espace qui les entoure et inhibent la formation de nouvelles étoiles, des recherches qui peuvent aider les scientifiques à comprendre l'évolution de notre galaxie. "Quand ils ont commencé FAST, Arecibo fonctionnait en très bonne santé", a-t-il déclaré. « Et maintenant, c'est mort. Et donc je pense que cela fait de FAST un instrument plus attrayant. Il est désormais unique au monde.

FAST sera également la clé des études sur l'hydrogène gazeux neutre, un élément fondamental de l'univers. Un instrument FAST devrait s'avérer utile pour cette enquête. Conçu et construit par des ingénieurs australiens, le récepteur permet à FAST d'observer simultanément 19 points distincts dans le ciel.

Sur des projets comme celui-ci, les radioastronomes chinois et australiens collaborent souvent - en partie parce qu'ils ont une relation existante à travers un autre effort de télescope appelé Square Kilometer Array, un projet dont les États-Unis ont abandonné en 2011. Parmi les efforts les plus ambitieux de l'astronomie, le réseau comprendra un réseau de milliers de paraboles et jusqu'à un million d'antennes, réparties en Afrique du Sud et en Australie, qui formeront ensemble un télescope géant.

Mais la collaboration scientifique avec la Chine peut devenir compliquée pour les scientifiques américains. Des enquêtes récentes aux National Institutes of Health, par exemple, ont conduit au licenciement ou à la démission de dizaines de personnes qui n'ont pas divulgué de financement étranger ou de participation à des programmes de talents étrangers – et 93% des enquêtes impliquaient la Chine.

Une politique de 2011 rend la collaboration particulièrement difficile pour certains scientifiques fédéraux. La législation, familièrement appelée amendement Wolf, interdit à certaines agences gouvernementales américaines de travailler avec la Chine sans consultation du FBI et notification du Congrès. La stipulation est venue à la demande de Frank Wolf, alors un représentant de la Chambre de Virginie. "Il avait, faute d'un meilleur mot, peur que nous donnions nos secrets technologiques à l'un de nos plus grands concurrents", a déclaré Makena Young, chercheuse associée au Center for Strategic and International Studies. La législation pourrait empêcher la NASA, le Bureau de la politique scientifique et technologique et le Conseil national de l'espace de travailler sur des programmes bilatéraux ou des collaborations avec la Chine.

En rapport

Bien que la disposition reste dans les livres, plus de coopération s'est produite récemment que par le passé. En 2019, lorsque la Chine a envoyé son vaisseau spatial lunaire, Chang'e 4, sur la face cachée de la lune, l'un des orbiteurs lunaires de la NASA a pris une photo du rover après son atterrissage. En ce qui concerne les programmes spatiaux, Young a déclaré: "C'est vraiment la plus grande représentation de la collaboration au cours de la dernière décennie."

Selon Young, l'amendement nuit à l'innovation scientifique, limite la diversité des perspectives, et pousse la Chine à « concurrencer encore plus ce que nous faisons », a-t-elle déclaré.

En dehors de ces restrictions fédérales et exigences de divulgation, cependant, les radioastronomes américains peuvent travailler et travaillent avec la Chine. Les scientifiques de Green Bank, par exemple, ont été consultés sur le développement de FAST. McLaughlin a une subvention de la National Science Foundation qui envoie ses étudiants de l'Université de Virginie-Occidentale en Chine chaque été. Elle craignait d'inclure cet échange dans sa demande de subvention, pensant qu'elle pourrait rencontrer des restrictions ou un examen plus approfondi, mais ce n'était pas le cas. "Nous n'avons eu aucun problème avec cela", a-t-elle déclaré.

La participation de la Chine à l'International Pulsar Timing Array, une entreprise mondiale qui rassemble des projets à plus petite échelle comme NANOGrav, n'a pas non plus affecté la capacité de NANOGrav à obtenir un financement américain, selon McLaughlin. Elle est reconnaissante, scientifiquement et personnellement. « La plupart des collègues chinois avec qui nous travaillons très étroitement, nous les connaissons très bien », a-t-elle déclaré. "Il y a beaucoup de confiance mutuelle."

Cette confiance peut être la clé de la recherche, car une connexion avec des installations chinoises est désormais nécessaire pour certains types de recherche. La plupart des observations que McLaughlin et son équipe aimeraient faire, a-t-elle déclaré, ne peuvent se produire sans de tels télescopes vraiment massifs.

Que la Chine abrite le plus grand télescope du monde n'est pas une anomalie ponctuelle : le pays a renforcé sa présence scientifique mondiale au cours des deux dernières décennies. En astronomie, par exemple, le pays a récemment lancé deux satellites qui surveillent le ciel entier pour certains des événements les plus brillants de l'univers, appelés sursauts gamma. Les deux observatoires gamma de la NASA ont 17 et 13 ans. La Chine a également récemment construit un laboratoire de physique profondément sous terre, où la terre au-dessus le protège et permet une collecte de données vierges, et le pays prévoit de construire un radiotélescope orientable un peu plus grand que Green Bank.

"Il avait, faute d'un meilleur mot, peur que nous donnions nos secrets technologiques à l'un de nos plus grands concurrents.”

Sur le plan de la collaboration, la Chine prévoit de partager des échantillons de son atterrisseur lunaire Chang'e-5, qui est retombé sur Terre en décembre 2020, avec la communauté internationale (bien que la politique américaine puisse empêcher une partie de ce partage).

Une telle infrastructure et cette collaboration aident à la progression de la science elle-même. Mais ils fonctionnent aussi comme des outils politiques. La prouesse scientifique n'est pas seulement la poursuite de la connaissance pure : c'est aussi une forme de ce que les politologues appellent le soft power.

"Le soft power est la capacité d'influencer les autres en leur offrant ce qu'ils veulent", a déclaré Victoria Samson, directrice du bureau de Washington à la Secure World Foundation, un groupe de réflexion sur la durabilité de l'espace. Parfois, cela ouvre des possibilités de collaboration dans d'autres domaines sans rapport, comme le commerce. L'idée générale, poursuit Samson, suit la maxime « Vous attrapez plus de mouches avec du miel qu'avec du vinaigre ».

Kevin Pollpeter, chercheur spécialisé dans le programme spatial chinois au CNA, un groupe de réflexion qui travaille avec des agences allant de la NASA à la National Science Foundation en passant par le ministère de la Défense, est d'accord avec la logique de Samson. « Il ne s’agit pas de larguer des bombes sur les gens ou de les menacer », a-t-il déclaré. « Il s'agit davantage de montrer que vous pouvez gagner en influence en augmentant votre prestige ou votre statut. » Les États-Unis visaient à être les premiers sur la lune, par exemple, pour montrer leur force pendant la guerre froide. La Chine a maintenant mis à disposition un énorme télescope après la chute de son concurrent. "Ce n'est qu'un autre exemple de leur capacité à fournir quelque chose que les États-Unis ne peuvent pas actuellement", a déclaré Samson.

Qiu a déclaré que la principale motivation de l'ouverture du télescope est axée sur la recherche et que le calendrier était basé sur le moment où FAST, qui a passé l'inspection technique et la validation scientifique au début de 2020, était prêt pour les heures de grande écoute. « Les télescopes sont construits pour l'astronomie, pour la science. Et les astronomes qui font de la recherche observationnelle souhaitent utiliser des télescopes partout dans le monde, tant que les télescopes répondent à leurs besoins scientifiques », a-t-il déclaré. "Mais nous serons également très heureux de voir qu'une telle ouverture joue un rôle positif dans l'échange culturel et montre l'importance de la collaboration internationale."

Sarah Scoles est une journaliste scientifique indépendante basée à Denver, un écrivain collaborateur à Wired et un éditeur collaborateur à Popular Science. Elle est également l'auteur des livres Making Contact: Jill Tarter and the Search for Extraterrestrial Intelligence and They Are Déjà Here: UFO Culture and Why We See Saucers.


Découvrez ces objets impressionnants dans le ciel nocturne

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Les gens recherchent souvent des choses intéressantes à faire la nuit. Eh bien, voici un secret : il vous suffit de sortir et de lever les yeux vers le ciel. Croyez-moi, il y a des choses super géniales à voir. Posez simplement votre téléphone et levez les yeux. Ici, je vais passer en revue toutes les meilleures choses à regarder.

Tout d'abord, parlons des télescopes et des jumelles. Je vais aller de l'avant et le dire - si vous n'avez pas de télescope, ne vous inquiétez pas pour le moment. Un beau télescope coûte cher et vous avez en quelque sorte besoin de savoir ce que vous faites. En plus de cela, il nécessite une certaine configuration avant de l'utiliser chaque nuit.

Et les jumelles ? Les jumelles sont super. Vous pouvez en obtenir une paire pour pas trop cher, et vous pourriez même les utiliser pour plus que simplement regarder le ciel nocturne. En plus de cela, ils sont assez simples à utiliser. Les jumelles peuvent faire deux choses utiles. Premièrement, ils produisent une image agrandie. Si vous regardez la lune avec des jumelles, vous pouvez voir beaucoup plus de détails dans les cratères qu'à l'œil nu. Voici un petit conseil pour la lune : ne regardez pas la pleine lune. Il est super lumineux et vous ne pouvez vraiment pas voir beaucoup de détails. Si vous attendez un beau croissant de lune mince, vous pouvez voir plus d'ombres des montagnes et des cratères. Croyez-moi.

La deuxième chose que font les jumelles est d'augmenter la capacité de collecte de lumière. Regardez vos yeux (utilisez un miroir). Remarquez la taille de vos pupilles. Ils ne sont pas si gros, n'est-ce pas ? Oh, ils grossissent quand il fait noir. Mais toute la lumière que vos yeux détectent doit venir de vos yeux. Regardez maintenant l'avant d'une paire de jumelles. Notez que les lentilles sont BEAUCOUP plus grandes. Cela signifie qu'ils peuvent collecter encore plus de lumière. Avec une paire de jumelles, vous pouvez voir des choses qui sont autrement trop faibles pour être détectées à l'œil nu dans le ciel sombre. Cela est particulièrement vrai si vous essayez de voir des comètes ou des nébuleuses.

OK, passons à de bonnes choses à voir. Perhaps the best (and simplest) thing to see are the planets. With the naked eye, you can see five of the planets in our solar system (technically you can also see the Earth). The visible planets are Mercury, Venus, Mars, Jupiter, Saturn. The remaining planets (Neptune, Uranus, Pluto) are too far away and too dim to see without a lot of patience and a nice telescope. I mean, Neptune wasn't even discovered until 1846.

So, what planets can you see right now? This is something you'll need to look up for both your location and the date. There are several places to find this information. I personally like heavens-above.com, but EarthSky.com is pretty nice too. Right now, you can see Jupiter and Saturn very close to each other (as viewed from the Earth). It's really pretty cool—you should check it out, because they don't get this near to each other very often. They will be closest to each other around December 21 after that it's going to be difficult to see them as they will be very close to the horizon.

If you get a nice pair of binoculars, it's possible to even see the four biggest moons of Jupiter. Yes, you will need to rest the binoculars up against something solid to keep them steady, but you should be able to see four small points near Jupiter. Those are the moons. As long as you have those binoculars, take a look at Saturn. You should be able to see the rings. It's OK if you can't make them out—you almost have to know exactly what you are looking at to discern them.

Yes, it's not as nice in the city as it is out in the country. The problem is lights and light pollution. We like to think about air as being transparent to visible light, and it mostly is. But mostly transparent means partly not transparent. As an example of the interaction between light and the air, just go outside during the day. When you look up (not at the sun please), what do you see? Yes, you see a nice blue sky. That's the air. Light from the sun enters the atmosphere, and the blue colors are reflected more than other colors—this is called Rayleigh scattering.

What about light pollution? How about this experiment. Go outside during the day and try to look in through a window of a house. There's a very good chance that you won't be able to see anything inside. Is that because there is no light traveling from inside of the house, through the window, and then into your eye? Nope, light does indeed do that. However, light from the sun is also reflected off the window. This reflected light is much brighter than the light that comes from the inside of the house. The reflected light is so bright that you can't see what's inside.

This is what happens during the daytime. Those stars are still out there sending light out into your eyes—you just can't see it because the sky is so bright. Light pollution is just like the daytime sky, except it's at night. Instead of the air scattering light from the sun, it scatters light from street lights and stuff to make it too bright to see all those stars. Yes, I know, it sucks. Just in case you haven't seen the difference between dark skies and light pollution, here are two images (both photos were taken with my iPhone 11). The one on the left is out in the country, on the right is my backyard.

There are two options to deal with light pollution. The first is to have better street lights. If the lights just aim straight down, they illuminate the ground without so much light going up into the atmosphere and brightening the sky. Really, any light from a source that goes horizontal or above horizontal contributes significantly to light pollution. Also, that light pollution light is just wasted energy.

The second option for light pollution problems is to get away from city lights. Actually, I did this recently with my son. We drove an hour and a half away from our house to find some nice dark skies. Websites like lightpollutionmap.info and apps like Light Pollution Map will show you the best locations for dark skies in your area (hopefully not too far from where you live).

OK, there's a third option. Just don't worry about light pollution. There are still plenty of great things to see even in skies that aren't so dark—planets, meteors, the moon. You can still see most of the things below (except for the Milky Way).

If you can get out to some really nice dark skies, you are ready to see some serious stuff. First of course is the Milky Way. It's sad that more people haven't had the chance to see this, at least once. The Milky Way is our own galaxy—a collection of 100-400 billion stars. It's so large that it takes light 185,000 years to travel from one side of the galaxy to the other. HUGE. The structure of our galaxy is in a sort of flat pinwheel with arms spiraling out from the center (we are in one of the arms). Since the galaxy is fairly flat, looking in certain directions you see countless stars. From the surface of the Earth all these stars look like a milky cloud in the sky. That's the Milky Way.

You might be able to see another galaxy—the Andromeda Galaxy. In terms of galaxy distances, Andromeda is fairly close at about 2.5 million light years away. (Here is a review of distance scales in astronomy). If you want to see this galaxy, it's a bit more difficult. You are going to need really dark skies and a nice pair of binoculars with large lenses. It's not about magnification, it's about increasing the apparent brightness of the object. This means that you will be able to see it through the binoculars, but not without them. But if you can see it, you are looking at whole other galaxy. I find that amazing.

Have you seen the International Space Station? Well, there's no excuse. You need to see this. You don't need dark skies, you don't need binoculars. You just need to be outside at the right time (OK, you need clear skies). The ISS orbits the Earth at an altitude of about 400 kilometers (about 250 miles). So, it's really not too far away and it's kind of big—about as wide as a football field. You can't actually see any details of the ISS, but it reflects enough light to be visible. Bonus: You can even take a picture of the ISS with your smart phone and use it to measure its orbital speed.


How to *objectively* measure sky quality ?

.
Skilled visual observers can estimate a star's brightness to 0.1 magnitude. .

#52 Starman1

OK, forgive me--this may be a long post.

There are 4 characteristics of the sky that influence the quality of the night sky at a site:
1) Seeing. This is now being defined as the positional stability of a star image, i.e. its lack or presence of a back and forth motion in the star image.
2) Scintillation. The variation in focus as the star image is alternately brought into and then out of focus by differential lensing in the atmosphere.

1 and 2 do not necessarily go hand in hand, despite the Pickering scale, as astrophotographers well know.

3) Darkness. The absence of light in the sky. There is a limit, of course. We cannot escape atmopsheric oxygen glow or the Zodiacal light or the Gegenschein or the Milky Way.
4) Clarity, or Transparency. This is most easily seen, away from the zenith, as lower extinction, but it could just simply be an absence of particulate matter in the air--one reason high altitudes generally have greater transparency.

You can measure #1 and #2 with photometric instruments and cameras, #3 with a Sky Quality Meter, and #4 can be estimated with star counts and the visibility of certain stars at certain altitudes off the horizon. It possibly can be determined with some of the later generations of All-Sky cameras, though the application of such programs for those is somewhat under-developed.

As for the SQM, which I have used since the beginning and which several of my friends use at the sites they frequent, here are a few useful things that it can be used for:

• Measure different remote sites to determine which is better. I may not easily be able to tell if a magnitude 21.5 site differs from a magnitude 21.7 site, but if both are the same distance, I'll drive to the darker site so I can see fainter targets in the telescope.
• Check new sites to compare to your usual site. You may visit the new site on a bad night (it happens), but it has told me a hundred times that a certain site is not worth revisiting, regardless of the number of amateur astronomers who observe there.
• Check from night to night and hour to hour to steer your observing session. If you discover your site is darker after midnight, wait until then to push your scope to its limits. If the night is poor, spend it observing the brighter, more easily seen, objects and leave the faintest DSOs for better nights. Small differences make big differences in what can be seen in a scope. Since I only get out once a month for an all-nighter at a dark site, I don't want to waste my time on faint targets I have no hope of seeing.
• Compare your readings over time with the Bortle Scale to see how it compares to your site and to put actual numbers on the scale. I’ve determined that, at my site, mag.21.3 corresponds to about the Bortle Class 3.
• Send your data to the International DarkSky Association. With enough data, they can target the worst local offenders to make the biggest difference in sky brightness. There are many many success stories here.
• You can accurately gauge how bad your home is, compared to your favorite dark site. If the difference is small, push yourself to observe at home in between outings to the dark site. If, like me (3.5 to 3.9 magnitudes brighter skies at home), your home is really poor, start a lunar observation program at home that you wouldn’t waste your time on when you travel to that dark site.
• Keep a log of your site over the years. This will document the encroachment of lights, and may also display a Solar Cycle variation in readings. I have, unfortunately, watched my most-frequented site go from a blue zone to a dark green zone and lose 0.1 to 0.15 magnitudes of darkness over a decade. it has made me decide to look for an alternative site. The SQM will help me find a site that is consistently darker.
• Eliminate the subjective evaluations of night sky brightness and make your notes more useful. If the brightness is noted in your observation notes, this may tell you what’s visible in certain skies. Correlating what you see in an object (good example: M51) with SQM readings can tell you what level of darkness you need for the type of observing you do.
• Compare your data with the Light Pollution maps on sites such as the ClearDarkSky Clocks site. You will be able to put a number with the color that is better defined than the estimates they used, and you may be able to see a result from altitude changes. I certainly can. Just going down from 8350' to 4000' increases air glow where I observe.
• With the narrow version of the SQM, the SQM-L, you can measure your site in different directions of the compass. This can tell you if you need to find a site a little farther in one direction, or even as little as tell you where you need to set up light shielding. Unfortunately, the two SQMs give different readings when pointed at the zenith.
• Save time in observing by getting a sky brightness measurement in only a few seconds, rather than waste precious observing time counting stars--not to mention that the SQM simply eliminates subjective reports and radical variations in visual acuity from observer to observer.

In the ultimate analysis, if someone tells me his site is "magnitude 4.5", that means nothing to me. It means something to an individual, and if one person keeps records of different sites for his own purposes, that figure can have meaning. But because my eyes may be very different than his, that figure has little relevance for my ability to estimate how dark his site is. On the other hand, if someone states the darkness of his site in SQM figures (and identifies which SQM is used), then I can know EXACTLY how dark his site is. It can determine whether I visit the site, and it may determine what objects I recommend for his future observing programs.

Sure, it's darkest under a fully-cloudy sky. Is that really relevant? Here in SoCal, EVERYONE drives to a dark site because no one lives at dark sites. So no one will spend one to three hours driving to a site if there is any possibility of clouds for more than a few minutes of the night. So clouds are irrelevant to SQM readings. I have records going back ten years, and not one reading was in a cloudy or even partially cloudy sky.

It might be interesting to make a comparison though. At a truly dark site, as clouds come in the sky gets darker. But any site not far from a city will probably get brighter because the clouds will be illuminated and/or reflect city light toward the observer's site.

As for the Bortle Scale, to me there are a LOT of problems with it. I see big differences in the appearance of the night sky among his top 3 ranks, and would want to break it down into as many as 6 to 10 different classifications, while his bottom 4 rankings (6-9) are not classifications I would even observe in except for lunar/planetary viewing. For Deep-Sky, I would put them all into one class: Too Bright.

In contrast, the SQM provides a reasonable, repeatable, non-subjective way of evaluating a night sky. Until something better comes along (and it is: A Night Sky Index for sites. But not yet.), it is far more meaningful than subjective analyses, and I even lump my own into the "not meaningful to others" category unless accompanied by an SQM reading.

Is my point of view the only possible one? Of course not, and it doesn't matter to me if few others adopt an objective rating over a subjective one. Over the years, though, I see more and more observers using SQMs and who describe to me a potential new site based upon its readings. And I can know, from experience, exactly what I'll see when I go there because the scale is objective and repeatable. And that can save hours of driving for poor results.

#53 freestar8n

Like the original poster, I think that DSLR images are likely to prove as good a handle as any on this subject. But I suspect that the analysis will prove tricky.

I was thinking about your comment in the context of what the OP is looking for and I think there is a way to do something with a dslr that could capture much of what is desired in combining sky brightness with transparency. I'm still not sure if there really is any problem just using sky brightness as a guide, because I don't know if there are any sites where one has brighter sky but greater transparency than another site with a dimmer sky - so the brighter one "wins." But I agree it is misleading just to use sky brightness, even measured accurately, as an overall indication of sky quality (ignoring seeing - which is a completely different issue).

I don't know if the metric I propose has been described before, but it is fairly easy to visualize and not too hard to measure. The aim is to capture the inherent contrast of a star relative to the background - which presumably plays a direct role in limiting magnitude for a given person.

I measured one image to yield a value of 76 arc-min^2 - on this "Frank Scale." This is the area of background sky in the green channel needed to match the measured flux from a 6th magnitude star. Using the green channel helps approximate the V magnitude corresponding to scotopic vision.

A good site will have a large number - meaning the sky is faint and the star is bright - so you need a lot of area to match it. If you have a faint site but high extinction, the star will be fainter and the value will be penalized with smaller area.

You can't use this number to calculate directly what any given person will "see" - because that will depend on the person's vision and skill. But for a given person, two sites with the same value should have the same limiting magnitude and overall quality.

This single number doesn't capture the change in quality of the sky with altitude, so you would need measurements at the zenith and at 20 degrees or something to capture that somewhat. If the sky glow is colored, you might also want to measure it in the red and blue channels - but you can do that with a dslr or ccd with filters.

Unfortunately I don't see a way to measure it with dslr unless you capture a "light" image and a "dark" image of the same exposure - so you can subtract and measure the sky brightness per pixel in ADU. You also would need raw data that hasn't been color balanced or noninearly altered. I was able to perform the measurement using a Canon 5dii and Maxim to extract the raw channels and compare measurements to magnitude values from TheSky.

This is an odd kind of anti-photometry because normally in photometry you are trying to remove the effect of the atmosphere and measure the inherent magnitude of objects. But here you are using the raw data to measure brightness relative to the background sky. Everything is linear so there is nothing too tricky once you have the total intensity of the star and the value for the sky background.

The 76 arc-min^2 seems big, but it is 11% of the area of a full moon. This was roughly "mag 5 skies" in the Hudson valley north of NYC. Presumably other sites would have much larger or smaller values. But this is an objective measure with commodity and fairly ubiquitous equipment that is easy to capture without much skill, but does require some analysis to derive the quality value. I could have made a mistake in this measurement but the concept seems ok to me and achieves many of the goals described in this thread.


Commentary

Etymology

According to the Oxford dictionary, the word Astronomy stems from the Greek word 'astronomos', meaning 'star-arranging'

Remarques

One may wonder what, exactly, they are doing with the telescopes. All of the objects that they are required to locate and sketch are visible without optical aid – indeed, using a telescope to look at a constellation is inadvisable, as the magnification prevents one from seeing the entire pattern of stars at once. Furthermore, no indication is given that the students are sketching the magnified appearance of the moon or the planets as seen through their telescopes during the exam, even though they would certainly be able to see craters and mountains on the moon, cloud bands on Jupiter, and Saturn’s rings.

Instead, the telescopes seem to be used as surveying instruments, aiding the students in determining the precise positions of celestial objects so that they can enter them on their charts.

[Harry] had quite forgotten Venus’s position – jamming his eye to his telescope, he found it again and was again on the point of entering it on his chart… (OP31)

From the Earth’s point of view, the heavens appear as a large globe surrounding us – the celestial sphere – with the stars “painted” on its inside surface. Astronomers delineate coordinate lines of right ascension and declination on this sphere, in much the same way that the terrestrial globe is mapped by lines of longitude and latitude. If a telescope is equipped with certain dials (setting circles), it can be used to accurately determine the celestial coordinates of the object at which it points. Perhaps this is the use to which the students are putting their telescopes here.

Of course, just as Omnioculars are able to do magical things such as display pop-up labels, present slow-motion views, and provide extreme close-ups and instant replays (GF8), it is possible that the students' telescopes, while looking like Muggle objects, might have magical properties as well. One could imagine the telescopes charmed to show volcanoes on Io, identify celestial objects with labels, display objects' coordinates, and so on. However, as Rowling makes no mention of these things, it seems simpler to me to assume that they are, in fact, Muggle optical devices. (Except for Fred and George's punching telescope, of course!)

Why is astronomy studied by young witches and wizards in training at Hogwarts? In part, the study of the planets' motions must provide a theoretical base for learning astrological divination (as Firenze explicitly states in OP27). This cannot be the whole story, however, for some of the topics studied in Sinistra's class - the physical characteristics of Jupiter's moons, how to use a telescope, locating objects in the sky - have little to do with fortune-telling, which in Trelawney's class is mostly an exercise in "consultation of timetables and calculation of angles" (GF13).

Perhaps an answer lies in the original meaning of the word “wizard” – wise one. It seems to me that in order to be a wizard, one is expected to have mastered more than just the magical arts one must also have knowledge of the natural world, through the study of such subjects as botany (Herbology), zoology (Care of Magical Creatures), and chemistry (Potions). Studying the cosmos in Astronomy is another example of this. Indeed, the wizards at the Department of Mysteries have an entire room seemingly devoted to understanding the solar system and its many secrets (OP35).


Counting the Dwarf Galaxies of the Milky Way

Title: The total satellite population of the Milky Way
Authors: O. Newton, M. Cautum, A. Jenkins, C. S. Frenk and J. C. Helly
First Author’s Institution: Institute of Computational Cosmology, Durham University, Durham, UK
Status: Submitted to MNRAS, open access

Our home galaxy, the Milky Way, is surrounded by small, “dwarf” galaxies. Astronomers are obsessed with counting how many exist. Pourquoi? In the 1990s, we realized that the prevailing view of the universe as one primarily composed of dark energy and dark matter, called LCDM for short, predicts that the Milky Way should be surrounded by a vast horde of at least a hundred. But perplexingly, we saw only 11 dwarf galaxies. This stark discrepancy has fueled much consternation and many papers, and has been dubbed the “missing satellites problem.”

Since then, it’s been recognized that not all satellites found in simulations form bright galaxies that we can detect. The smallest satellites, in particular, can’t hold onto enough cold gas—the material from which stars are born—to form enough stars to make the galaxy detectable. In addition, bigger and better telescopes that scanned wide portions of the sky have turned up more dwarf galaxies. The Sloan Digital Sky Survey (SDSS) found almost 20 new satellites, bringing the total up to about 30. The ongoing survey called Dark Energy Survey (DES), which surveys the southern skies, has found almost 20 more, and promises to yield more. Additional discoveries by other surveys have pushed the number up to about 55—a drastic increase from the 11 originally known, but still short of 100.

But the surveys pointed to a solution. Both SDSS and DES only observed part of the sky—SDSS covered about a third, and DES will eventually cover a tenth of the sky—so what if there were more in the regions we hadn’t looked? And while both surveys were powerful, they could only see the faintest dwarfs only if they were close. While the Milky Way is about 300 kiloparsecs in size, we can only see the faintest dwarfs about 30-40 kiloparsecs away from us—only about 0.1% of the entire Milky Way volume. To determine the true number of dwarfs in the Milky Way, the authors of today’s paper attempted to correct for the number we can’t see. This is called a “completeness correction.”

To do this, the authors turned to the Aquarius Project, a simulation suite with six realizations of the Milky Way, each run with dark matter only and thus without the bright disk of stars and gas that make up the familiar, visible portion of the galaxy (which only makes up about a fifth of the mass of the galaxy, anyway). For each realization, they made a list of all the satellite galaxies they could find. The authors corrected these lists for a couple pieces of physics the simulations did not include. Satellites orbiting the Milky Way are typically stripped of mass due to the Milky Way’s greater gravitational pull. This can cause satellites to drop below the resolution of the simulation, and artificially disappear. The un-simulated disk of the Milky Way can severely strip satellites of mass to the point where they are destroyed. The authors considered how to account for these physics, and carefully added or subtracted satellites to make up for them.

With the satellite lists in hand, they could finally begin their completeness corrections. For each galaxy we’ve observed with SDSS and DES, the authors determined how much of the Milky Way volume we could see it out to, then asked, “How far down the list of satellites do we need to go before we’d see one in that volume?” After going through each observed galaxy, they got an overall total. The authors repeated this exercise, randomizing the list of simulated satellites each time for each of the 6 simulated Milky Ways in order to determine a reasonable range for the true number of satellites.

Figure 1. The number of dwarf galaxies around the Milky Way. The number that’s been observed as a function of how bright the galaxies are is shown by the black dashed line, while the number the authors extrapolated using dwarfs observed in SDSS and DES are shown via the purple line. Extrapolations with only SDSS or only DES dwarfs are shown the dotted blue and green lines, respectively. Figure taken from today’s paper.

And what did they find? The Milky Way should host about 108-195 total dwarfs. It thus looks like the missing satellites problem might not be so bad after all. With future surveys covering the entire sky, such as the Large Synoptic Survey Telescope coming online soon, we are close to being able to measure—instead of extrapolating—the total number of Milky Way satellites, and determine once and for all whether the missing satellites problem exists.

Featured image: This stunning sky map was created with the first year of data from the Gaia telescope. On the bottom right, you can see the largest dwarf galaxies of the Milky Way, the Large and Small Magellanic Clouds. If you look closely, you can find see all 11 of the original dwarfs! For more information on the image, see here. Credit: ESA/Gaia/DPAC