L’inférence statistique s’intéresse au Cosmos avec CHIME: Big Data, astrostatistique et l’énigme des sursauts radio rapides

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Projet de recherche en collaboration 2021-2024

L’équipe interdisciplinaire de notre Projet de recherche en collaboration (PRC) réunit des chercheurs des domaines de la statistique et de l’astronomie pour répondre aux questions sur les objets les plus énigmatiques de l’astronomie moderne : les sursauts radio rapides (SRR). Les SRR sont de courtes salves de signaux radio extrêmement brillants, de l’ordre de la milliseconde, qui proviennent principalement de bien loin de notre propre galaxie. Le premier SRR a été découvert en 2007, et de nombreux autres ont été découverts depuis, mais on ne sait toujours pas ce que sont les SRR et comment ils produisent des salves d’une telle intensité. Pour compliquer encore les choses, on sait maintenant que certains SRR éclatent à plusieurs reprises, à intervalles irréguliers ou réguliers. Comprendre les SRR en tant que population est essentiel pour découvrir le mécanisme physique qui les crée et pour pouvoir les utiliser comme des sondes précises du cosmos. Le Canada possède le plus grand radiotélescope au monde pour la découverte et l’étude des SRR : l’expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène (CHIME), située près de Penticton, en Colombie-Britannique.  La collaboration CHIME/SRR est composée d’astronomes et de physiciens de tout le Canada qui étudient les données de CHIME pour trouver un grand nombre de SRR et mieux les comprendre en tant que population.  

CHIME a découvert plus de 1000 FRB en deux ans d’exploitation jusqu’à présent, ce qui est plusieurs fois plus que tous les autres télescopes sur Terre réunis. Cependant, les volumes extrêmes de données du CHIME présentent d’énormes défis tels que les données manquantes, la censure, l’incertitude des mesures et les erreurs hétéroscédastiques. De plus, jusqu’à présent, chaque SRR est analysé individuellement, ce qui rend l’analyse longue et difficile. L’objectif de ce PRC est d’aider à développer une méthode statistique robuste pour caractériser plus efficacement des milliers de SRR. Nous nous attaquerons aux défis de CHIME en matière de données volumineuses avec de nouvelles méthodes statistiques pour aider à atteindre l’objectif scientifique de la collaboration CHIME/SRR, qui est de comprendre et de caractériser les SRR en tant que population. Nous espérons que notre PRC aidera également à développer de nouvelles collaborations de recherche à long terme entre les astronomes et les statisticiens au Canada et ailleurs.

Chef d’équipe : 

Eadie, Gwendolyn, Professeure Adjoint, David A. Dunlap Département d’Astronomie et d’Astrophysique, Département des Sciences Statistiques, Université de Toronto

Collaborateurs :

Bingham, Derek, Professeur, Département des statistiques et de l’actuariat de l’Université de Simon Fraser 

Craiu, Radu, Professeur & Directeur, Département des sciences statistiques, Université de Toronto

Gaensler, Bryan, Professeur, Tier 1 Chaire de recherche du Canada, Directeur de l’Institut Dunlap, Co-chercheur à CHIME/FRB, Institut Dunlap d’Astronomie et Astrophysique, David A. Dunlap Département d’Astronomie et d’Astrophysique, Université de Toronto

Stenning, David, Professeur Adjoint, Département des statistiques et de l’actuariat de l’Université de Simon Fraser 

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