La recherche a attiré Michael McDonald et il ne lâchera pas | Nouvelles du MIT

Excellent étudiant en mathématiques, en sciences et en informatique, Michael McDonald était néanmoins tiède à l’idée de poursuivre une carrière dans l’un de ces domaines. Ce n’est que lorsqu’il s’est engagé activement dans le processus de découverte lié à la recherche en astronomie qu’il est tombé amoureux professionnellement.

“Je pense que j’aurais pu devenir programmeur dans un univers alternatif, puisque c’est là que j’ai excellé à l’université”, déclare McDonald, professeur associé à l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale du MIT. “Mais ma première expérience de recherche en astronomie était vraiment la première fois que je pensais que c’était peut-être quelque chose que je pourrais faire pour le reste de ma vie.”

Au cours de sa première année à l’Université Queen’s en Ontario, au Canada, McDonald a demandé à un professeur nommé Stéphane Courteau s’il pouvait travailler avec lui pendant l’été. Cet été a tout changé pour McDonald.

“Il m’a donné mon premier aperçu de la recherche et m’a amené au Mauna Kea à Hawaï pour utiliser un télescope de qualité pour la recherche pour la première fois”, dit-il. “Ce fut une expérience qui a changé ma vie, et j’ai immédiatement creusé dans la recherche et je n’ai pas vraiment ralenti depuis.”

McDonald a obtenu trois diplômes à l’Université Queen’s : deux baccalauréats, un en mathématiques et statistiques et un en astrophysique, et une maîtrise en astronomie. Après avoir obtenu son doctorat en astrophysique à l’Université du Maryland, il a postulé pour des bourses et s’est vu offrir les meilleurs prix canadiens et australiens ainsi qu’un poste non boursier au MIT avec Mark Bautz, chercheur principal et directeur associé au MIT Kavli Institute. pour l’astrophysique et la recherche spatiale.

Ayant vraiment voulu la bourse Hubble ou Einstein de la NASA, McDonald a appris qu’il n’avait raté l’Einstein que d’une place – ils en ont décerné six cette année-là, et il a été classé septième. McDonald dit qu’il a passé beaucoup de temps à « ruminer » avec sa femme sur ce qu’il fallait faire, puis a refusé les bourses canadiennes et australiennes et a pris le poste au MIT afin qu’il puisse présenter une nouvelle demande pour la bourse Einstein et la NASA Hubble l’année suivante.

“J’ai recherché tous ceux qui étaient classés devant moi dans les listes Hubble / Einstein et j’ai identifié les domaines où j’étais plus faible”, dit-il. “J’ai passé cette première année au MIT à travailler de longues heures et à éviter les distractions du mieux que je pouvais, et entre 2011 et 2012, j’ai publié sept articles en tant que premier auteur.”

Offert à la fois à Einstein et à Hubble, McDonald a accepté la bourse Hubble de la NASA.

Aujourd’hui professeur agrégé de physique à l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale du MIT, McDonald est surtout connu pour la découverte de l’amas de galaxies Phoenix. Les chercheurs ont découvert dans les années 1980 que les amas de galaxies étaient remplis d’un gaz chaud et diffus, et que ce gaz devrait éventuellement se refroidir, alimentant la formation de nouvelles étoiles, explique McDonald. Tout au long des années 1990 et 2000, cependant, aucune preuve n’a été trouvée pour ce refroidissement, ou la formation d’étoiles qui en résulte, et les chercheurs ont pour la plupart abandonné l’idée des flux de refroidissement.

En 2012, McDonald et son équipe ont découvert un « flux de refroidissement authentique » dans le cluster Phoenix. À ce jour, “cela reste le seul système de ce type que nous ayons découvert, ce qui en fait un laboratoire précieux pour étudier une variété de phénomènes physiques rares” liés à la nature et aux origines de l’univers, dit-il.

Pour expliquer pourquoi le gaz chaud dans les amas de galaxies devrait se refroidir, pourquoi la plupart des amas ne montrent pas de signes de refroidissement et pourquoi l’amas Phoenix est différent, McDonald a été cité en 2019 en utilisant une analogie, une technique explicative dans laquelle il excelle.

En comparant un amas de galaxies à une tasse de café, il a dit Nouvelles du MIT que, “C’est une tasse de café à 10 millions de degrés, mais même une tasse de café à 10 millions de degrés va refroidir.” Cependant, la plupart des amas de galaxies se comportent davantage comme une tasse de café sur une assiette chauffante. “Le plus chaud est le trou noir au centre de la galaxie, et chaque amas observé a un intérieur chaud.”

Sauf pour le cluster Phoenix.

Le trou noir en son centre n’est pas en mesure d’empêcher le gaz chaud de la galaxie de se refroidir complètement, a expliqué McDonald, ajoutant que c’était comme si la tasse de café à 10 millions de degrés était placée sur le comptoir plutôt que sur un réchaud. plaque, en la laissant refroidir suffisamment pour former de nouvelles étoiles.

L’utilisation par McDonald de telles métaphores, en particulier pour les articles de presse ou lorsqu’il s’adresse au public, est une compétence qu’il trouve extrêmement utile.

“L’immensité et la complexité de l’espace sont vraiment difficiles à saisir pour nous tous, et simplifier les métaphores va très loin”, dit-il. “Je le fais aussi pour moi, ce qui m’aide à comprendre de nouveaux concepts ou découvertes.”

Une autre stratégie que McDonald utilise pour comprendre un concept qu’il trouve difficile consiste à le mettre de côté afin que son subconscient puisse prendre le relais. « Lorsque je suis bloqué sur quelque chose ou que je ne le comprends pas entièrement, j’ai tendance à le mettre de côté assez rapidement et à passer à quelque chose sur lequel je peux progresser », dit-il. « Habituellement, dans les 24 heures, que ce soit au lit, sous la douche ou dans le train, j’ai une percée, puis je reprends le problème.

“En informatique, je gère beaucoup de travaux en arrière-plan.”

La découverte initiale de l’amas Phoenix était basée sur un télescope relativement petit et plus ancien. Au fur et à mesure que l’équipe de McDonald en apprenait davantage, elle a utilisé des télescopes plus puissants, notamment le télescope Magellan au Chili et enfin le télescope spatial Hubble. McDonald dit que les trois images représentant ces phases d’observation – la première publiée en 2012 et la dernière en 2019 – démontrent “comment vous faites de la science”.

“Nous avons d’abord obtenu une image de l’amas Phoenix avec un télescope sur lequel il était facile d’obtenir du temps”, dit-il. “Lorsque nous avons réalisé qu’il s’agissait d’un système passionnant, nous sommes allés dans une installation améliorée, ce qui nous a ensuite motivés à aller dans la meilleure installation.”

“Si nous avions simplement demandé à obtenir les données Hubble immédiatement, nous aurions été ri de la pièce, car nous n’avions aucune raison impérieuse à ce stade de gaspiller la ressource la plus précieuse de l’astronomie. La science prend parfois beaucoup de temps.

Ce processus et les découvertes qu’il produit sont ce qui continue de motiver McDonald.

“Il y a un vieux livre intitulé ‘Cosmic Discovery’ qui a discuté de l’idée que chaque fois que nous regardons le ciel d’une nouvelle manière, avec une technologie considérablement améliorée (que ce soit en qualité d’image ou en longueur d’onde de la lumière), nous découvrons des phénomènes entièrement nouveaux”, a-t-il déclaré. dit. “C’est ce qui me passionne le plus – la nouvelle classe d’objets qui se cache là-bas et pour laquelle nous n’avons même pas encore de noms.”