En attendant SKA, première lumière pour MEERKAT

En attendant SKA, première  lumière pour MEERKAT
Le réseau SKA comptera à terme deux mille antennes de 13.5 mètres de diamètre. Meerkat compte 64 antennes, dont 16 viennent de produire leur toute première image. Illustration SKA. Crédit photo : science et vie

Ce sera, à n’en pas douter, l’un des instruments scientifiques les plus importants des prochaines décennies. Si le pharaonique projet SKA (Square Kilometre Array) va à son terme, ce réseau de radiotélescopes s’étendant de l’Australie jusqu’à l’Afrique du Sud permettra aux astronomes de percer le mystère de l’origine des étoiles, des trous noirs et des galaxies…

SKA est un projet de « big science » international à plus de un milliard d’euros, comme le LHC, Hubble, Alma ou les futurs JWST et E-ELT. Comme son nom l’indique, il vise à la construction d’un immense radiotélescope virtuel dont la surface atteindrait la valeur prodigieuse de… un kilomètre-carré !

 
La surface d’un télescope, c’est ce qui fait sa puissance. Si votre pupille, s’ouvre, la nuit, jusqu’à 6 mm de diamètre environ, sa surface avoisine 28 millimètres-carré, c’est suffisant pour contempler quelques milliers d’étoiles dans le ciel et voir les planètes comme des points brillants et colorés.

Les miroirs géants actuels du Very Large Telescope, par exemple, offrent une surface de l’ordre de 52 mètres-carré, l’instrument est potentiellement capable d’observer des milliards d’étoiles et de galaxies…

 
Mais la puissance d’un instrument est aussi fonction de la longueur d’onde qu’il observe. L’œil humain, les télescopes d’amateurs, Hubble dans l’espace, etc, observent le rayonnement visible, situé entre 0,4 et 0,8 micromètre de longueur d’onde, même si désormais, la plupart des télescopes professionnels font des incursions dans l’infrarouge, entre 1 et 5 micromètres…

La première image du ciel prise par seulement 16 antennes du réseau Merkaat donne une petite idée du cosmos qu’explorera SKA lorsque 2000 antennes seront en service… L’image, prise à 21 centimètres de longueur d’onde, révèle de lointaines galaxies actives, certaines montrant des jets de plasma brûlant s’échappant de leurs trous noirs géants. Photo SKA.

La première image du ciel prise par seulement 16 antennes du réseau Merkaat donne une petite idée du cosmos qu’explorera SKA lorsque 2000 antennes seront en service… L’image, prise à 21 centimètres de longueur d’onde, révèle de lointaines galaxies actives, certaines montrant des jets de plasma brûlant s’échappant de leurs trous noirs géants. Photo SKA.

Les radiotélescopes, eux, observent des ondes bien plus grandes, et porteuses de moins d’énergie, entre un millimètre et un mètre de longueur d’onde, disons, pour fixer les idées.

Pour observer des astres faibles, et discerner des détails à leur surface, ils doivent être gigantesques… Les antennes d’Effelsberg et Greenbank, mesurant 100 mètres de diamètre, ont une surface de 7800 mètres-carré, les antennes fixes d’Arecibo et de FAST, respectivement de 30 000 et 70 000 mètres-carré…

 

C’est avec ces chiffres en tête qu’il faut tenter d’imaginer ce que sera SKA, et son kilomètre-carré de surface ! L’engin sera constitué de deux essaims d’antennes, l’un en Australie, l’autre en Afrique du Sud, lesquels pourront bien sûr être couplés entre eux et avec les autres radiotélescopes mondiaux pour synthétiser un télescope global, grand comme la Terre.
Il observera entre un centimètre et un mètre de longueur d’onde, et sera capable dans certaines configurations d’offrir des images plus de dix fois plus précises que les images données par Hubble.

La plupart des galaxies observées par Meerkat étaient inconnues des astronomes. Ici, une galaxie elliptique géante dévoile deux immenses jets s’échappant de son trou noir central. Photo SKA.

La plupart des galaxies observées par Meerkat étaient inconnues des astronomes. Ici, une galaxie elliptique géante dévoile deux immenses jets s’échappant de son trou noir central. Photo SKA.

En attendant SKA, les astronomes d’Afrique du Sud achèvent actuellement la construction de son embryon, Meerkat, un réseau de 64 antennes de 13,5 mètres de diamètre utilisant les mêmes technologies que le futur instrument géant.

 

La toute première image produite par ses seize premières antennes et publiée ici donne une idée de ce qui nous attend lorsque Meerkat fonctionnera à plein régime, puis quand le réseau intégrera SKA et ses 200 antennes dans une première phase puis 2000 dans une seconde phase.

Avec, aujourd’hui, une surface équivalente à une antenne de 2200 mètres-carré, Meerkat a réalisé une image radio grand champ d’une région lointaine de l’Univers révélant des galaxies à noyaux actifs, certaines expulsant des jets de plasmas depuis leurs trous noirs centraux géants.

 
Un très grand champ de vision, et une résolution exceptionnelle, telles seront les caractéristiques de SKA dans le domaine radio. Sa capacité à obtenir des images du ciel sera comparable à celle des télescopes optiques, mais dans des longueurs d’onde un million de fois plus grandes !

 
L’Univers de SKA, ce sera le cosmos naissant, le monde tel qu’il existait quelques centaines de millions d’années après le big bang, voici plus de treize milliards d’années. SKA verra, espèrent les astronomes, émerger les premières étoiles et les premières galaxies du plasma d’hydrogène primordial, une observation qui semble désormais hors de portée des télescopes optiques, même aux géants du futur.

SKA sera aussi capable d’observer avec une précision étourdissante les environnements des trous noirs géants galactiques, et comme la filiation entre trous noirs géants et galaxies semble s’affirmer au fil des années et des découvertes, c’est, peut-être, l’un des plus grands mystères cosmiques contemporains que l’engin géant lèvera…

 
Reste à construire SKA. Merkaat, son précurseur, va entrer en service l’an prochain, et, depuis cet embryon de réseau installé en Afrique du Sud, SKA va se déployer, à partir de 2018. L’engin devrait commencer à observer au cours des années 2020 et mériter son nom de « réseau de un kilomètre-carré » donc, au début des années 2030…

 
Serge Brunier

Science et vie

Lamia Siffaoui
ADMINISTRATOR
PROFILE

Voir aussi

Laisser un commentaire

Votre adresse électronique ne sera pas publiée. Les champs Exigés sont marqués avec *

Cancel reply