La
radioastronomie
La lumière
visible est un domaine privilégié pour l’homme, mais elle ne représente qu’une
infime fraction du spectre électromagnétique.
Les autres
domaines de longueur d’onde peuvent aussi nous fournir une incroyable quantité
d’information sur l’Univers.
Évidemment, pour
être en mesure d’analyser cette information, il faut d’abord construire des
instruments capables de détecter les rayonnements non visibles, ce qui explique
que cette astronomie ne s’est développée qu’au milieu du siècle dernier.
Le radiotélescope de
Parkes en Australie, d’un diamètre de 64 mètres. Crédit : Stewart Duff/CSIRO
L’observation
dans les ondes radio
Le premier
domaine de longueurs d’onde non visible à être exploité fut celui des ondes
radio.
Quelques
observations furent accomplies par des pionniers dans les années 1930, mais ce
n’est qu’après la seconde guerre mondiale que la radioastronomie se développa
véritablement. Depuis, elle est devenue l’un des piliers de l’astronomie
moderne.
En particulier,
elle a permit de découvrir certains des objets les plus intéressants de
l’Univers, comme les pulsars, les radiogalaxies ou les quasars. Elle a
également ouvert la voie à l’étude des différents types de nuages d’hydrogène
qui parsèment le milieu interstellaire et où les étoiles naissent.
Par rapport aux
autres lumières, les ondes radio se distinguent par leurs grandes longueurs
d’onde. Pour cette raison, il est nécessaire de recourir à de grandes antennes
appelées des radiotélescopes.
Parmi les
exemples les plus connus, on peut citer le radiotélescope d’Effelsberg en
Allemagne, une énorme antenne parabolique de 100 mètres de diamètre, ou bien le
radiotélescope fixe d’Arecibo, qui a été construit en tapissant de plaques
d’aluminium une cavité naturelle de 300 mètres de diamètre à Porto Rico.
Réseaux
et interféromètres
L’un des
problèmes majeurs de la radioastronomie est la résolution angulaire très
décevante, même avec des télescopes de plusieurs centaines de mètres de
diamètre.
La solution la
plus simple consisterait à augmenter encore la taille des instruments, mais il
n’est évidemment guère envisageable de construire des radiotélescopes d’un
kilomètre de diamètre ou plus.
Les
radioastronomes ont surmonté ce problème en construisant des interféromètres,
c’est-à-dire des réseaux de plusieurs radiotélescopes séparés les uns des
autres.
Si l’on combine
les signaux de différentes antennes observant simultanément le même objet, il
est possible d’obtenir des informations plus détaillées et même de reconstruire
une image de celui-ci. La résolution angulaire de cette image est alors
déterminée par la taille totale du réseau et non celle d’un seul télescope,
d’où la possibilité de voir des détails très fins.
Le VLA (Very Large
Array) au Nouveau-Mexique est constitué de 27 antennes de 25 mètres de
diamètre. Crédit : NRAO/AUI/NSF
L’un des réseaux
les plus célèbres est le VLA, au Nouveau-Mexique, un ensemble de 27 antennes
mobiles qui se répartissent sur une région de 20 kilomètres.
Le VLBA est quant
à lui un réseau de 10 antennes de 25 mètres réparties sur tout le territoire
des États-Unis. Avec cet instrument, la distance maximale entre deux antennes
est de 8000 kilomètres, ce qui permet d’obtenir une résolution angulaire 1000
fois meilleure que les télescope visibles terrestres.
Enfin, les
meilleurs résultats sont obtenus lorsque des radiotélescopes répartis sur
plusieurs continents travaillent ensemble. Cette méthode appelée VLBI a été
testée pour la première fois en 1967 et a permis d’atteindre des résolutions
angulaires 10.000 fois supérieures à celles des télescopes visibles terrestres,
un record toutes longueurs d’onde confondues.
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