"Capturer" la lumière invisible (1/4)

La radioastronomie

Pour collecter l'ensemble des informations contenues dans cette lumière invisible émise par les objets célestes, il fallut apporter quelques modifications aux collecteurs de lumière : adapter la taille de leur surface et le matériau dont elle est constituée à la fréquence de la lumière recherchée, par exemple. Ainsi le radiotélescope est-il équipé d'une énorme soucoupe métallique, destinée à dévier et concentrer la lumière vers le foyer. En ce point se forme une image que des détecteurs analysent et convertissent en une série de données numériques, relatives à l'intensité des ondes radio reçues. Les turbulences de l'air n'affectant que très peu ces ondes de grande longueur, nul besoin d'installer ces radiotélescopes au sommet de montagnes. La présence de nuages dans l'atmosphère terrestre ne les perturbe pas non plus, ni mème l'émission radio en provenance du Soleil. La radioastronomie peut donc ètre pratiquée de tous temps et toute la journée durant.

Bien que la taille des collecteurs primaires équipant les radiotélescopes soit largement supérieure à celle des miroirs équipant les télescopes optiques, la netteté des images obtenues est bien inférieure. A diamètre égal en effet, cette netteté est inversement proportionnelle à la longueur de l'onde étudiée. D'où l'idée de faire fonctionner plusieurs radiotélescopes en interférométrie : disposés en plusieurs points répartis sur une surface assez étendue, leurs collecteurs primaires reçoivent les mèmes informations en provenance d'un objet céleste donné, à des instants différents. En mesurant le déphasage des signaux reçus, il devient possible de connaître, avec exactitude, la position de tout objet dans le ciel, donc de dresser des cartes radio du ciel avec une précision qui approche et bien souvent dépasse celle des télescopes optiques.

La précision des résultats obtenus est d'autant meilleure que le nombre de radiotélescopes impliqués est grand, bien évidemment. Citons, à titre d'exemple, ces 27 radiotélescopes mobiles de 25 mètres de diamètre chacun, disposés sur des rails formant une structure en Y de plus de 36 km d'envergure. Ils fonctionnent en interférométrie depuis le début des années 80, date à laquelle cet ensemble connu sous le nom de VLA (Very Large Array) fut installé dans le désert du Nouveau Mexique ; les images obtenues sont de qualité équivalente à celle donnée par un radiotélescope de 25 km de diamètre ! Le VLBA (Very Large Baseline Array) consiste quant à lui en une série de 10 radiotélescopes reliés entre eux et répartis sur une zone s'étendant des îles Vierges, dans l'Atlantique, à Hawaï, dans le Pacifique, en passant par les Etats-Unis ; en les éloignant de la sorte, l'on augmente d'autant le déphasage entre les signaux reçus par les uns et les autres, et donc la précision de la mesure. Celle-ci atteint en effet le millionième de seconde d'arc.

Figure de gauche : Le Very large Array au Nouveau Mexique, un ensemble de 27 radiotélescopes
Figure de droite : Le radiotélescope de Jodrell Bank, en Angleterre