Le plus grand radiotélescope au monde est en service
Après des années de construction, le nouveau radiotélescope chinois est en service.
Le télescope, appelé FAST (Five-howred-meter Aperture Spherical Radio Telescope) a une puissance de captage deux fois supérieure au radiotélescope d’Arecibo à Porto Rico, qui possède une antenne de 305 mètres de diamètre. Jusqu’à présent, Arecibo était la plus grande antenne parabolique de ce type au monde.
FAST est composé de 4 450 panneaux individuels et se trouve dans un bassin naturel appelé dépression de Dawodang dans le Guizhou, au sud-ouest de la Chine. Il s’agit d’une antenne parabolique fixe de 500 mètres qui ne peut pas être orientée, et ce n’est pas seulement le dispositif d’écoute le plus sensible du monde, mais aussi le plus grand radiotélescope au monde à ouverture complète du monde. (Le radiotélescope russe Ratan-600 est d’une conception différente, et il n’est pas aussi sensible.)
Il y a encore un petit obstacle pour l’installation. À la fin de septembre, FAST fera l’objet d’un examen final.
“Nous nous attendons à ce que l’examen soit couronné de succès au niveau national, puis nous passerons d’un projet de construction à une installation complète”, a déclaré LI Di, scientifique en chef de FAST et chef de la division radioastronomie de l’Académie nationale des sciences astronomiques de Chine (NAOC). La NAOC supervise le programme FAST.
Dans cet examen national final, FAST doit démontrer qu’il respecte ses spécifications initiales. Ces spécifications ont été définies pour la première fois dans la proposition de conception du télescope en 2008. Selon le NAOC, dans un examen effectué plus tôt en 2019, FAST est déjà aussi sensible, sinon plus, que la spécification de conception originale.
“Une fois cet examen réussi, FAST devient un télescope accepté pour l’exploration de l’Univers”, a déclaré JIANG Peng, ingénieur en chef de FAST et directeur adjoint du FAST Operation and Development Center, NAOC. “FAST est ouvert aux astronomes chinois depuis avril 2019. Après l’acceptation nationale de la construction, il sera ouvert aux astronomes du monde entier.”
LI et Jiang mettent l’accent sur la collaboration internationale lorsqu’il s’agit d’utiliser FAST. Comme LI l’a dit dans un communiqué de presse, “Notre espoir pour FAST est une politique de ciel ouvert, dans le but de faire avancer le travail de l’humanité”.
Bien que FAST ait été entièrement financé par le gouvernement de la Chine, d’autres organisations comme la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization d’Australie ont collaboré au projet. Mais si LI et Jiang sont favorables à l’accès à des scientifiques internationaux (ils ont tous deux travaillé avec le radiotélescope d’Arecibo et les radiotélescopes en Australie), on ne sait pas encore comment cela va se passer. Les décisions d’utilisation dépendront du gouvernement de la Chine.
Les radiotélescopes existent depuis 1937 environ, lorsque l’astronome amateur Grote Reber en a construit un dans sa cour arrière en Illinois. C’était une parabole de 9 mètres, et c’est considéré comme le début de la radioastronomie.
Aujourd’hui, les radiotélescopes sont d’énormes installations. Certains sont monolithiques comme FAST et Arecibo, tandis que d’autres sont des collections de plats individuels couvrant une grande surface, comme le Very Large Array au Nouveau Mexique, qui compte 28 plats séparés de 25 mètres.
Les radiotélescopes sont utilisés pour étudier divers objets astronomiques. Ils sont peut-être mieux connus pour détecter les sursauts radio rapides (FRB) et les pulsars.
Un pulsar se forme lorsqu’une étoile géante s’effondre en une étoile à neutrons en rotation. En tournant, l’étoile à neutrons émet un faisceau de rayonnement intense. Ce faisceau ne peut pas être vu visuellement, mais les radiotélescopes comme FAST peuvent l’écouter. En surveillant le pulsar à l’aide d’un radiotélescope puissant comme FAST, les astronomes peuvent aussi en apprendre davantage sur d’autres phénomènes comme les ondes gravitationnelles.
Les sursauts radio rapides (fast radio burst, FRB) sont des impulsions transitoires d’ondes radio qui durent d’une fraction de milliseconde à plusieurs millisecondes. De nombreux FRB ont été détectés, même trois qui se répètent. Mais jusqu’à présent, leur origine exacte est un mystère, bien qu’ils semblent provenir de l’extérieur de la Voie lactée. Bien que leurs signaux soient faibles une fois qu’ils atteignent la Terre, ils sont extrêmement énergiques ; beaucoup plus que des pulsars. Nous espérons que le FAST nous permettra de mieux comprendre les FRB.
Le FAST fonctionne scientifiquement depuis un certain temps déjà, même s’il n’a pas encore passé son examen final. Les scientifiques qui l’utilisent ont déjà découvert 130 nouveaux pulsars candidats, dont 93 ont été confirmés par d’autres radiotélescopes. Ce sont là d’excellents résultats, surtout si on les compare à l’installation d’Arecibo, qui a découvert 200 pulsars depuis 1968.
En fait, la puissance et la sensibilité de FAST ont aussi produit d’autres résultats. Le 29 août, il a détecté plus d’une douzaine de sursauts de FRB 121102, qui est la première source de FRB répétée jamais découverte. D’autres radiotélescopes importants dans le monde surveillent le FRB 121102 depuis sa découverte en 2012, mais FAST est le premier télescope à détecter autant de salves en si peu de temps. L’équipe scientifique de FAST analyse les données de ces détections et espère faire la lumière sur l’origine des BDDF.
“Notre but est de rattraper notre retard”, a dit LI. “Et finalement des centaines de nouvelles découvertes chaque année.”
Les astronomes de FAST utiliseront également sa puissance pour chercher de l’hydrogène dans l’espace. L’hydrogène est à la fois l’élément chimique le plus abondant et le plus ancien. “Nous allons découvrir de curieuses émissions”, a dit JIANG. “Ces observations pourraient améliorer notre compréhension de la physique des hautes énergies, de l’évolution des étoiles et des galaxies.”
FAST effectuera également deux levés du ciel qui dureront environ cinq ans. Il faudra encore dix ans pour analyser toutes ces données. Néanmoins, comme le dit JIANG, il y a place à la flexibilité dans l’horaire d’exploitation du télescope, afin de poursuivre toute surprise qui pourrait survenir. Les levés prendront environ la moitié du temps d’observation du télescope, laissant place à des objectifs comme la recherche d’exoplanètes à champs magnétiques, qui sont probablement cruciales pour la vie.
“Ces programmes sont simples et rendent compte de la recherche que nous pouvons planifier”, a déclaré LI. “Mais il y a toujours des inconnues connues et des inconnues inconnues qui exigent de la créativité dans la planification.”
JIANG et LI se disent soulagés et excités à l’idée de terminer l’examen final et de permettre à plus d’astronomes de commencer à l’utiliser. On dit aussi que FAST est le résultat des progrès technologiques et scientifiques rapides réalisés en Chine au cours des deux dernières décennies.
“Nous bénéficions de progrès considérables en matière d’infrastructure scientifique et technologique”, a déclaré M. LI. “Nous sommes aussi un contributeur. Nous espérons continuer à contribuer en faisant de FAST non seulement un projet de construction réussi, mais aussi quelque chose qui peut être un repère mondial en radioastronomie.”
Il y a déjà eu un processus de soumission pour les scientifiques qui espèrent utiliser FAST pour poursuivre leurs propres recherches. Dans le cadre de ce processus, FAST a reçu 133 propositions impliquant plus de 500 scientifiques. À l’avenir, on peut s’attendre à un flux constant d’articles scientifiques fondés sur les données de FAST.
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Sources : Curiosity, Universe Today – Traduit par Anguille sous roche
