Développement de l'astronomie : 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 en question, ce qui explique que l'astronomie non visible ne s'est développée qu'au milieu du siècle dernier.

Le premier domaine de longueurs d'onde non visibles 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.

Parkes
Le radiotélescope de Parkes en Australie, d'un diamètre de 64 mètres. Crédit : Stewart Duff/CSIRO

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 à Porto Rico, qui a été construit en tapissant de plaques d'aluminium une cavité naturelle de 300 mètres de diamètre.

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 de nombreuses informations sur l'objet 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.

VLA
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.



Auteur : Olivier Esslinger

Source : www.astronomes.com/index.html