Une première ligne de base de 7 kilomètres a été atteinte en corrélant deux antennes. Pour les besoins de l'essai, la seconde antenne en question a été installée sur le site de Pampa la Bola, géré par les astronomes japonais d'ASTE, en territoire chilien. © Eso

Sciences

Alma teste un radiotélescope virtuel de sept kilomètres

ActualitéClassé sous :ALMA , Denis Barkats , radiotélescope

Sur le site de l'observatoire Alma au Chili, les observations scientifiques de la période dite early science se poursuivent depuis octobre 2011, tandis que le nombre d'antennes en service augmente. L'installation des « lignes de base », de plus en plus longues, continue elle aussi, réunissant des antennes pour réaliser des instruments virtuels modulables. Le 24 septembre dernier, la plus grande, longue de 7 kilomètres, a été testée en situation réelle. Et la qualité est excellente.

Alma est l'observatoire radio millimétrique et submillimétrique le plus grand et le plus moderne au monde. La mise en service progressive de ses 66 antennes se poursuit. En janvier 2014, 32 étaient en service et aujourd'hui 62 sont présentes sur le site des opérations, à 5.050 m d'altitude sur le plateau de Chajnantor au nord du Chili, dont 22 sur des grandes lignes de base, supérieures à 2 km. Les autres antennes sont celles du réseau compact d'Alma (le cœur de l'observatoire), constitué de 12 antennes de 7 m et 3 de 12 m, et celles installées sur des pads proches du centre (moins de 2 km).

Pour comprendre le fonctionnement d’Alma, il faut savoir que les antennes ne sont pas fixes. Elles sont susceptibles d'être réparties selon plusieurs configurations à l'intérieur d'un site qui couvre 16 km2 et comporte 250 emplacements pour les poser. Lorsqu'il sera pleinement opérationnel, cet interféromètre sera capable de produire jusqu'à 1.291 lignes de base dont certaines mesureront jusqu'à 16 km.

Installé sur le plateau de Chajnantor, au Chili, à plus de 5.000 mètres d'altitude, les 66 antennes de l'observatoire Alma entrent progressivement en service. À l'image, le réseau compact d'Alma. © Rémy Decourt

Installé sur le plateau de Chajnantor, au Chili, à plus de 5.000 mètres d'altitude, les 66 antennes de l'observatoire Alma entrent progressivement en service. À l'image, le réseau compact d'Alma. © Rémy Decourt

Un radiotélescope de 7 km de diamètre...

Avant la mise en service de ces futures lignes de base, il faudra s'assurer du bon fonctionnement des antennes lorsqu'elles seront corrélées. C'est ce que font actuellement les techniciens et scientifiques d'Alma avec les 22 antennes reliées par de longues lignes de base, supérieures à 10 km. Sont contrôlées non seulement l'influence de l'atmosphère et la fonctionnalité de l'instrument avec ces antennes très éloignées les unes des autres, mais aussi les limites du logiciel, qui pilote le tout. Celui-ci doit travailler plus vite et plus dur puisque les opérations et les commandes dépendent pour une bonne partie de la longueur de la ligne de base.

Quand tout fonctionne, il faut encore réaliser des tests scientifiques, avec de véritables observations. C'est ce qui vient d'être fait, le 24 septembre, avec une antenne installée à Pampa la Bola, le site de l'antenne japonaise ASTE, à une distance de 7 kilomètres du réseau compact d'Alma. Les signaux de ces deux antennes ont été corrélés avec succès, ce qui a établi la plus longue ligne de base d'Alma utilisée en situation réelle. Tout s'est techniquement bien passé, mais la satisfaction la plus grande fut celle des scientifiques qui, à l'analyse des franges submillimétriques obtenues, ont découvert leur très bonne qualité. À terme, cette ligne de base, quatre fois plus longue que les précédentes, permettra d'étendre considérablement les performances d'Alma.

Les performances du radiotélescope Alma sont donc en train de croître rapidement. Rappelons que ce couplage permet d'atteindre la résolution d'un instrument dont le diamètre serait égal à la distance séparant les deux antennes corrélées. Cette expérience a donc créé un radiotélescope virtuel de 7 kilomètres de diamètre.

Les premières formes de l'Univers rendues visibles ?

Avec de telles résolutions, et à titre d'exemple, Alma sera capable d'imager des objets à peine résolus aujourd'hui comme Io ou Titan. Dans le domaine de la formation des étoiles, on s'attend à ce que cet observatoire soit capable de détecter les premiers sillons planétaires et d'imager les régions internes des enveloppes circumstellaires d'astres évolués. En cosmologie, la grande sensibilité d'Alma permettra d'augmenter considérablement la statistique des galaxies détectées à grands redshifts. En particulier, il sera possible d'explorer l'émission des poussières qui sont les premiers objets à se former dans l'Univers à la sortie de l'Âge sombre et d'en détecter d'autres qui contribuent au fond cosmologique dans l'infrarouge lointain.

Nous n'en sommes pas encore là. Un nouveau cycle de la période dite early science reprendra début décembre. Les antennes vont retrouver leurs places initiales, avec une configuration beaucoup plus compacte, de sorte que l'observatoire va passer de lignes de base de plus de 10 km à des lignes de moins de 165 m.

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