Sciences

Télescopes : comment collectent-ils la lumière de l’univers ?

VidéoClassé sous :ALMA , télescopes , interférométrie

Les 66 antennes d'Alma, dans le désert d'Atacama, regardent un ciel que nous ne pouvons voir, en écoutant les ondes radio. Elles peuvent fonctionner ensemble, selon la méthode de l'interférométrie. L'analogie des seaux d'eau, montrée dans cette vidéo, est parlante mais elle cache la complexité de la réalisation, qui exige de lourds moyens mécaniques et informatiques. Une fois ces questions résolues, Alma, aussi bien placé et aussi bien équipé, est un des plus efficaces instruments d'astronomie actuels.

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Au nord du Chili, tout contre la Cordillère des Andes, à 5.000 m d'altitude, dans le désert d'Atacama, le plus aride du monde, 66 énormes paraboles, de 7 à 12 m de diamètre, pointent vers le ciel. C'est Alma, pour Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, soit, en français, le Grand réseau millimétrique et submillimétrique de l'Atacama, construit par l'ESO (European Southern Observatory).

Pourquoi « millimétrique » et « submillimétrique » ? Parce que ces antennes captent des ondes radio dont la longueur d'onde est de l'ordre du millimètre ou un peu moins (précisément de 0,32 à 3,6 mm), soit à peu près celle des radars de stationnement des voitures. Celles qui viennent de l'espace renseignent sur de nombreux phénomènes invisibles pour nos yeux et donc pour des télescopes classiques. Alma a permis d'étudier des disques protoplanétaires autour de jeunes étoiles, d'observer comme nul autre instrument des « anneaux d'Einstein » (déformations de l'image d'un objet lointain par une grande masse de matière) ou encore de repérer la trace de molécules organiques dans des nuages où sont en train de se former des planètes.

L'interférométrie : des yeux multiples et un gros cerveau

Comme l'explique la vidéo, Alma est un interféromètre. Ce terme signifie que plusieurs instruments (les antennes) sont utilisés ensemble. Il est alors possible d'atteindre la même résolution qu'un instrument géant qui aurait le diamètre du réseau. Comprenons bien le terme « résolution ». Synonyme de pouvoir séparateur, c'est l'angle minimal entre deux points distinguables l'un de l'autre. Là où un télescope ne verrait qu'une étoile, par exemple, une résolution plus élevée pourrait montrer deux astres en couple.

Cependant, comme dans l'analogie des seaux d'eau, la quantité de lumière collectée sera plus faible que celle d'un instrument vraiment géant. Par ailleurs, composer les images venues de 66 antennes n'a rien de simple. Les signaux doivent être synchronisés (ceux de l'antenne la plus éloignée arriveraient sinon avant ceux des plus proches) et analysés en temps réel avec un calculateur de très grande puissance.

© ESO