Un gigantesque télescope chinois s’ouvre aux astronomes du monde entier

FAST possède une sensibilité supérieure pour détecter les phénomènes cosmiques, y compris les sursauts radio rapides et les pulsars.

Le plus grand observatoire astronomique du monde s’apprête à s’ouvrir aux astronomes du monde entier, inaugurant une ère d’observations d’une sensibilité exquise qui pourrait aider à la chasse aux ondes gravitationnelles et à sonder les mystérieuses explosions fugitives de rayonnement connues sous le nom de fast radio burst, FRB.

Le radiotélescope sphérique à ouverture cinq cents mètres (FAST) dans le sud de la Chine vient de passer une série d’évaluations techniques et de performances, et le gouvernement chinois devrait donner à l’observatoire le feu vert final pour commencer à fonctionner pleinement lors d’une réunion de révision prévue le mois prochain. « Nous ne voyons pas d’obstacles pour le reste de la transition « , dit Di Li, le scientifique en chef de FAST. « Je me sens à la fois excité et soulagé. »

Ce projet complexe n’a pas été sans difficultés – il a été conçu de façon radicale et a d’abord eu du mal à attirer du personnel, en partie à cause de son éloignement. Mais les retombées pour la science seront immenses. FAST captera les ondes radio d’une zone deux fois plus grande que le télescope suivant, l’observatoire d’Arecibo à Porto Rico, le plus grand télescope à un seul plateau.

La taille massive de l’observatoire chinois lui permet de détecter les très faibles murmures d’ondes radio provenant de diverses sources dans l’Univers, comme les noyaux d’étoiles mortes en rotation, appelés pulsars, et l’hydrogène dans les galaxies éloignées. Il explorera également une frontière de la radioastronomie – en utilisant les ondes radio pour localiser les exoplanètes, qui peuvent abriter une vie extraterrestre.

Depuis le début des essais en 2016, seuls des scientifiques chinois ont été en mesure de diriger des projets d’étude des données préliminaires du télescope. Mais maintenant, le temps d’observation sera accessible aux chercheurs du monde entier, déclare Zhiqiang Shen, directeur de l’Observatoire astronomique de Shanghai et coprésident du comité de supervision FAST de l’Académie chinoise des sciences.

« Je suis très excitée de pouvoir utiliser le télescope « , dit Maura McLaughlin, radioastronome à l’Université West Virginia à Morgantown, qui veut utiliser FAST pour étudier les pulsars, y compris les chasser dans des galaxies à l’extérieur de la Voie lactée, qui sont trop faibles pour être vues avec des télescopes courants.

Au cours de la phase d’essai, le télescope a découvert plus de 100 pulsars.

Les yeux au ciel

Le télescope de 1,2 milliard de yuans (171 millions de dollars américains), également connu sous le nom de Tianyan ou  » Eye of Heaven « , a mis une demi-décennie pour être construit dans la dépression de Dawodang, dans la province du Guizhou, au sud-ouest de la Chine. Son plat de 500 mètres de large est composé d’environ 4 400 panneaux individuels en aluminium que plus de 2 000 treuils mécaniques inclinent et manœuvrent pour se concentrer sur différentes zones du ciel. Bien qu’il voit moins le ciel que d’autres radiotélescopes de pointe et qu’il ait une résolution inférieure à celle des réseaux multidisques, la taille de FAST le rend particulièrement sensible, dit Li.

En août et en septembre, l’instrument a détecté des centaines de salves provenant d’une source de salves radio rapides répétées (FRB) appelée 121102. Plusieurs de ces salves étaient trop faibles pour être perçues par d’autres télescopes, dit Li. « C’est une nouvelle très excitante « , dit Yunfan Gerry Zhang, qui étudie les BSF à l’Université de Californie, Berkeley. Personne ne sait ce qui cause les explosions mystérieuses, mais « plus nous avons d’impulsions, plus nous pouvons en apprendre sur elles », dit-il.

FAST n’examine qu’une infime fraction du ciel à un moment donné, ce qui fait qu’il est peu probable que l’on découvre de nombreux nouveaux FRBs, qui sont éphémères et se produisent dans des endroits apparemment aléatoires. Mais la » sensibilité impressionnante  » du télescope, explique l’astronome Laura Spitler, astronome à l’Institut Max Planck de radioastronomie à Bonn, en Allemagne, sera utile pour faire un suivi détaillé des sources. Des observations répétées pourraient permettre aux scientifiques d’en apprendre davantage sur l’environnement d’où est issu un FRB et de déterminer si les explosions varient en énergie ou si elles se reproduisent selon un schéma établi.

FAST stimulera également les efforts d’une collaboration internationale qui tente de repérer les ondulations dans l’espace-temps alors qu’elles balayent la galaxie, dit McLaughlin. L’International Pulsar Timing Array utilise des radiotélescopes dans le monde entier pour surveiller les émissions régulières des pulsars, à la recherche de distorsions qui révéleraient le passage de ces ondes gravitationnelles à basse fréquence. D’ici les années 2030, FAST devrait avoir accumulé suffisamment de mesures sensibles pour étudier les sources individuelles de telles vagues, comme les collisions de trous noirs supermassifs, dit McLaughlin. « C’est là que FAST va vraiment briller « , dit-elle.

Li dit qu’il est particulièrement enthousiaste à l’idée d’étudier les planètes en dehors du système solaire. Aucune exoplanète n’a encore été détectée de façon concluante par leurs émissions radio, mais la capacité de FAST à repérer les ondes faiblement polarisées pourrait lui permettre de trouver les premiers exemples, dit Li. Les signaux radio polarisés peuvent provenir de planètes dont les champs magnétiques, s’ils sont semblables à ceux de la Terre, pourraient protéger les sources potentielles de vie contre les rayonnements et maintenir les atmosphères des planètes attachées.

Identifier une planète dans le faisceau large de FAST est un défi, car ils sont si faibles et si petits. Mais l’équipe de Li veut améliorer les performances du télescope en y ajoutant 36 antennes de 5 mètres de large chacune. Bien que les plats soient des produits relativement bon marché et prêts à l’emploi, ensemble, ils amélioreront la résolution spatiale de FAST de 100 fois, dit-il.

Li espère que les opérations du télescope de FAST passeront bientôt de près du site éloigné à un centre de traitement de données de 23 millions de dollars en construction dans la ville de Guiyang. Il s’attend à ce que le déménagement dans une grande ville contribue à attirer davantage de personnel technique et d’ingénieurs.

Aujourd’hui, le plus grand défi de l’équipe est de trouver comment stocker et traiter l’énorme quantité de données que le télescope produira. L’équipe négocie actuellement avec le gouvernement chinois pour obtenir des fonds supplémentaires afin d’accroître le stockage des données. « Un examen réussi sera certainement utile, dit-il.

Via Nature

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