Voir l’univers invisible : les radiotélescopes d’Alma

Bonsoir,

C’est tout frais, ça date de quelques jours.

ALMA (Atacama Large Millimeter Array), une série de radiotélescopes fonctionnant à l’unisson, vient d’être mise en service sur le plateau d’Atacama, au Chili.

La particularité de ces radiotélescopes, et d’observer l’univers dans le domaine des ondes millimétriques. Concrètement, cela signifie qu’ils l’observent dans des fréquence de rayonnement inférieures à celles de la lumière visible, et même inférieure à celles des infrarouges. En d’autres mot encore plus succincts, ils observent l’univers dans un domaine de la lumière invisible, une lumière dont les fréquence sont tellement basses, que ni les humains, ni les autres animaux Terrestres, ne peuvent la voir.

Les radiotélescopes observant l’univers dans cette gamme de longueurs d’ondes, sont moins affectés par l’atmosphère que ne le sont les télescopes optiques, ce qui fait qu’on peut les placer sur Terre, sans trop de dommage pour les « images » recueillies. Mais ils restent cependant sensibles à la pollution hertzienne, cette pollution que l’on ne perçois pas et qui est produite par les systèmes de communications modernes qui répandent des ondes radios sur toute la planète. Pour cette raison, il faut tout de même les placer dans des régions du monde, isolées de la civilisation.

Bref, retenez que ce sont comme des télescopes, mais au lieu de capter la lumière, ils captent des ondes qui ressemblent beaucoup à la lumière, qui sont de la même nature, mais seulement de plus grande longueur d’onde, et que ça peut former des images aussi, comme avec la lumière visible. La différence, c’est aussi que les couleurs des images ne sont pas les vraies couleurs, mais des couleurs que l’ont choisi d’attribuer en remplacement des couleurs que en fait on ne peut pas voir. C’est donc comme si on venait de mettre en service un gigantesque télescope en fausses couleurs.

Lire l’actualité, rapportée par le journal Le Point : Chili - Les radiotélescopes d'Alma entrent en service (lepoint.fr)


__________________________________________________________________
Quelques images



Image : futura-sciences.com
Les Galaxies des Antennes (je n’invente pas, même si on croirait un jeux de mot, c’est leurs vrais noms), vues par ces mêmes radiotélescopes. Il me semble que ce sont les deux mêmes galaxies que celles de la photo précédente.



Image : futura-sciences.com
Encore les Galaxies des Antennes.



Image : futura-sciences.com
Image virtuelle de la grande et belle famille des radiotélescopes d’Alma.

Je relève quelques petites erreurs tout de même dans cet aperçu.
1- La gamme de fréquence de la lumière visible s'étend (grossièrement) de 450 à 680 nm . Et un nm = 10 puissance - 9 mètre. Alors qu'une longueur d'onde de l'ordre du millimètre est incomparablement plus grande (10 - 3 m)
2- En outre, l'infrarouge a une longueur d'onde plus grande que celle de la lumière visible. Donc le journaliste qui a écrit ferait mieux de s'occuper de la rubrique des chiens écrasés.
Et puis, et surtout, il y a belle lurette que l'image de l'astronome rivé à l'oculaire de sa lunette ou de son télescope est révolue. A présent on observe le ciel dans toute la gamme du rayonnement électromagnétique qui va des rayons gamma (aux fréquences incomparablement plus grandes que celles de la lumière visible) aux ondes radio-électriques qui elles sont de fréquence infiniment plus petites. Et longtemps aussi que les images venues de l'espace sont en fausses couleurs.
L'astronome d'aujourd'hui ne regarde plus, il écoute.

Mais (à 21H15) je m'aperçois de quelle que chose d'étrange. Aurais-tu dans ton texte, changé les mots longueurs d'ondes par celui de fréquence ?
Ou alors, je deviens gâteux.

Oui, c’est bien ça, justement C’est pour ça que l’observation dans le domaine millimétrique est en dehors de domaine visible à l’œil.

Note pour les lecteurs du forum : « nm », est l’abréviation de « nanomètre », qui est une subdivision du mètre, comme l’est le millimètre, mais 1000,000 fois plus petite que le millimètre. Attention aussi à ne pas confondre nanomètre et manomètre Le nanomètre est une unité de mesure de longueur, tandis que la manomètre, est une instrument de mesure de la pression de l’air dans un compresseur.



Ce n’est pas le journaliste qui l'a écris cette phrase, c’est moi. Tu confond longueur d’onde et fréquence. Plus la fréquence est basse, plus la longueur d’onde est élevée, est grande. Les infra-rouges sont bien des rayonnement de fréquences plus basses que la lumière visible, et donc de plus grande longueur d’onde.



L’astronomie optique n’est pas révolue, et l’astronomie amateur à même plus de place encore maintenant dans les découvertes, qu’elle n’en a eu dans le passé; et ces astronomes amateurs utilisent presque toujours des appareils optiques, peu performants, qui leur permette tout de même de scruter le champ large (et c’est là l’intérêt par rapport aux télescope de grandes tailles). Ensuite, on envoie encore des télescope optique en orbite, tout comme on continue à en développer sur le sol Terrestre. Puis pour revenir au caractère exceptionnel de cet événement, c’est l’ampleur du système qui est exceptionnel ici, et non pas l’arrivé de l’observation dans les basses fréquence (ou même les hautes fréquences), qui existe depuis les années 1930. Le caractère exceptionnel n’est pas là.


Oui, et alors ? Ce nouvel ensemble d’appareils n’en est pas moins exceptionnel. Et puis ça n’est pas une raison pour faire connaitre aux gens qui ne connaissent peut‑être pas.


Non, je n’étais pas là au moment où tu étais là, alors peut-être que tu as lu trop vite. Ça vient vite de s’emmêler les pinceaux entre des manières équivalentes de dire les choses.

Un autre instrument encore est prévu, un télescope optique pour la lumière visible et l'infrarouge, avec un mirroir de 40 mètres. C'est le E-ELT, qui signifie European Extremely Large Telescope.

Il y a aura peut être un topic à son sujet. Juste un lien pour l'instant : The European Extremely Large Telescope. Anglais.

Voir aussi le message « Re: Le neutrino est‑il à l’électron ce que que le neutron est au proton ? ».

Voir aussi le sujet « Lisa, futur télescope « voyant » les ondes gravitationnelles ».

ALMA a permis de découvrir que le trou noir au centre de notre galaxie, un a compagnon plus petit mais très grand. Voir ce message : Re: Des nouvelles du ciel.

Un autre moyen encore de voir l’univers invisible, est la détection des neutrinos de haute énergie. Si la direction d’où ils proviennent peut être déterminée avec assez de précision, cette détection accompagnée de sa direction, peut permettre une sorte d’imagerie du ciel.

Les neutrinos de haute énergie ne sont produits que par des événements cosmiques très violents, certaines sources étant même inconnues.

La conférence ci‑dessous parle du réseau d’antenne GRAND, dont les débuts auront lieu l’année prochaine, pour être achevé courant 2030. Ça peut surprendre, mais oui, il s’agit bien d’antennes radio pour détecter des neutrinos. Certains neutrinos ont une petit probabilité d’interagir avec la croûte terrestre, se désintégrant en émettant des particules qui elles‑mêmes vont interagir, avec l’atmosphère cette‑fois. Ces interactions avec l’atmosphère produisent à leur tour leur propre particules secondaires, électriquement chargées. Ces particules chargées sont déviées par le champs magnétique terrestre, selon leur polarité. Les particules de charge positive partant d’un côté et celle de charge négative, d’un autre côté, il se produit une différence de potentiel, comme cette différence de potentiel varie dans le temps, une onde radio l’accompagne. C’est cette onde radio que les antennes vont détecter, pour indirectement détecter les neutrinos.

Un total de 200 000 antennes seront réparties en plusieurs sous‑réseaux, sur des sites favorables à l’observation, en Amérique du sud, Afrique du sud et Chine, à raison d’une antenne par kilomètre carré dans chaque site.

Il faudra attendre au moins une décennie pour les premières détections et donc les premiers résultats, comme le réseau d’antennes ne sera achevé qu’en 2030.

GRAND : dévoiler le ciel en neutrinos d’ultra‑haute énergie — 
Institut d'Astrophysique de Paris — 2020