Le radiotélescope européen Noema atteint sa pleine puissance

Publié par Redbran le 02/10/2022 à 13:00
Source: CNRS
Installé dans les Alpes françaises, le radiotélescope Noema1 vient d'atteindre ses pleines capacités devenant ainsi le plus puissant radiotélescope millimétrique dans l'hémisphère Nord. Il est le fruit d'une collaboration entre le CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...), la Max-Planck-Gesellschaft (MPG, Allemagne) et l'Instituto Geográfico Nacional (IGN, Espagne). Construit et géré par l'Institut de radioastronomie millimétrique (L'Institut de radioastronomie millimétrique ou Iram a été fondé en 1979. Il est le résultat...) (Iram) et déjà à l'origine de découvertes majeures, Noema est maintenant prêt à réaliser des observations sans précédent.


L'observatoire Noema, équipé d'un réseau de douze antennes radio.
© Jérémie BOISSIER/IRAM/CNRS PHOTOTHEQUE

Huit ans après l'inauguration de sa première antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de...) en 2014, ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) majeur est désormais accompli. Avec douze antennes de 15 mètres pouvant être déplacées sur des voies allant jusqu'à 1,7 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...), Noema est un nouvel outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) unique pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) en astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...). Son pouvoir de résolution (En optique, le pouvoir de résolution d'un système optique désigne sa capacité à distinguer des...) ainsi que la sensibilité du réseau permettent aux scientifiques de collecter de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) qui a voyagé jusqu'à 13 milliards d'années pour atteindre la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...).

C'est l'aboutissement de plus de 40 ans de collaboration scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) européenne. Fondé en 1979 par le CNRS français et la MPG allemande, rejoints en 1990 par l'IGN espagnole, l'Iram est un leader mondial dans le domaine de la radioastronomie millimétrique2 et Noema désormais son instrument d'excellence. Il est maintenant le plus puissant radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour...) millimétrique dans l'hémisphère Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.).

Les antennes de Noema sont équipées de récepteurs de très haute sensibilité, proche des limites quantiques. Elles opèrent en réseau, avec une technique appelée interférométrie (L'interférométrie est une méthode de mesure qui exploite les interférences...): après avoir pointé toutes les antennes vers une même région de l'espace, les signaux qu'elles reçoivent sont combinés grâce à un super ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...) et leur pouvoir de résolution est alors celui d'un immense télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) qui aurait le même diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) que s'il les englobait toutes.

En modifiant la configuration des antennes, les astronomes peuvent "zoomer" sur un objet céleste (Un astre, ou objet céleste est un objet de l'Univers. Les règles d'accès et...) pour en observer les détails. Les configurations peuvent s'étendre sur des distances de quelques centaines de mètres à désormais 1,7 km et le réseau fonctionne ainsi comme une caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil...) à objectif variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...). Plus la configuration est étendue, plus le zoom est puissant: la résolution spatiale maximale de Noema est si élevée qu'il serait capable de distinguer un téléphone (Le téléphone est un système de communication, initialement conçu pour transmettre la voix...) portable à une distance de plus de 500 kilomètres.

Doté de technologies pionnières, il est l'un des rares observatoires radio au monde (Le mot monde peut désigner :) à pouvoir mesurer simultanément un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de signatures de molécules et d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) - les scientifiques appellent cela des observations multi-raies. Ces nouvelles possibilités d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...), combinées avec à sa haute sensibilité et à sa très haute résolution spectrale et spatiale font de Noema un instrument unique pour appréhender la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par...) de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) interstellaire et des éléments constitutifs du cosmos.


Galaxie spirale ((voir page de discussion)) IC342 dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) de la Girafe (La girafe (Giraffa camelopardalis) est une espèce de mammifère ongulé artiodactyle...). Noema a révélé la présence de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) moléculaire tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) au long des multiples spirales et filaments, preuve que la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) est parsemée d'intenses flambées de formation d'étoiles.
© IRAM/VLA/Mayall/DSS2/A. Schruba

Noema offre aux scientifiques français, allemands et espagnols un accès privilégié et la possibilité d'effectuer des recherches inégalées. Au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...), l'Iram appuie plus de 5000 chercheurs et chercheuses venant du monde entier mènent leurs recherches avec Noema. Il leur permet d'étudier la matière froide du cosmos, à quelques degrés seulement au-dessus du zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr,...) absolu. Avec ses antennes, on peut étudier la formation, la composition et la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) de galaxies entières, mais aussi d'étoiles en formation et en fin de vie (La vie est le nom donné :), de comètes ou de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) des trous noirs, afin de résoudre les questions les plus fondamentales de l'astronomie moderne.

D'ailleurs, Noema est à l'origine de découvertes majeures et a déjà fourni (Les Foúrnoi Korséon (Grec: Φούρνοι...) des résultats sensationnels. Il a par exemple observé la galaxie la plus lointaine connue à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), formée peu de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...) et mesuré récemment la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) du fond diffus cosmologique (Le fond diffus cosmologique est le nom donné au rayonnement électromagnétique issu...) à une époque très précoce de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), une première qui permettra de tracer et de mieux contraindre les effets de l'énergie sombre (En cosmologie, l'énergie sombre est une forme d'énergie hypothétique remplissant tout l'Univers...). Cette année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) également, Noema a découvert le premier exemple d'un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...) à croissance rapide dans le noyau poussiéreux d'une galaxie à flambée d'étoiles, à une époque proche du plus ancien trou noir super-massif connu dans l'Univers. L'observatoire est également à l'origine des dernières découvertes de molécules dans des disques autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de jeunes étoiles, véritables berceaux de formation planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire...).

Noema fait aussi parti du consortium Event Horizon Telescope (EHT) qui a publié en 2019 la première image d'un trou noir ainsi qu'en début 2022 celle du trou noir au centre de notre galaxie. Il a effectué ses premières observations pour la collaboration en 2021 puis 2022. Avec ses douze antennes extrêmement sensibles, il offre au réseau mondial EHT une résolution spatiale et une sensibilité sans précédent. Aux côtés du deuxième radiotélescope de l'Iram, celui de 30 mètres installé en Espagne, Noema permettra à l'EHT de faire des animations avec des détails encore plus précis. Les deux installations sont déterminantes pour la collaboration EHT, pour l'étude et pour la compréhension de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) des trous noirs.

L'observatoire est inauguré ce 30 septembre 2022 en présence d'Antoine Petit, président-directeur général du CNRS, Martin Stratmann, président de la MPG, Rafael Bachiller, directeur de l'Observatorio Astronómico Nacional de l'IGN, Karl Schuster, directeur de l'Iram, Stéphane Guilloteau, président du Comité de pilotage (Le comité de pilotage est un groupe de personnes chargées de veiller au bon fonctionnement d'un...) de l'Iram, et de Reinhard Genzel, prix Nobel de Physique (Le prix Nobel de physique est une récompense gérée par la Fondation Nobel, selon les...) 2020 et membre du comité de pilotage de l'Iram.


Deux des douze antennes du radiotélescope Noema.
© Jeff GRAPHY/IRAM

Notes:
1 - Pour NOrthern Extended Millimeter Array, "réseau millimétrique étendu du Nord" en français. Le nombre d'antennes de Noema est passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) de 6 en 2014 à 12 en 2022. Les voies permettant de les déplacer ont également été allongées de 760 mètres à 1,7 kilomètres pour pouvoir les écarter encore plus.
2 - La radioastronomie millimétrique étudie les lumières dont la longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) est de l'ordre de grandeur du millimètre. Chaque objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) cosmique émet différentes catégories de lumière en fonction de son âge, de sa composition et de sa température: afin d'obtenir une image complète d'un objet, l'astronomie moderne combine des observations de différentes longueurs d'onde, toutes complémentaires les unes des autres.
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