VIDÉO - Aidez les astronomes à localiser des trous noirs

Publié par Adrien le 26/02/2020 à 08:00
Source: Observatoire de Paris
LOFAR Radio Galaxy Zoo est un nouveau programme de science participative lancé à l'échelle de la planète. Coordonné en France par l'Observatoire de Paris - PSL, le CNRS et l'Université d'Orléans, il donne à quiconque possède un ordinateur la possibilité d'aider la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) à comprendre l'origine des centaines de milliers de sources de trous noirs qui ont été mises au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...) par le radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour capter les ondes radioélectriques émises par les astres. Ces ondes radio,...) LOFAR (Low Frequency Array).


Un exemple de source radio détectée par LOFAR: 3C236 vue par LOFAR.
© LOFAR Radio Galaxy Zoo

Des centaines de milliers de sources ont été découvertes par LOFAR le plus grand radiotélescope jamais construit. Mais d'où viennent ces objets mystérieux qui s'étendent sur des milliers d'années-lumière ? Les astronomes proposent au public de les aider.

Le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...) LOFAR est exploité par l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) néerlandais de radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie qui s'occupe de l'observation du ciel dans le domaine des ondes radio. C'est une science...) (ASTRON). La partie française du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit...) LOFAR est implantée à Nançay, dans le Cher, au sein de la station de radioastronomie de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique équipé de bons instruments permettant d'établir des cartes...) (Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents...) - PSL / CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au...) d'Orléans). Des chercheurs y développent des algorithmes qui rendent possible le traitement des très grandes quantités de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) impliquées dans la synthèse des images radio.

LOFAR poursuit ainsi la construction d'une vaste image du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) radio. Quatre millions de sources ont maintenant été découvertes. Quelques centaines de milliers d'entre elles ont des structures très complexes.


Image optique de la même zone céleste montrant de nombreuses étoiles et galaxies.
© LOFAR Radio Galaxy Zoo

Les images prises avec des radiotélescopes montrent en effet un ciel très différent du ciel constellé d'étoiles et de galaxies que donnent à voir les télescopes optiques. Dans le ciel radio, les étoiles et les galaxies ne sont pas directement visibles, mais les structures détectées présentent des formes complexes. Celles-ci sont liées à de mystérieux trous noirs supermassifs présents au centre des galaxies. La poussière et le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend...) entourant ces trous noirs sont consommés, mais une partie de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière...) s'échappe et est éjectée dans l'espace lointain. Ce mécanisme forme de grands panaches de gaz extrêmement énergétiques, observables par les radiotélescopes.

Alors que l'équipe internationale LOFAR est composée de plus de 200 astronomes de 18 pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...), elle s'avère trop restreinte pour identifier les structures individuelles très complexes. Ainsi les scientifiques participant au projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) LOFAR demandent une aide du public.

Dans le cadre du nouveau projet de science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de connaissances,...) participative LOFAR Radio Galaxy Zoo, les participants sont invités à regarder et à analyser des images de sources radio et à leur associer les galaxies vues par des télescopes classiques. Ceci aidera les chercheurs à comprendre les liens encore mystérieux qui existent entre les galaxies et leur trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en échapper (à l'exception notable de la radiation de...) central qui expulsent des très grandes quantités d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) et de matière dans l'espace environnant.

Le LOFAR Radio Galaxy Zoo fait partie du projet Zooniverse, la plateforme la plus populaire au monde (Le mot monde peut désigner :) pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique,...) participative. Celle-ci est rendue possible par des bénévoles - plus d'un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui...) de personnes dans le monde - qui se réunissent pour aider les chercheurs professionnels. Un tutoriel guide les participants sur la marche (La marche (le pléonasme marche à pied est également souvent utilisé) est un mode de locomotion naturel. Il consiste en un déplacement en appui alternatif sur les jambes, en position debout et...) à suivre.


La galaxie qui héberge le trou noir (Le Trou noir (The Black Hole) est un film de science-fiction réalisé par Gary Nelson, produit par la Walt Disney Pictures et sorti en 1979. L'histoire est inspiré du roman Vingt mille lieues sous les mers de Jules Verne.) à l'origine des jets radio peut être identifiée grâce à la superposition (En mécanique quantique, le principe de superposition stipule qu'un même état quantique peut possèder plusieurs valeurs pour une certaine quantité observable (spin, position, quantité de mouvement etc.)) des deux images.
© LOFAR Radio Galaxy Zoo

Radio Galaxy Zoo: LOFAR

Le projet LOFAR Radio Galaxy Zoo est une collaboration entre l'équipe scientifique des relevés LOFAR et le projet Galaxy Zoo. Il est disponible en sept langues. Site officiel: https://www.zooniverse.org/projects/chrismrp/radio-galaxy-zoo-lofar

Zooniverse

Le Zooniverse est la plus grande plateforme de science participative. Cette recherche est rendue possible par plus d'un million de bénévoles dans le monde. Leur objectif est de permettre une recherche qui ne serait pas possible autrement. La recherche sur Zooniverse débouche sur de nouvelles découvertes, des ensembles de données utiles à la communauté de recherche au sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par...) large et de nombreuses publications.

Vidéo

Tutoriel pour participer au LOFAR Radio Galaxy Zoo

LOFAR

Le télescope LOFAR international (ILT) est constitué d'un réseau européen d'antennes radio, reliés par un réseau fibre optique (Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et sert dans les transmissions terrestres et...) à haute vitesse (On distingue :) courant sur sept pays. LOFAR est exploité par ASTRON (Institut néerlandais de radioastronomie), dont le coeur est situé à Exloo aux Pays-Bas. LOFAR fonctionne en combinant les signaux de plus de 100 000 dipôles d'antenne (En radioélectricité, une antenne est un dispositif permettant de rayonner (émetteur) ou de capter (récepteur) les ondes électromagnétiques.) individuels, en utilisant des ordinateurs puissants pour traiter les signaux radio comme s'ils formaient une "parabole (La parabole est l'intersection d'un plan avec un cône lorsque le plan est parallèle à l'une des génératrices du cône. Elle est un type de courbe dont les nombreuses propriétés...)" de 1 900 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458...) de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le...). LOFAR est sans équivalent compte tenu de sa sensibilité et de sa capacité à l'image à haute résolution (c'est-à-dire sa capacité à créer des images très détaillées), de sorte que les archives de données LOFAR sont la plus grande collection de données astronomiques au monde et sont hébergées à SURFsara (Pays-Bas), Forschungszentrum Juelich (Allemagne) et le Poznan Super Computing Center (Pologne).
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