Antennes de l'Australian SKA Pathfinder (ASKAP) à l'observatoire de radioastronomie Murchison du CSIRO en Australie occidentale. Crédit :CSIRO, Auteur fourni
La radioastronomie connaît un essor important, avec la nouvelle technologie, la collecte de données sur les objets de notre univers plus rapidement que les astronomes ne peuvent les analyser.
Mais une fois que ces données sont scrutées, elles pourraient conduire à de nouvelles découvertes étonnantes, comme je l'explique dans ma revue de l'état de la radioastronomie, publié aujourd'hui dans Astronomie de la nature .
Au cours des prochaines années, nous verrons l'univers sous un tout autre jour, et nous sommes susceptibles de faire des découvertes complètement inattendues.
Les radiotélescopes voient le ciel à l'aide d'ondes radio et voient principalement des jets d'électrons voyageant à la vitesse de la lumière, propulsé par des trous noirs super-massifs. Cela donne une vue très différente de celle que nous voyons en observant un ciel nocturne clair en utilisant la lumière visible, qui voit principalement la lumière des étoiles.
Les trous noirs n'ont été trouvés que dans la science-fiction avant que les radioastronomes ne les découvrent dans les quasars. Il semble maintenant que la plupart des galaxies, y compris notre propre Voie Lactée, ont un trou noir super-massif en leur centre.
Des premières découvertes
Les ondes radio de l'espace ont été détectées par l'Américain Karl Jansky dans les années 1930. Depuis, les radiotélescopes – comme la parabole de 64 mètres de Parkes, en Nouvelle-Galles du Sud – a augmenté le nombre de sources radio connues dans le ciel d'une (en 1940) à quelques centaines de milliers.
Puis, au tournant du millénaire, quatre projets portés par les nouvelles technologies ont soudainement augmenté le nombre de sources radio connues de quelques centaines de milliers à environ 2,5 millions. Il s'agissait du Westerbork Northern Sky Survey (WENSS, Enquête du ciel NRAO VLA (NVSS, Faint Images of the Radio Sky at Twenty-cm (FIRST et le Sydney University Molonglo Sky Survey (SUMSS aux Pays-Bas, États-Unis et Australie.
Pendant presque les deux décennies suivantes, il n'y a pas eu d'augmentation significative de ce nombre, parce que personne ne pouvait améliorer de manière significative ce que ces quatre projets avaient fait.
Le graphique montre deux pics du nombre de sources radio détectées dans les principales enquêtes au fil des ans, de la naissance de la radioastronomie aux relevés de nouvelle génération. Crédit :Ray Norris, Auteur fourni
Un groupe de nouveaux télescopes en Australie, Les Pays-Bas, les États Unis, L'Inde et l'Afrique du Sud sont sur le point de libérer de nouvelles technologies qui généreront un nouvel élan dans notre connaissance du ciel radio.
À leur tête, en nombre de sources, est le projet australien de carte évolutive de l'univers (EMU), fonctionnant sur le nouveau télescope Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) de 188 millions de dollars australiens du CSIRO en Australie occidentale.
Pour ASKAP, la nouvelle technologie est l'alimentation à commande de phase révolutionnaire de CSIRO, ce qui permet à ASKAP de visualiser d'énormes zones du ciel à la fois.
Par conséquent, L'UEM à elle seule portera le nombre de sources radio à environ 70 millions, par rapport aux 2,5 millions de sources découvertes jusqu'à présent par tous les radiotélescopes du monde au cours de toute l'histoire de la radioastronomie.
Un changement dans la radioastronomie
Cet énorme essor des connaissances de l'humanité sur le ciel radio a plusieurs conséquences.
D'abord, nous espérons répondre à certaines des questions majeures en astrophysique, comme comprendre pourquoi les trous noirs super-massifs semblent si courants dans l'univers, comment cela régule la croissance et l'évolution des galaxies et comment les galaxies se rassemblent pour former des amas.
Seconde, cela changera notre façon de faire de la radioastronomie. À l'heure actuelle, si je veux savoir à quoi ressemble une galaxie aux longueurs d'onde radio, il y a de fortes chances que je doive gagner du temps de manière compétitive sur un grand radiotélescope pour étudier ma galaxie.
Mais je pourrai bientôt aller sur le web et observer ma galaxie dans les données déjà collectées par l'UEM ou l'un des autres méga-projets. Ainsi, la plus grande partie de la radioastronomie se fera par une recherche sur le Web plutôt que par une nouvelle observation. Le rôle des grands radiotélescopes passera de la recherche de nouveaux objets à l'étude d'objets connus dans les moindres détails.
La radioastronomie pourrait en révéler davantage sur les trous noirs supermassifs que l'on trouve généralement au cœur de nombreuses galaxies. Crédit :ESO/L. Calçada/Impression d'artistes, CC PAR
Troisième, cela changera la façon dont les astronomes font leur astronomie à d'autres longueurs d'onde. À l'heure actuelle, seule une petite minorité de galaxies a été étudiée aux longueurs d'onde radio.
À partir de maintenant, la plupart des galaxies étudiées par l'astronome moyen auront d'excellentes données radio. Cela ajoute un nouvel outil qui peut être utilisé en routine pour découvrir la physique des galaxies, ouvrant grand la fenêtre radio sur l'univers.
Quatrième, avoir de si gros volumes de données change notre façon de faire de la science. Par exemple, si je veux comprendre comment le champ gravitationnel des galaxies proches courbe la lumière des galaxies lointaines, Je trouve actuellement le meilleur exemple unique que je peux, et passez nuit après nuit sur le télescope pour étudier le processus en détail.
Dans le futur, Je pourrai corréler les millions de galaxies d'arrière-plan avec les millions de galaxies de premier plan, en utilisant les données téléchargées sur le Web pour comprendre le processus de manière encore plus détaillée.
Cinquième, et probablement le plus important, l'histoire nous dit que lorsque nous observons l'univers d'une manière nouvelle, nous avons tendance à tomber sur de nouveaux objets ou de nouveaux phénomènes dont nous ne soupçonnions même pas l'existence. Pulsar, quasars, l'énergie noire et la matière noire ont toutes été trouvées de cette manière.
Nouvelles découvertes
Alors, que peut-on attendre de ces nouveaux projets radiophoniques à découvrir ? Nous n'avons aucune idée, mais l'histoire nous dit qu'ils sont presque certains de réserver des surprises majeures.
Faire ces nouvelles découvertes n'est peut-être pas si simple. Fini le temps où les astronomes pouvaient simplement remarquer quelque chose d'étrange en parcourant leurs tableaux et graphiques.
De nos jours, les astronomes sont plus susceptibles de distiller leurs réponses à partir de requêtes soigneusement posées vers des bases de données contenant des pétaoctets de données. Le cerveau humain n'est tout simplement pas à la hauteur pour faire des découvertes inattendues dans ces circonstances, et à la place, nous devrons développer des « machines à apprendre » pour nous aider à découvrir l'inattendu
Avec les bons outils et une perspicacité minutieuse, qui sait ce que nous pourrions trouver.