Plus tôt cette année, les astronomes sont tombés sur une découverte fascinante :des milliers de trous noirs existent probablement près du centre de notre galaxie.

Les images aux rayons X qui ont permis cette découverte ne provenaient pas d'un nouveau télescope à la pointe de la technologie. Ils n'ont même pas été collectés récemment - certaines des données ont été collectées il y a près de 20 ans.

Non, les chercheurs ont découvert les trous noirs en creusant dans de vieux, données archivées depuis longtemps.

Des découvertes comme celle-ci ne feront que se multiplier, alors que l'ère des « grandes données » change la façon dont la science est faite. Les astronomes collectent chaque jour une quantité de données exponentiellement plus importante, à tel point qu'il faudra des années pour découvrir tous les signaux cachés enfouis dans les archives.

L'évolution de l'astronomie

Il y a soixante ans, l'astronome typique travaillait en grande partie seul ou en petite équipe. Ils avaient probablement accès à un télescope optique au sol d'une taille respectable dans leur établissement d'origine.

Leurs observations se limitaient en grande partie aux longueurs d'onde optiques - plus ou moins ce que l'œil peut voir. Cela signifiait qu'ils manquaient les signaux d'une multitude de sources astrophysiques, qui peut émettre un rayonnement non visible de la radio à très basse fréquence jusqu'aux rayons gamma de haute énergie. Pour la plupart, si tu voulais faire de l'astronomie, il fallait être un riche universitaire ou excentrique ayant accès à un bon télescope.

Les anciennes données étaient stockées sous forme de plaques photographiques ou de catalogues publiés. Mais accéder aux archives d'autres observatoires pouvait être difficile – et c'était pratiquement impossible pour les astronomes amateurs.

Aujourd'hui, il existe des observatoires qui couvrent tout le spectre électromagnétique. N'est plus géré par des institutions uniques, ces observatoires de pointe sont généralement lancés par des agences spatiales et sont souvent le fruit d'efforts conjoints impliquant de nombreux pays.

Avec l'avènement de l'ère numérique, presque toutes les données sont accessibles au public peu de temps après leur obtention. Cela rend l'astronomie très démocratique - quiconque le souhaite peut réanalyser presque tous les ensembles de données qui font l'actualité. (Vous aussi, vous pouvez consulter les données Chandra qui ont conduit à la découverte de milliers de trous noirs !)

Ces observatoires génèrent une quantité impressionnante de données. Par exemple, le télescope spatial Hubble, en activité depuis 1990, a réalisé plus de 1,3 million d'observations et transmet environ 20 Go de données brutes chaque semaine, ce qui est impressionnant pour un télescope conçu pour la première fois dans les années 1970. L'Atacama Large Millimeter Array au Chili prévoit désormais d'ajouter 2 To de données à ses archives chaque jour.

Firehose de données

Les archives de données astronomiques sont déjà impressionnantes. Mais les choses sont sur le point d'exploser.

Chaque génération d'observatoires est généralement au moins 10 fois plus sensible que la précédente, soit à cause de l'amélioration de la technologie, soit parce que la mission est tout simplement plus vaste. Selon la durée d'une nouvelle mission, il peut détecter des centaines de fois plus de sources astronomiques que les missions précédentes à cette longueur d'onde.

Par exemple, comparer le premier observatoire de rayons gamma EGRET, qui a volé dans les années 90, à la mission phare de la NASA Fermi, qui fête ses 10 ans cette année. EGRET n'a détecté qu'environ 190 sources de rayons gamma dans le ciel. Fermi en a vu plus de 5, 000.

Le grand télescope d'enquête synoptique, un télescope optique actuellement en construction au Chili, imagera le ciel entier toutes les quelques nuits. Il sera si sensible qu'il générera 10 millions d'alertes par nuit sur des sources nouvelles ou transitoires, conduisant à un catalogue de plus de 15 pétaoctets après 10 ans.

Le réseau kilométrique carré, une fois terminé en 2020, sera le télescope le plus sensible au monde, capable de détecter les stations radar d'aéroport de civilisations extraterrestres jusqu'à 50 années-lumière. En seulement un an d'activité, il générera plus de données que l'ensemble d'Internet.

Ces projets ambitieux testeront la capacité des scientifiques à manipuler des données. Les images devront être traitées automatiquement, ce qui signifie que les données devront être réduites à une taille gérable ou transformées en un produit fini. Les nouveaux observatoires repoussent les limites de la puissance de calcul, nécessitant des installations capables de traiter des centaines de téraoctets par jour.

Les archives résultantes - toutes consultables publiquement - contiendront 1 million de fois plus d'informations que ce qui peut être stocké sur votre disque de sauvegarde typique de 1 To.

Débloquer une nouvelle science

Le déluge de données fera de l'astronomie une science plus collaborative et ouverte que jamais. Grâce aux archives Internet, des communautés d'apprentissage solides et de nouvelles initiatives de sensibilisation, les citoyens peuvent désormais participer à la science. Par exemple, avec le programme informatique Einstein@Home, n'importe qui peut utiliser le temps d'inactivité de son ordinateur pour rechercher des ondes gravitationnelles provenant de la collision de trous noirs.

C'est une période passionnante pour les scientifiques, trop. Les astronomes comme moi étudient souvent les phénomènes physiques sur des échelles de temps tellement au-delà de la vie humaine typique que les regarder en temps réel ne se produira tout simplement pas. Des événements comme une fusion de galaxies typique - ce à quoi cela ressemble exactement - peuvent prendre des centaines de millions d'années. Tout ce que nous pouvons capturer est un instantané, comme une seule image fixe d'une vidéo d'un accident de voiture.

Cependant, il y a des phénomènes qui se produisent sur des échelles de temps plus courtes, en quelques dizaines d'années, des années voire des secondes. C'est ainsi que les scientifiques ont découvert ces milliers de trous noirs dans la nouvelle étude. It's also how they recently realized that the X-ray emission from the center of a nearby dwarf galaxy has been fading since first detected in the 1990s. These new discoveries suggest that more will be found in archival data spanning decades.

Dans mon propre travail, I use Hubble archives to make movies of "jets, " high-speed plasma ejected in beams from black holes. I used over 400 raw images spanning 13 years to make a movie of the jet in nearby galaxy M87. That movie showed, pour la première fois, the twisting motions of the plasma, suggesting that the jet has a helical structure.

This kind of work was only possible because other observers, for other purposes, just happened to capture images of the source I was interested in, back when I was in kindergarten. As astronomical images become larger, higher resolution and ever more sensitive, this kind of research will become the norm.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.