Le Square Kilometer Array (SKA) est en passe de devenir le plus grand radiotélescope sur Terre. Des scientifiques de l'Université de Bielefeld et de l'Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR) avec des partenaires internationaux ont maintenant examiné le télescope SKA-MPG, un prototype pour la partie du SKA qui reçoit des signaux dans la gamme des fréquences moyennes. L'étude, publié aujourd'hui (24 juillet) dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , montre que le télescope, développé conjointement par le MPIfR et MT-Mechatronics GmbH, peut également être utilisé seul pour fournir des informations sur l'origine de l'univers.

"Le télescope SKA-MPG en Afrique du Sud nous aidera à comprendre le rayonnement de fond cosmique, " dit le Dr Aritra Basu, auteur principal de l'étude et physicien du groupe de travail sur la physique des astroparticules et la cosmologie de l'Université de Bielefeld. Le rayonnement de fond cosmique est une lumière dans la gamme des micro-ondes qui a été produite peu de temps après le Big Bang, et son exploration fournit des informations sur l'origine de l'univers. "Toutefois, les mesures du rayonnement de fond cosmique sont faussées par d'autres effets au premier plan, comme les électrons ultrarapides dans le champ magnétique de la Voie lactée. Afin de mesurer le rayonnement de fond cosmique, nous devons en savoir plus sur ces effets. Notre étude montre que le nouveau télescope est excellent pour étudier le rayonnement de premier plan avec une ultra précision, " dit Basu.

Le télescope SKA-MPG a été développé conjointement par l'Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR) de Bonn et MT-Mechatronics GmbH. L'abréviation "MPG" signifie la Société Max Planck, qui finance le télescope. Le radiotélescope a un diamètre de 15 mètres et peut recevoir des signaux entre 1,7 et 3,5 GHz. Il est actuellement assemblé dans le désert du Karoo en Afrique du Sud. Dr Gundolf Wieching du MPIfR, chef de projet du télescope, prévoit un premier déploiement régulier à l'automne 2019.

Le radiotélescope est principalement conçu comme un prototype pour une partie du SKA qui reçoit des signaux d'une gamme de fréquences radio moyenne. Si le prototype fonctionne bien dans une série de tests, environ 200 de ces télescopes seront construits pour le SKA en Afrique du Sud. Le SKA observera les fréquences radio moyennes et basses. Ce deuxième instrument consistera en des milliers de petites antennes radio pouvant être combinées pour simuler un énorme radiotélescope. Les deux parties du SKA s'étendront ensuite sur un kilomètre carré en Australie et en Afrique du Sud, d'où le nom de « Square Kilometer Array ». "Même avec notre prototype, nous sommes capables de regarder profondément dans l'univers grâce à une conception intelligente du télescope et aux nouveaux développements de la technologie des récepteurs et backend, " dit le Dr Hans-Rainer Klöckner, astrophysicien au MPIfR. "Je suis curieux de voir ce que nous découvrirons une fois que 200 de ces télescopes seront synchronisés pour le SKA." Le SKA sera utilisé, par exemple, pour explorer les ondes gravitationnelles et l'énergie noire, ou pour tester la théorie de la relativité d'Einstein dans des conditions extrêmes.

Le SKA sera la première organisation scientifique mondiale avec des sites sur trois continents :l'Afrique, Australie, et européennes. En outre, des centres de données sont mis en place dans le monde entier. Un défi particulier réside dans le traitement de l'énorme volume de données :le SKA collectera plus de 600 pétaoctets de données d'observation par an, soit l'équivalent de la capacité de stockage de plus d'un demi-million d'ordinateurs portables.

Les instituts de recherche allemands impliqués dans les travaux préparatoires du SKA ont uni leurs forces au sein du « German Long Wavelength Consortium, " dont l'Université de Bielefeld et l'Institut Max Planck de radioastronomie. Les projets du consortium incluent également D-MeerKAT, dans lequel le prototype du télescope SKA-MPG est évalué, par exemple par l'étude récemment publiée. Le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche finance D-MeerKAT en tant que projet de recherche conjoint. Professeur Dr Dominik Schwarz, chef du groupe de travail Bielefeld Physique des astroparticules et cosmologie, coordonnées D-MeerKAT. "Nos investigations avec le télescope SKA-MPG sont une contribution indépendante importante à la cosmologie moderne - avec beaucoup de travail et un peu de chance, nous pourrons peut-être ouvrir une nouvelle fenêtre sur la compréhension du Big Bang, " dit Schwarz.

L'Institut Max Planck de radioastronomie participe à ces projets, via le développement de récepteurs (S-Band) pour les radiotélescopes MeerKAT et également via le prototype de télescope SKA-MPG en préparation pour le SKA.