Une équipe internationale d'astronomes a pour la première fois combiné la puissance de 64 paraboles de radiotélescope pour détecter les faibles signatures d'hydrogène gazeux neutre à travers les échelles cosmologiques.

L'exploit a été réalisé à l'aide du télescope MeerKAT basé en Afrique du Sud, un précurseur du plus grand observatoire radio du monde, le SKA Observatory (SKAO), qui sondera l'univers avec des détails sans précédent.

L'un des principaux objectifs du SKAO est de comprendre l'évolution et le contenu de l'univers ainsi que les mécanismes qui entraînent son expansion accélérée. Une façon d'y parvenir est d'observer la structure de l'univers aux plus grandes échelles. À ces échelles, des galaxies entières peuvent être considérées comme des points uniques et l'analyse de leur distribution révèle des indices sur la nature de la gravité et des phénomènes mystérieux tels que la matière noire et l'énergie noire.

Les radiotélescopes sont un instrument fantastique pour cela puisqu'ils peuvent détecter le rayonnement à des longueurs d'onde de 21 cm généré par l'hydrogène neutre, l'élément le plus abondant dans l'univers. En analysant des cartes 3D de l'hydrogène couvrant des millions d'années-lumière, nous sondons la distribution totale de la matière dans l'univers.

Le SKAO, dont le siège est basé à Jodrell Bank, Cheshire, est actuellement en construction. Cependant, il existe déjà des télescopes éclaireurs, tels que le réseau à 64 antennes MeerKAT, en place pour guider sa conception. Basé dans le désert du Karoo et exploité par l'Observatoire sud-africain de radioastronomie (SARAO), MeerKAT finira par faire partie du SKAO complet.

MeerKAT et le SKAO fonctionneront principalement comme des interféromètres, où le réseau de paraboles est combiné en un télescope géant capable d'imager des objets distants avec une haute résolution. "Cependant, l'interféromètre ne sera pas assez sensible aux plus grandes échelles les plus intéressantes pour les cosmologistes étudiant l'univers", a expliqué le co-auteur principal du nouveau document de recherche, Steven Cunnington. "Par conséquent, nous utilisons plutôt le réseau comme une collection de 64 télescopes individuels, ce qui leur permet de cartographier les volumes géants de ciel nécessaires à la cosmologie."

Le mode de fonctionnement à antenne unique a été piloté par une équipe de l'Université du Western Cape, avec plusieurs observations déjà menées avec MeerKAT. Ce projet ambitieux implique de nombreuses autres institutions réparties sur quatre continents. Dans la nouvelle recherche publiée sur arXiv et soumise pour publication, une équipe qui comprend les astronomes basés à Manchester Cunnington, Laura Wolz et Keith Grainge, présente la toute première détection cosmologique utilisant cette technique à antenne unique.

La nouvelle détection est celle d'un modèle de regroupement partagé entre les cartes de MeerKAT et les positions des galaxies déterminées par le télescope optique anglo-australien. Comme on sait que ces galaxies retracent la matière globale de l'univers, la forte corrélation statistique entre les cartes radio et les galaxies montre que le télescope MeerKAT détecte une structure cosmique à grande échelle. C'est la première fois qu'une telle détection est effectuée à l'aide d'un réseau à plusieurs paraboles fonctionnant comme des télescopes individuels. Le SKAO complet s'appuiera sur cette technique et cela marque donc une étape importante dans la feuille de route pour le cas de la science de la cosmologie avec le SKAO.

"Cette détection a été faite avec seulement une petite quantité de données d'enquête pilote", a révélé Cunnington. "Il est encourageant d'imaginer ce qui sera réalisé alors que MeerKAT continue de faire des observations de plus en plus importantes."

"Pendant de nombreuses années, j'ai travaillé à prévoir les capacités futures du SKAO. Atteindre maintenant une étape où nous développons les outils dont nous aurons besoin et démontrer leur succès avec des données réelles est incroyablement excitant. Cela ne marque que le début de ce que nous espérons sera une vitrine continue de résultats qui fera progresser notre compréhension de l'univers." + Explorer plus loin

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