La région sud-africaine du Karoo est une vaste zone semi-aride qui s'étend sur quatre provinces du pays. Elle est peu peuplée et réputée pour ses grands espaces.
Au cœur de ce paysage, près de la petite ville de Carnarvon, au Cap Nord, l'Observatoire sud-africain de radioastronomie exploite une merveille technologique qui a transformé notre compréhension du cosmos. Le radiotélescope MeerKAT a percé des mystères cosmiques. Cela a favorisé la collaboration scientifique. Cela nourrit également les talents locaux.
MeerKAT, qui compte parmi les plus grands projets d'infrastructure scientifique d'Afrique du Sud au cours des 30 années écoulées depuis la démocratie, est devenu un phare d'innovation et d'opportunités sur le continent africain. Il comprend 64 paraboles de 13,5 mètres chacune de diamètre et est un précurseur du projet Square Kilometer Array (SKA). Lorsqu'il sera pleinement opérationnel (actuellement estimé en 2028 ou 2029), le SKA sera le radiotélescope le plus puissant du monde.
Au cours des cinq dernières années, MeerKAT a apporté des contributions remarquables à la science sud-africaine et internationale. Il possède une combinaison unique de sensibilité exceptionnelle et de bonne résolution, permettant aux astronomes d'étudier l'univers avec plus de détails que jamais.
Par exemple, sa capacité à détecter de faibles signaux radio a conduit à des découvertes révolutionnaires en astronomie transitoire. Cette branche de l'astronomie traite des objets dont les caractéristiques changent sur des échelles de temps relativement courtes. En 2017, le télescope a participé aux observations de suivi de la collision de deux étoiles à neutrons. Des études multi-longueurs d’onde de cette nature sont la clé d’une meilleure compréhension de ces événements hautement énergétiques. Cette découverte a approfondi notre compréhension des phénomènes les plus énergétiques de l'univers.
Je suis professeur agrégé d'astronomie en Afrique du Sud et je m'intéresse généralement à l'étude des processus de formation et d'évolution des galaxies. Voici seulement quatre des avancées majeures de MeerKAT dans lesquelles j'ai participé, et pourquoi les découvertes sont importantes pour notre compréhension de l'univers.
Dans un projet, MeerKAT a été utilisé pour observer le centre de notre galaxie, la Voie Lactée. Cela a permis à notre équipe de voir pour la première fois les filaments magnétiques qui entourent le trou noir supermassif au cœur de notre galaxie. Un trou noir supermassif est un objet extrêmement dense ayant la masse d’un million de soleils. Sa gravité est si intense que même la lumière ne peut échapper à son attraction. La recherche a fourni des informations précieuses sur les processus dynamiques qui façonnent l'environnement galactique.
MeerKAT a également dirigé plusieurs études de galaxies qui remodèlent notre compréhension de l'évolution cosmique. Les enquêtes Laduma, Mightee et Mhongoose visent à cartographier la répartition des galaxies et de l'hydrogène neutre. Ils sont également conçus pour étudier les propriétés des galaxies proches et lointaines. Ces enquêtes font plus qu'élargir nos connaissances sur l'univers :elles ouvrent également la voie à de futures recherches astronomiques.
L’une des découvertes les plus remarquables du projet Mightee est l’identification de radiogalaxies géantes, de vastes structures s’étendant sur des millions d’années-lumière. Ces géants cosmiques, alimentés par des trous noirs supermassifs en leur centre, génèrent d’intenses émissions radio. Cela les rend visibles aux instruments comme MeerKAT, dont les capacités uniques ont permis de trouver et d'étudier ces galaxies impressionnantes comme jamais auparavant.
Une découverte fascinante réalisée par le projet Laduma est la détection d’un mégamaser OH. Il s'agit d'un amplificateur cosmique alimenté par le rayonnement intense émis par les centres actifs des galaxies. Il s'agit de l'une des sources d'émission maser les plus puissantes de l'univers, capable d'amplifier les ondes radio par plusieurs millions. Le mégamaser OH détecté par Laduma est situé dans une galaxie lointaine. Il offre des informations précieuses sur la dynamique des noyaux galactiques et les mécanismes qui conduisent à leur évolution.
L’enquête Mhongoose, quant à elle, a révélé une mine d’informations sur la distribution et les propriétés de l’hydrogène neutre dans les galaxies proches. Cartographier la distribution de l'hydrogène neutre permet aux astronomes de retracer la dynamique des structures galactiques et de découvrir les réservoirs cachés de gaz alimentant la formation d'étoiles et la croissance des galaxies. Ces informations sont cruciales pour comprendre l'interaction complexe entre le gaz, les étoiles et la matière noire dans l'évolution des galaxies au cours du temps cosmique.
Au-delà de son impact scientifique, MeerKAT est devenu un moteur du développement du capital humain dans l'astronomie africaine.
Des membres des communautés locales autour du site ont été employés pendant les phases de construction et d'exploitation. Les engagements avec ces communautés, et en particulier avec les écoles de la région, éliminent les obstacles à la participation à l'astronomie. Cela crée des voies indispensables pour que les groupes sous-représentés accèdent à ce domaine.
Grâce à des programmes de formation et des initiatives éducatives, MeerKAT forme une nouvelle génération de scientifiques et d'ingénieurs africains, leur permettant de poursuivre des carrières dans les domaines des sciences, de la technologie, des mathématiques et de l'ingénierie afin de pouvoir contribuer à la communauté scientifique mondiale.
Le projet sert de plaque tournante pour la collaboration internationale. Cela a attiré des chercheurs du monde entier en Afrique du Sud. Par exemple, j'ai pu collaborer avec des astronomes du Royaume-Uni, d'Australie, des Pays-Bas et des États-Unis.
Et, grâce à des initiatives telles que le Réseau africain d'interférométrie à très longue base, MeerKAT renforce les capacités en radioastronomie à travers le continent et positionne l'Afrique comme un leader dans ce domaine.
Compte tenu des nombreuses découvertes révolutionnaires déjà faites par MeerKAT, il promet de continuer à servir de machine de découverte qui repoussera les limites de l'exploration astronomique jusqu'à l'ère SKA.
Fourni par The Conversation
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