Radioastronomie

 

 Source: https://www.sarao.ac.za/outreach/radio-astronomy/

Comment nous nous connectons pour «écouter» l'univers

De la même manière que vous réglez votre radio pour écouter votre musique préférée, les radio-astronomes peuvent régler leurs télescopes pour capter les ondes radio qui proviennent des quasars, d'autres galaxies lointaines et du fond cosmique micro-ondes (cosmic microwave background) qui sont à des millions d'années-lumière du Terre.

Les radioastronomes n'écoutent pas souvent ces signaux radio avec leurs oreilles, mais utilisent plutôt des ordinateurs pour en comprendre le sens.

Ils peuvent démêler les signaux des pulsars, des quasars, des masers, des galaxies lointaines et d'autres objets mystérieux de l'univers. Ils utilisent ces informations pour étudier la naissance et la mort des étoiles, la vie violente des galaxies et parfois même pour chasser la vie extraterrestre.

Que sont les ondes radio?

Les ondes radio sont le même genre d'ondes que la lumière. La différence est que la longueur des ondes est beaucoup plus longue que pour la lumière. Par exemple, les ondes radio que reçoit votre radio FM ont une longueur d'onde de 3 mètres et votre four à micro-ondes produit des ondes radio d'une longueur d'onde d'environ 10 centimètres.

Comment fonctionne un radiotélescope?

Un radiotélescope est un récepteur très sensible d'ondes radio. Il a deux composants de base pour nous aider à déchiffrer la signification des ondes radio qu'il détecte:

1. Une antenne en forme de parabole est pointée vers le ciel pour capter les ondes radio. Parce que la force des ondes radio qui atteignent la terre est très faible - elles viennent de très loin! - la zone de collecte doit être grande. La surface incurvée de l'antenne réfléchit alors le rayonnement vers le point focal de la parabole, où il est reçu par un cornet métallique et acheminé vers un récepteur radio sensible.

2. Le récepteur amplifie alors le signal radio et le numérise - le transforme en nombres - afin qu'il puisse être stocké dans un ordinateur.

Ces informations sont ensuite traitées à l'aide d'ordinateurs. Pour aider à comprendre les chaînes de nombres, les astronomes transforment les nombres en images. Chacun de ces nombres représente des informations provenant d'un point spécifique de l'espace. Les astronomes attribuent souvent des couleurs spécifiques à ces nombres en fonction de la quantité d'informations qu'ils représentent. Ils combinent ensuite les couleurs pour former une image afin que les informations puissent ensuite être «vues». Ces images nous renseignent sur de nombreuses caractéristiques des objets de l'univers.

Les radiotélescopes étudient généralement ce qui est invisible pour les télescopes optiques, et les télescopes optiques étudient généralement ce qui est invisible pour les radiotélescopes.

Quels types de travaux sont liés à la radioastronomie?

Il y a beaucoup de choses passionnantes que vous pouvez faire si vous êtes intéressé à travailler avec des radioastronomes, ou peut-être être impliqué dans la conception de l'un des télescopes du futur.

• Les astronomes et les astrophysiciens étudient la physique pendant plusieurs années puis poursuivent une formation avancée en astrophysique. Ce sont eux qui déchiffrent la signification des signaux. C’est un peu comme la science des fusées, mais pensez simplement à avoir l’univers comme le laboratoire où vous travaillez! Ils écrivent les programmes informatiques pour faire fonctionner les télescopes et pour obtenir des informations à partir des données provenant des télescopes.

• Les ingénieurs aident à concevoir et à construire des composants pour les télescopes existants et nouveaux. Ils développent également les logiciels sophistiqués et les systèmes informatiques nécessaires pour faire fonctionner le télescope.

• Les techniciens sont des membres importants d'une équipe de télescopes. Ils aident à fabriquer de nouveaux composants et s'assurent que tout sur le télescope fonctionne bien.

Que se passe-t-il avec la radioastronomie en Afrique du Sud?

Les gens causent beaucoup d'interférences d'ondes radio avec leurs téléphones portables, leurs émissions de radio et de télévision, le trafic aérien et de nombreux autres appareils radio. Par conséquent, les radiotélescopes doivent être construits aussi loin que possible des grandes villes.

L’Afrique du Sud possède un radiotélescope de 26 m de diamètre (c’est un énorme plat!) à l’Observatoire de Radioastronomie de Hartebeesthoek, dans une vallée à l’ouest de Krugersdorp. Les collines autour de ce site aident à protéger le radiotélescope des signaux radio de Tshwane et de Johannesburg, par exemple des fours à micro-ondes et des téléphones portables.

L’Afrique du Sud est en train de construire le télescope Karoo Array, ou MeerKAT, un radiotélescope «éclaireur» ou démonstrateur à moyenne fréquence, près de Carnarvon dans le Cap Nord. Ce sera le radiotélescope le plus grand et le plus sensible de l'hémisphère sud quand le SKA soit terminé.

Mais, le plus excitant de tous, la majorité du SKA - la gamme complète de paraboles et la matrice d'ouverture dense - sera construite en Afrique. Le noyau - c'est-à-dire la région avec la plus forte concentration de récepteurs - sera construit dans la province du Cap Nord, à environ 80 km de la ville de Carnarvon (le même site que celui où le MeerKAT est en cours de construction).

Comment devenir radio-astronome?

Vous ne pouvez pas le faire sans les mathématiques et les sciences physiques! Avec une exemption de matricule dans ces deux matières à un niveau supérieur, vous partirez du bon pied. L'informatique aidera également! À l'université, vous étudierez l'astronomie et la physique, avant de poursuivre des études de troisième cycle plus spécialisées.