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Le plus grand observatoire de radio à antenne parabolique au monde se prépare à s'ouvrir aux astronomes du monde entier, ouvrant une nouvelle ère d'observations extrêmement délicates qui pourraient aider à la chasse aux ondes gravitationnelles et à l'exploration des mystérieuses explosions de rayonnement fugitives.
Le radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) dans le sud de la Chine vient de passer une série d'évaluations techniques et de performances, et le gouvernement chinois devrait donner à l'observatoire le feu vert final pour le début de ses opérations lors d'une réunion d'examen prévue pour le mois prochain. «Nous ne voyons aucun obstacle pour la transition restante», déclare Di Li, scientifique en chef de FAST. "Je me sens à la fois excité et soulagé."
Le projet complexe n'a pas été sans difficultés: il a été conçu de manière radicale et a d'abord eu du mal à attirer du personnel, en partie à cause de son emplacement éloigné. Mais le profit pour la science sera immense. FAST collectera les ondes radioélectriques d'une zone deux fois plus grande que le télescope à antenne unique parabolique, le plus grand prochain, l'observatoire d'Arecibo à Porto Rico.
La taille imposante de l’observatoire chinois lui permet de détecter des chuchotements extrêmement faibles provenant d’un large éventail de sources à travers l’Univers, telles que les noyaux en rotation des étoiles mortes, appelés pulsars, et l’hydrogène dans les galaxies lointaines. Il explorera également une frontière de la radioastronomie – en utilisant des ondes radio pour localiser des exoplanètes pouvant abriter une vie extraterrestre.
Depuis le début des tests en 2016, seuls des scientifiques chinois ont été en mesure de mener des projets concernant les données préliminaires du télescope. Mais maintenant, le temps d’observation sera accessible aux chercheurs du monde entier, a déclaré Zhiqiang Shen, directeur de l’Observatoire astronomique de Shanghai et coprésident du comité de supervision FAST de l’Académie chinoise des sciences.
«Je suis vraiment excitée de pouvoir utiliser le télescope», déclare Maura McLaughlin, radioastronome de la West Virginia University à Morgantown, qui souhaite utiliser FAST pour étudier les pulsars, notamment pour les chasser dans des galaxies situées hors de la Voie Lactée. trop faible pour voir avec les télescopes actuels.
Au cours de la phase de test, le télescope a découvert plus de 100 pulsars.
Œil dans le ciel
Il a fallu une demi-décennie à la construction du télescope de 1,2 milliard de yuans (171 millions de dollars), également appelé Tianyan ou Œil du paradis, dans la dépression reculée de Dawodang, dans la province de Guizhou, dans le sud-ouest de la Chine. Son antenne parabolique d'une largeur de 500 mètres est composée d'environ 4 400 panneaux d'aluminium individuels, sur lesquels plus de 2 000 treuils mécaniques s'inclinent et se manœuvrent de manière à se focaliser sur différentes zones du ciel. Bien qu'il voit moins le ciel que certains autres radiotélescopes à la fine pointe de la technologie et que sa résolution est inférieure à celle des baies multidish, la taille de FAST le rend particulièrement sensible, explique M. Li.
En août et septembre, l'instrument a détecté des centaines de rafales provenant d'une source répétée de rafales rapides appelée 121102. Un grand nombre de ces rafales étaient trop faibles pour être perçues par d'autres télescopes, a ajouté Li. «C'est une nouvelle très excitante», a déclaré Yunfan, Gerry Zhang, qui étudie les BFR à l'Université de Californie à Berkeley. Personne ne sait ce qui cause les explosions mystérieuses, mais «plus nous avons de légumineuses, plus nous pouvons en apprendre davantage sur elles», dit-il.
FAST n'examine qu'une infime partie du ciel à la fois, empêchant ainsi la découverte de nombreux nouveaux FRB, qui sont éphémères et se produisent dans des endroits apparemment aléatoires. Mais le télescope
Cette «sensibilité impressionnante» sera utile pour suivre les sources en détail, explique Laura Spitler, astronome à l’Institut Max Planck de radioastronomie de Bonn, en Allemagne. Des observations répétées pourraient permettre aux scientifiques d’en savoir plus sur l’environnement dans lequel une FRB a émergé et de déterminer si les explosions varient en énergie ou si elles se reproduisent selon n’importe quel modèle.
FAST renforcera également les efforts d'une collaboration internationale qui tente de déceler les ondulations spatio-temporelles lorsqu'elles parcourent la galaxie, a déclaré McLaughlin. L'International Pulsar Timing Array utilise des radiotélescopes dans le monde entier pour surveiller les émissions régulières des pulsars, à la recherche de distorsions pouvant révéler le passage de ces ondes gravitationnelles à basse fréquence. D'ici les années 2030, FAST aurait dû accumuler suffisamment de mesures sensibles pour étudier des sources individuelles de telles ondes, telles que des collisions de trous noirs supermassifs, dit McLaughlin. «C’est là que FAST va vraiment briller», dit-elle.
Li se dit particulièrement enthousiasmé par l'étude des planètes en dehors du système solaire. Aucune exoplanète n’a encore été détectée de manière concluante par ses émissions radio, mais la capacité de FAST à détecter des ondes polarisées et faibles pourrait lui permettre de trouver les premiers exemples, explique Li. Les signaux radio polarisés peuvent provenir de planètes avec des champs magnétiques qui, s’ils sont similaires à ceux de la Terre, pourraient protéger les sources potentielles de la vie contre les radiations et maintenir les atmosphères des planètes attachées.
Identifier une planète dans le faisceau large de FAST est un défi, car elles sont si petites et si faibles. Mais l’équipe de Li veut améliorer les performances du télescope en ajoutant 36 antennes paraboliques de 5 mètres de large. Bien que les plats proposés soient relativement peu coûteux et prêts à l'emploi, ils amélioreront 100 fois la résolution spatiale de FAST, a-t-il déclaré.
Li espère que les opérations de télescope de FAST seront bientôt transférées de l’emplacement distant à un centre de traitement de données doté de 23 millions de dollars, en cours de construction dans la ville de Guiyang. Il s’attend à ce que le déménagement dans une grande ville contribue à attirer davantage de personnel technique et technique.
L’objectif principal de l’équipe est maintenant de savoir comment stocker et traiter l’énorme quantité de données que le télescope produira. L'équipe négocie avec le gouvernement chinois pour obtenir des fonds supplémentaires pour davantage de stockage de données. «Un examen réussi aidera certainement», dit-il.
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