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Observer l’invisible

29-09-2017

photo: sdecoret/depositphotos

Le nombre d’étoiles dans le ciel est tellement grand que peu importe où tu pointes ton télescope, il y aura toujours des étoiles dans ton champ de vision. Mais alors pourquoi le ciel nous apparaît-il noir par endroit, et non illuminé de partout ?

C’est parce que l’énergie que les étoiles émettent ne nous parvient pas toute sous forme de lumière visible, mais aussi entre autres sous forme d’ondes radio. Et c’est la base de la radioastronomie.

À cause de l’expansion de l’Univers, l’espace se dilate et la distance entre nous et les étoiles grandit. Et, comme le son d’une voiture qui s’éloigne de toi semble plus grave car sa longueur d’onde est « étirée » (pense à la sirène d’une ambulance), la lumière des étoiles lointaines nous semble aussi plus « grave » car sa longueur d’onde est étirée par l’espace qui se dilate. Elle subit un décalage en couleur, allant du bleu vers le rouge, et du rouge vers l’infrarouge, et de l’infrarouge vers les radiofréquences (les mêmes que pour la radio AM/FM !), etc.

En fait, plus une étoile est loin de nous, plus sa couleur est décalée. Et à partir d’une certaine distance (quelques millions d’années-lumière) la lumière venant de l’espace devient invisible pour nos yeux, limités qu'ils sont aux couleurs de l’arc-en-ciel.

Pour capter ces ondes, il faut troquer les télescopes optiques classiques pour les radiotélescopes. Leur forme rappelle celle des antennes paraboliques qui nous permettent de capter la télévision, à la différence qu’ils sont gigantesques. Plus d’une centaine de radiotélescopes existent partout sur Terre, dont au Canada, et il y en a même un en orbite dans l’espace (son petit nom est Spektr-R). Ces soucoupes peuvent être solitaires, ou faire partie d’un ensemble allant de quatre à quelques dizaines, augmentant ainsi la résolution de ce qu’ils "regardent". On considère un tel ensemble de soucoupes comme un seul radiotélescope très puissant.

Certain radiotélescopes ont des dimensions colossales. Par exemple, le FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope), situé en Chine, est actif depuis 2016 et a coûté plus de 218 millions de dollars canadiens. Il est composé de plaques de métal disposées dans un cratère géant en forme de bol pour former la plus grosse antenne existante, d’un demi-kilomètre de diamètre !

Un autre, très connu pour être à l’écoute "d’éventuels" signaux extraterrestres, est le réseau VLA (Very Large Array), situé au Nouveau-Mexique, aux États-Unis. Ce réseau de 27 antennes de 25 m de diamètre a été finalisé en 1980 et forme l’équivalent d’une soucoupe de 130 m de diamètre.

La radioastronomie est un nouveau "sens" qui a permis la découverte de nouveaux types de corps célestes qui émettent directement un signal radio, comme les radiogalaxies, les quasars (des trous noirs supermassifs au centre de jeunes galaxies), et les pulsars (des étoiles composées seulement de neutrons qui tournent super vite sur elles-mêmes). C’est aussi grâce à la radioastronomie que nous captons le rayonnement diffus cosmologique (Cosmic Microwave Background en anglais), ce qui est à proprement parler la lumière super-étirée venant du Big Bang : c’est avec elle qu’on observe les débuts de l’Univers, survenu il y a environ 15 milliards d’années !
 

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