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    Le plus grand radiotélescope du monde dévoile les premiers moments de l’Univers

    13 mars 2013 21h07 |Pauline Gravel | Science et technologie
    Prototypes d'antennes ALMA
    Photo: eso.org Prototypes d'antennes ALMA
    Toutes les images d'ALMA
    À plus de 5000 mètres d’altitude dans les Andes chiliennes, on inaugurait officiellement mercredi ALMA, le plus grand radiotélescope du monde, qui a déjà permis de découvrir qu’à peine un milliard d’années après le Big Bang, soit beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait, de multiples galaxies contenaient une myriade d’étoiles et en produisaient à un rythme effréné.

    ALMA, pour Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, est, comme son nom l’indique, un réseau de 66 antennes millimétriques/submillimétriques installé sur le plateau de Chajnantor dans le désert d’Atacama, situé à 1700 km au nord de Santiago. Cet emplacement a été choisi principalement en raison de son altitude et de sa sécheresse, Atacama étant le désert le plus aride du monde. Les rayonnements détectés par ALMA sont ensuite traités par un des superordinateurs les plus puissants du monde, le Corrélateur. ALMA est le fruit d’un partenariat entre l’Observatoire européen austral (European Southern Observatory, ESO), les États-Unis et le Japon. Des chercheurs canadiens de l’Institut Herzberg d’astrophysique du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) ont également participé à la conception de cet instrument.

    La réalisation de ce projet astronomique, considéré comme le plus ambitieux au monde, a débuté en 2003 avec l’installation d’une première antenne. Lorsque les 66 antennes prévues seront en activité, elles seront reliées entre elles afin d’agir comme un seul télescope géant de 16 km de diamètre. « Contrairement aux télescopes optiques et infrarouges, comme Hubble et James Webb, qui permettent d’observer la matière très chaude (gaz et étoiles brillantes) émettant une lumière visible et infrarouge, ALMA permettra pour sa part de détecter des choses plus sombres, plus froides et plus anciennes [donc plus distantes] que ne voit pas l’oeil humain. Il permettra de comprendre à partir de quels matériaux se sont formées les étoiles dans les premières galaxies, ce qui nous aidera à comprendre l’évolution de la formation des étoiles », a précisé en téléconférence depuis Victoria en Colombie-Britannique, Doug Johnstone, astronome au CNRC.

    Nos yeux ne sont sensibles qu’aux longueurs d’onde des couleurs bleu à rouge, explique Yashar Hezaveh, doctorant à l’Université McGill. Si la longueur d’onde émise par un corps céleste est plus longue que celle du rouge et se trouve dans l’infrarouge, on ne peut pas la voir, mais des télescopes, comme le James Webb, ont été construits pour les détecter. ALMA est pour sa part sensible à des longueurs d’onde de l’ordre du millimètre, encore plus longues que celles de l’infrarouge. ALMA permet ainsi de « voir » des galaxies extrêmement éloignées émettant dans l’infrarouge, mais dont les longueurs d’onde que détecte ALMA sont encore plus longues, car elles ont été étirées en raison de l’expansion de l’Univers.

    Mercredi, les revues Nature et Astrophysical Journal publiaient une série d’articles faisant part des premières observations effectuées à l’aide de 16 des 66 antennes d’ALMA qui étaient en activité il y a un an. Les chercheurs qui signent ces articles affirment avoir observé des galaxies situées à 12 milliards d’années-lumière de nous, ce qui veut dire que le rayonnement émis par ces galaxies a pris 12 milliards d’années à nous parvenir. « L’image que nous voyons grâce à ALMA est celle des galaxies, telles qu’elles étaient il y a 12 milliards d’années, soit un peu plus d’un milliard d’années après le Big Bang [survenu il y a 13,7 milliards d’années]. Les images nous révèlent que les galaxies sont en train de former des étoiles à un rythme extrêmement rapide. Quelques milliers d’étoiles se formaient chaque année dans ces galaxies alors qu’aujourd’hui, il se forme une étoile par année dans notre galaxie. Ces observations nous montrent que dans l’enfance de l’Univers, les galaxies ont vu leur population d’étoiles croître très rapidement. Ces observations détaillées nous permettront d’éprouver nos modèles théoriques de la formation des étoiles », souligne Yashar Hezaveh, qui est l’un des coauteurs d’un article publié dans Nature.

    Dans l’une des deux galaxies les plus distantes qu’ALMA a permis de voir, les chercheurs ont pu détecter la présence d’eau en quantités élevées. « Comme les astronomes ont par le passé observé des accumulations d’eau dans l’environnement de trous noirs, nous pensons que l’abondance d’eau dans cette galaxieserait vraisemblablement associée à l’existence d’un énorme trou noir, renfermant une masse de plusieurs millions de fois plus grande que celle du Soleil, dans le centre de cette galaxie », explique M. Hezaveh. Selon Gil Holder du Département de physique de McGill, « la présence d’eau signifie aussi qu’au cours du premier milliard d’années de l’Univers, il y avait déjà des molécules complexes, soient les composants nécessaires à la formation de planètes ».

    Les astronomes croient que ces galaxies dont on a croqué l’image comme elles étaient un milliard d’années après le Big Bang font partie de la première génération de galaxies qui se sont formées dans l’Univers. « On ne s’attendait pas à ce qu’il existe à cette époque des galaxies contenant un aussi grand nombre d’étoiles », précise M. Hezaveh avant d’ajouter que « toutes ces observations aideront à élucider les processus impliqués dans la naissance et l’évolution des galaxies. Car des galaxies en spirale comme la Voie lactée sont nées sous une autre forme et se sont muées en spirale au cours de leur évolution. »
    Prototypes d'antennes ALMA ALMA, sur le plateau de Chajnantor dans les Andes chiliennes La Voie lactée au-dessus d'ALMA ALMA à l'OSF La future aire ALMA à Chajnantor (selon un artiste)
     
     
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