Dans une période où la radioastronomie se développe rapidement et a besoin d’instruments de plus en plus grands, la France se dote d’un très grand radiotélescope dédié aux observations autres que le solaire. Avec une surface de 7000 m², le Grand Radiotélescope de Nançay, construit de 1958 à 1966, rivalise avec les plus grands instruments mondiaux de l’époque.
Après la découverte en 1955 dans le spectre radio d’une raie spécifique qui est une véritable signature de l’hydrogène neutre (la longueur d’onde de 21 cm), les radioastronomes vont exploiter cette singularité pour toutes sortes d’études.
21 cm de longueur d’onde
L’observation de cette raie d’émission permet de connaitre la distribution de l’hydrogène dans les galaxies, de peser la masse totale de cet hydrogène et d’estimer la masse totale des galaxies, ou encore de mesurer les dynamiques à l’œuvre dans les galaxies, progrès majeurs pour la cosmologie.
Se concentrant sur d’autres longueurs d’ondes spécifiques telles les raies à 18 cm pour le radical OH, les radioastronomes ont utilisé l’instrument pour étudier des objets célestes plus proches, les étoiles très évoluées et les comètes. Ces observations, faites de jour comme de nuit et par n’importe quel temps, permettent de mesurer l’activité gazeuse des comètes, parfois pendant la rupture même de leur noyau à l’approche du Soleil. Ou encore d’étudier les structures et mouvements de la matière autour des étoiles en phase de devenir des nébuleuses planétaires.
Cet instrument fait également partie du réseau mondial des 5 grands radiotélescopes chargés de la recherche et du suivi régulier des pulsars, en particulier les pulsars millisecondes, astres rares et difficiles à trouver.
Télescope méridien
Le Grand Radiotélescope a une conception particulière (de type Kraus) qui a permis une très grande surface de miroir, au détriment des libertés de pointage. On ne peut observer que près du plan méridien, le plan Nord-Sud. Un premier miroir plan et inclinable reflète les ondes vers un miroir fixe qui est une portion de sphère, concentrant les ondes vers le foyer. Un chariot peut se déplacer au foyer pour suivre le point de l’espace visé et compenser ainsi la rotation de la Terre.
Ces miroirs gigantesques, respectivement 200 et 300 m de long, sont construits avec une telle rigueur que leur forme est précise à 5 mm près. Ces miroirs sont constitués d’un maillage de 12,5 mm, inférieur à la longueur d’onde étudiée.
