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Première image pour MeerKAT, instrument précurseur de SKA

22 août 2016

En Afrique du Sud, le radiotélescope MeerKAT, précurseur du futur réseau de radiotélescopes SKA (Square Kilometer Array) a livré sa première lumière le 16 juillet 2016. Une avancée de tout premier plan, à laquelle a étroitement collaboré un chercheur de l’Observatoire de Paris en produisant l’image finale.

SKA est attendu comme l’un des instruments scientifiques les plus prometteurs des prochaines décennies, avec l’implantation de deux groupes d’antennes, à cheval entre l’Australie et l’Afrique du Sud, et une surface de collecte d’un kilomètre-carré.

Installé dans le désert du Karoo, en Afrique du Sud, MeerKAT constitue le cœur du réseau du futur SKA qui, à terme, complètement déployé, comptera 2 000 antennes.

Zone d’implantation des 16 antennes constitutives du réseau MeerKAT dans le désert de Karoo, en Afrique du Sud.
© SKA South Africa

L’image de première lumière du radiotélescope MeerKAT a été rendue publique lors de l’inauguration par Naledi Pandor, Ministre sud-africaine de la Recherche (Science & Technology).

Avec ses 16 antennes opérationnelles (sur un total de 64), MeerKAT est d’ores et déjà l’interféromètre le plus sensible de l’hémisphère sud.

Alors que prétraitement des données a été effectuée par une équipe de MeerKAT, l’image finale (ci-dessous) a été synthétisée à des milliers de kilomètres sur un calculateur de la station de radioastronomie de Nançay dans le Cher (France).

Image de première lumière de MeerKAT.
Chaque source représente l’intensité de l’émission lumineuse dans le domaine radio, comme vu par l’interféromètre qui compte 16 antennes, et qui en aura 64 en fin de construction. Plus de 1300 objets sont détectés dans cette image - principalement des noyaux actifs de galaxies de l’univers distant.
© SKA South Africa

En effet, en collaboration avec une équipe sud-africaine (Pr Oleg Smirnov), l’Observatoire de Paris (Dr Cyril Tasse) a joué un rôle important en utilisant ses algorithmes de "troisième génération" pour traiter les données interférométriques.

Ceux-ci implémentent une "optique adaptative" en post traitement, et ont pour but de compenser les imperfections instrumentales pour augmenter la qualité d’image.

Plus d’un millier de galaxies non connues…

Sur une petite portion du ciel représentant moins de 0,01% de la sphère céleste, l’image de première lumière de MeerKAT dévoile plus de 1 300 galaxies de l’univers lointain, sur lesquelles seulement 70 étaient déjà connues.

Extraits de l’image de première lumière de MeerKAT.
Les deux figures de droite montrent des jets produits par l’accrétion de matière par des trous noirs supermassifs. En bas, à gauche, une galaxie à formation stellaire située à 200 millions d’années lumière, où l’hydrogène se transforme en étoiles.
© SKA South Africa
Portion de 10% de l’image de première lumière de MeerKAT.
Plus de 200 sources radio sont visibles sur cette image, où seulement 5 étaient déjà connues avant MeerKAT (cercles violets). Cette image fait la taille de la pleine lune.
© SKA South Africa
Portion de 1% de l’image de première lumière de MeerKAT
Elle montre une radio-galaxie de type Fanaroff-Riley de Type 2. Les jets se déplacent à des vitesses proches de celle de la lumière, et sont produits par de la matière tombant dans un trou noir supermassif.
© SKA South Africa

Ces sources sont pour la majeure partie des noyaux actifs de galaxies, dont l’émission dans le domaine radio résulte de la chute de matière dans les trous noirs super-massifs situés au coeur des galaxies. Ces trous noirs peuvent être plusieurs milliards de fois plus massifs que le soleil.

MeerKAT sera constitué à terme de 64 antennes de 13,5 mètres de diamètre, et équipées de récepteurs, d’électronique, et de systèmes de refroidissement cryogénique.

La mise en service de MeerKAT, prévue l’an prochain, sera faite en trois phases (AR1, AR2 et AR3) nécessaires à la vérification du bon fonctionnement du système.

Les premières études scientifiques peuvent déjà être amorcées avec des sous-parties de l’interféromètre, alors même que l’interféromètre est toujours en construction.

AR1 est constituée de 16 antennes opérationnelles, AR2 de 32 et AR3 de 64 (fin 2017).