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Première image pour MeerKAT, instrument précurseur de SKA

22 August 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.

The SKA South Africa Karoo site
© 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).

MeerKAT First Light image
Each white dot represents the intensity of radio waves recorded with 16 dishes of the MeerKAT telescope in the Karoo (when completed, MeerKAT will consist of 64 dishes and associated systems). More than 1300 individual objects - galaxies in the distant universe - are seen in this image.
© 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.

Montage of MeerKAT First
Light radio image and four zoomed-in insets. The two panels to the right show distant galaxies with massive black holes at their centers. At lower left is a galaxy approximately 200 million light years away, where hydrogen gas is being used up to form stars in large numbers.
© SKA South Africa
View showing 10% of the full MeerKAT First Light radio image
More than 200 astronomical radio sources (white dots) are visible in this image, where prior to MeerKAT only five were known (indicated by violet circles). This image spans about the area of the Earth’s moon.
© SKA South Africa
Higher-resolution version of lower-right panel in IMAGE 2.
This view, covering about 1% of the full MeerKAT First Light image, shows a "Fanaroff-Riley Class 2" (FR2) object: a massive black hole in the distant universe (matter falling into it produces the bright dot at the center) launching jets of powerful electrons moving at close to the speed of light that emit radio waves detected with MeerKAT’s sharp view of the radio sky (thin lines connecting the central dot to the brighter lobes of radio emission).
© 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).