Crédit: Cyril Tasse, astronome de l’Observatoire de Paris – PSL et l’équipe survey LOFAR

Découverte exceptionnelle : le radiotélescope LOFAR a trouvé plus de 300 000 galaxies

L'appareil néerlandais, qui étudie les ondes à basses fréquences, a dévoilé les données de trois ans d'observation de l'Univers.

Les images sont encore un peu floues, mais l'astronomie vient de faire un bond de géant. (© LOFAR)

Aux confins de l’Univers observable, l’espace continue d’être peuplé de corps célestes. L’évidence même lorsque l’on croit un tant soit peu à la valeur des statistiques, mais une évidence assez peu soutenue par l’observation jusqu’à maintenant. En d’autres termes, on se doutait bien que l’espace au-delà de la zone observable devait être parsemé d’objets célestes, mais on ne savait pas réellement ce qu’il en était. Aujourd’hui, grâce à un nouvel outil d’observation, le réseau de télescopes LOFAR (Low Frequency Array), on sait qu’il existe au moins 325 000 galaxies et "objets énigmes" qui, jusque-là, nous avaient totalement échappé.

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Comme d’autres radiotélescopes, LOFAR est constitué d’une constellation d’antennes, plus de 100 000, réparties sur une cinquantaine de stations aux Pays-Bas et dans le reste de l’Europe (y compris en France, dans le Cher), sur un rayon de 1 500 kilomètres (ce qui en fait, techniquement, l’un des plus larges télescopes au monde). Sa mission, cependant, est unique : écouter les ondes radio à basses fréquences, qui se déplacent dans l’Univers en vibrant de 10 à 168 mégahertz. Les oreilles de LOFAR sont d’une sensibilité inégalée.

Résultat : 90 % des "objets célestes" recensés par LOFAR depuis trois ans sont inédits, leurs ondes radio ayant probablement mis plusieurs milliards d’années à nous parvenir. De quoi profondément changer notre vision du ciel… Ou du moins de 2 % du ciel de l’hémisphère nord. Et de quoi mobiliser un hors-série de la revue Astronomy & Astrophysics pour y publier 26 articles de recherche d’un coup – excusez du peu.

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48 pétaoctets de données à transformer en images

Car le plus dingue, c’est que la méthode n’en est qu’à ses balbutiements : le recensement dévoilé le 19 février, fruit du travail de 200 chercheurs dans 18 pays, ne concerne qu’environ 10 % des données récoltées pendant les milliers d’heures d’observation. Selon Cyril Tasse, de l’Observatoire de Paris, il reste désormais à analyser "près de 10 millions de DVD de données" récoltées, mais aussi de les transformer en images de haute qualité. À l’heure actuelle, LOFAR a engrangé 48 pétaoctets (soit 48 000 téraoctets) de données. C’est, de facto, la plus grande base de données astronomiques au monde.

Une prouesse qui n’a pu être réalisée, assure Cyril Tasse, que grâce à "une avancée mathématique dans notre compréhension de l’interférométrie", la méthode de mesure qui mélange deux sources pour en faire apparaître les interférences par contraste et ainsi identifier des objets célestes. Près de 20 pétaoctets de données attendent encore, aux Pays-Bas, d’être transformés en images de haute résolution par l’entreprise Surf.

Avec des ordinateurs traditionnels, l’opération aurait littéralement pris plusieurs siècles de calcul. Avec la méthode de Surf, cela prend moins d’un an, explique un responsable de Surf à Phys.org. Non content de défricher l’espace distant, LOFAR est également capable d’en fournir une carte visuelle en 3D, disponible sur YouTube, moins d’un an après l’observation. Oui, c’est impressionnant, tant sur le plan astronomique que sur celui du traitement informatique de larges volumes de données.

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15 millions de sources analysées d’ici 2024

Au-delà des volumes de données et de la découverte d’un grand nombre d’objets célestes de l’Univers distant, les données publiées par les équipes de LOFAR font avancer plusieurs domaines de recherche en astronomie et astrophysique. Les observations du télescope nous apprennent par exemple que les trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies sont toujours actifs, et continuent de dévorer de la matière et de l’énergie sans relâche.

LOFAR et son ouïe phénoménale peuvent également nous en apprendre plus sur les amas de galaxies et les mécanismes de fusion qui se produisent entre elles. Enfin, explique le communiqué de presse de l’équipe scientifique, LOFAR pourrait répondre à une question primordiale : d’où viennent exactement les trous noirs supermassifs, dont la masse peut atteindre plusieurs milliards de fois celle du Soleil ?

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Pour le moment, aucune réponse n’est définitive, mais cette première publication de données, surtout transformées en images, est extrêmement prometteuse pour l’avenir de l’étude de l’Univers distant. Premier représentant de sa catégorie de radiotélescopes, LOFAR a déjà tenu toutes ses promesses depuis son inauguration en 2012, et devrait continuer d’ébahir les astronomes dans les années à venir.

Selon le communiqué de l’Observatoire de Paris, "de multiples découvertes scientifiques sont attendues. L’équipe a pour objectif de créer des images sensibles et à haute résolution de l’ensemble du ciel de l’hémisphère nord, qui révéleront au total 15 millions de sources radio. Quelques années seront nécessaires pour exploiter pleinement les 48 pétaoctets de données au total, soit l’équivalent d’une pile de DVD d’une hauteur de presque 40 tours Eiffel. L’image finale devrait être obtenue à l’horizon 2024."

Par Thibault Prévost, publié le 21/02/2019

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