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Avec ses antennes en place, l’observatoire NOEMA promet de nouvelles observations

Une partie des douze antennes de 15 mètres de diamètre de l'observatoire NOEMA.

Une partie des douze antennes de 15 mètres de diamètre de l'observatoire NOEMA.

Photo : IRAM

Agence France-Presse

Avec ses douze antennes en place, le plus puissant radiotélescope millimétrique de l'hémisphère Nord, juché sur un haut plateau des Alpes françaises, promet des découvertes allant de la composition de comètes proches jusqu'aux origines de la vie dans l'Univers.

Tout visiteur de l'observatoire NOEMA (pour Northern extended millimeter array) termine à pied et à 2550 mètres d'altitude le trajet qui débouche sur un alignement de coupoles scintillantes au soleil, dans un décor minéral parsemé de rares touffes d'herbe et encore vierge de neige.

L'installation a déjà permis des avancées considérables en astronomie, comme la vision des cœurs de galaxies, explique, dans le petit vent glacé qui balaie le plateau de Bure (Hautes-Alpes), Frédéric Gueth, astronome et directeur adjoint de l'Institut de radioastronomie millimétrique (IRAM).

Créé en 1979 à l'initiative de l'Institut allemand Max Planck et du Centre national de la recherche scientifique français (CNRS), l'IRAM a été rejoint ensuite par l'Institut géographique national espagnol (IGN). Son fleuron a longtemps été le grand radiotélescope de Pico Veleta, en Espagne, avec sa coupole de 30 mètres de diamètre.

La taille compte en radioastronomie millimétrique pour capter les signaux d'ondes électromagnétiques extrêmement faibles. Une galaxie, par exemple, émet ces ondes dans des fréquences allant des rayons X, les plus énergétiques, en passant par la lumière visible, jusqu'aux ondes radio, les plus faibles en énergie (millimétriques et centimétriques).

Les ondes radio sont celles de l'Univers froid, c'est-à-dire tout sauf les étoiles, et c'est le royaume de NOEMA.

Les coupoles en aluminium de Bure ne font que 15 mètres de diamètre, mais leur pouvoir de résolution réside d'une part dans leur nombre, passé de six en 2014 à douze cette année, et, d'autre part, dans leur configuration.

Mobiles, malgré leurs 120 tonnes chacune, elles sont disposées sur deux voies formant un T.

C'est l'astuce de la technique d'observation par interférométrie : elle consiste à pointer exactement au même moment un même objet dans l'espace avec plusieurs coupoles, qui forment une coupole virtuelle aussi grande que la distance séparant les plus éloignées l'une de l'autre.

Il revient ensuite au corrélateur, un superordinateur d'aspect modeste abrité dans une petite pièce de l'observatoire, de combiner par de savants calculs les signaux reçus pour en restituer une image unique.

L'hiver voit le dispositif des coupoles s'étirer dans sa configuration large, avec une distance maximale de 1,7 kilomètre. C'est le moment principal d'observation, quand l'atmosphère est idéale, avec un air sec, froid et stable, explique Frédéric Gueth.

L'installation s'articule autour d'un imposant hall de maintenance qui abrite la petite salle de contrôle de NOEMA. Un téléphérique, réservé au matériel, y achemine les équipements nécessaires à l'entretien des coupoles, et au ravitaillement de la base vie habitée en permanence.

On accède à la base par un couloir abritant des intempéries et de la neige qui recouvrira bientôt le plateau. Les coupoles, elles, sont surveillées comme le lait sur le feu, avec un système de chauffage pour que ni glace ni rosée ne perturbe leurs observations.

Dans la salle de contrôle, André Rambaud, un opérateur, commande leur pointage devant un banc d'écrans. C'est parti pour l'observation de huit galaxies, qui se trouvent à dix ou douze milliards d'années-lumière et que les coupoles vont suivre pendant cinq heures, lance-t-il avec le sourire.

L'astronome Edwige Chapillon, de l'IRAM, choisit l'ordre d'observation des projets qui ont été acceptés – jusqu'à près de 500 par an – en fonction de leur nature et du temps qu'il fait.

La science de NOEMA n'est pas la plus sexy, comme en conviennent ses astronomes. Difficile de rivaliser auprès du grand public avec les images époustouflantes du nouveau télescope spatial James Webb, par exemple.

Mais cette formidable machine à remonter le temps, comme la qualifie Edwige Chapillon, spécialiste des observations extragalactiques, apporte des percées décisives à la compréhension de l'Univers.

Les observatoires de l'IRAM ont découvert près de la moitié des molécules interstellaires connues, les briques de la vie dans l'Univers, fait remarquer l'astronome. Et c'est grâce à NOEMA que des astrophysiciens ont déterminé précisément la température de l'Univers jeune, moins d'un milliard d'années après le big bang.

Le réseau de l'IRAM fait partie de l’initiative EHT (télescope Horizon des événements) regroupant les principaux radiotélescopes du monde (dont ALMA dans l'hémisphère Sud), qui a produit les premières images de trous noirs.

NOEMA a rejoint le réseau en 2021.

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