72 oreilles sur une seule assiette express
Les radiotélescopes ressemblent à des oreilles qui écoutent le cosmos. Habituellement, il n'y a qu'une seule oreille : elle capte le signal d'un tout petit point du ciel. C'est lent. Sur le télescope de Parkes, en Australie, 72 oreilles travaillent désormais en même temps. Elles ont été refroidies à la température de l'hélium liquide pour que le bruit propre des récepteurs n'étouffe pas le faible murmure des galaxies lointaines.
Le nouveau système a été testé sur deux cibles : le Grand Nuage de Magellan et la galaxie voisine NGC 6744. Toutes deux brillent dans la raie de l'hydrogène neutre — c'est une onde radio de 21 centimètres de long, émise par les atomes d'hydrogène lorsque l'électron retourne son spin. La comparaison avec les anciennes cartes a montré : auparavant, les télescopes rataient des nuages de gaz vastes mais très ténus. Maintenant, ils sont visibles.
Mais 72 faisceaux apportent aussi un problème : les interférences des émetteurs terrestres et le rayonnement de fond peuvent gâcher le signal. Les astronomes ont essayé de nouvelles méthodes de nettoyage — une décomposition tridimensionnelle des données, semblable à la séparation d'un cocktail complexe en ses composants d'origine. Il s'est avéré que cette méthode préserve mieux les signaux faibles et étendus que les anciennes méthodes par couches. C'est important pour les futures cartes de la distribution de l'hydrogène dans l'Univers : elles permettront de suivre comment le gaz s'est rassemblé en galaxies.
Le nouveau système de Parkes n'est pas simplement une mise à niveau d'un télescope. C'est un test des technologies qui serviront de base aux futurs grands relevés du ciel. Quand 72 oreilles travaillent en même temps, l'Univers se raconte plus vite et plus en détail.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.12677
Spectral-line results from a new cryogenic phased array feed (cryoPAF) on the Murriyang telescope at Parkes are presented. This array offers a significant improvement in field of view, aperture efficiency, bandwidth, chromaticity and survey speed compared with conventional horn-fed receivers. We demonstrate this with measurements of sky calibrators and observations of 21-cm neutral hydrogen (HI) in the LMC and the nearby galaxy NGC 6744. Within 0.3 deg of the optical axis, the ratio of system temperature to dish aperture efficiency is 25 K and the ratio with beam efficiency is 21 K (at 1.4 GHz). For the previously measured $$T_{sys} = 17$$ K, respective efficiency values 0.7 and 0.8 are derived. Our HI observational results are in good agreement with previous results, although detailed comparison with multibeam observations of the LMC suggests that the earlier observations may have missed an extended component of low-column-density gas ($$8\times 10^{18}$$ cm$$^{-2}$$). We use the cryoPAF zoom-band and wideband data to make a preliminary investigation of whether the large number of simultaneous beams (72) permits the use of novel data reduction methods to reduce the effects of foreground/background continuum contamination and RFI. We also investigate if these methods can better protect against signal loss for the detection of faint, extended cosmological signals such as HI intensity maps. Using robust higher-order singular value decomposition (SVD) techniques, we find encouraging results for the detection of both compact and extended sources, including challenging conditions with high RFI occupancy and significant sky continuum structure. Examples are shown that demonstrate that 3D SVD techniques offer a significant improvement in noise reduction and signal capture compared with more traditional layered 2D techniques.
La température des récepteurs du nouveau système est d'environ 17 kelvins, soit moins 256 degrés Celsius. C'est plus froid que la surface de Pluton.
Dans le roman de Carl Sagan « Contact », les radiotélescopes écoutent le ciel à la recherche de signaux extraterrestres. Le nouveau système à 72 faisceaux est précisément un pas vers l'écoute de nombreuses directions à la fois, pour ne rien manquer.