radiotélescope rapide

Le bord du Soleil ressemble à une frange duveteuse : de fines gerbes de gaz incandescent — les spicules — s'en élèvent vers le haut. Elles ne vivent que quelques minutes et changent constamment.

Bételgeuse, la supergéante rouge que beaucoup connaissent à l'épaule d'Orion, continue de surprendre. Après le mystérieux Grand Assombrissement de 2019-2020, lorsque l'étoile a soudainement perdu de sa luminosité, elle ne s'est pas simplement rétablie : elle a changé ses habitudes.

La radioastronomie a commencé avec le mystérieux bruit capté par l'antenne de Karl Jansky et les impulsions rythmiques que Jocelyn Bell Burnell avait baptisées « petits hommes verts ».

Chaque sursaut radio rapide est comme un coup de cloche sonore dans le vide. Et dans son tintement qui s'estompe se cache toute la structure de l'espace : sur un trajet de milliards d'années-lumière, l'impulsion radio est légèrement retardée par chaque électron libre rencontré.

L'Univers à 700 millions d'années, c'est un chantier bruyant où les premières lumières commencent à peine à s'allumer. Les télescopes ont capté un signal de cette époque lointaine : la galaxie REBELS-25, massive et pleine de carburant stellaire.

Un caillou de la taille d'un grain de raisin entre dans l'atmosphère presque en rasant et file au-dessus du sol sans tomber. C'est exactement ce qui est arrivé à un météoroïde d'environ 45 grammes.

Les ondes radio émises par un sursaut gamma — la mort d'une étoile massive qui éclipse brièvement une galaxie — nous parviennent polarisées, oscillant dans un plan unique, telle l'aiguille d'une boussole figée dans un champ magnétique. Pour la première fois, les astronomes ont lu les indications de cette aiguille cosmique.

L'explosion d'une supernova marque la mort d'une étoile massive, qui laisse derrière elle un nuage de gaz. Si beaucoup d'hydrogène est présent, l'onde de choc se propage comme un écho lointain.

Dans les grands accélérateurs, les particules traversent les détecteurs en quelques milliardièmes de seconde, et pour les distinguer les unes des autres, il faut un chronomètre d'une précision incroyable.

L'Univers est en expansion, mais à quelle vitesse ? Depuis des décennies, les astronomes débattent de la valeur exacte de la constante de Hubble. Deux méthodes classiques donnent des résultats légèrement différents. Voici qu'une troisième approche émerge, fondée sur de mystérieux sursauts radio.

Les rayons cosmiques ne sont pas de la lumière, mais des particules chargées qui bombardent la Terre de toutes parts. La plupart sont des protons (noyaux d'hydrogène), mais on trouve aussi des noyaux plus lourds : hélium, azote, fer.

Un sursaut gamma, c'est comme un coup de canon cosmique : un éclair bref mais éblouissant qui, pendant quelques secondes, éclipse une galaxie entière.

Le ciel nocturne n'est plus aussi silencieux qu'avant. Des milliers de satellites défilent au-dessus de nos têtes, et chacun peut émettre des ondes radio par inadvertance, gênant les astronomes qui écoutent les galaxies lointaines. Pour comprendre ce bruit, des scientifiques ont pointé le radiotélescope 21CMA, en Chine, vers les passages des satellites Starlink.

Dans l'épaisseur de la glace antarctique, à des profondeurs où la lumière du soleil ne parvient jamais, des antennes sont suspendues. Elles n'écoutent pas des sons, mais des ondes radio – et attendent le signal d'une particule presque impossible à attraper.

Lorsqu'une planète passe devant son étoile, une partie de la lumière stellaire est filtrée à travers son atmosphère. Les gaz de l'atmosphère absorbent certaines couleurs et en laissent passer d'autres, comme les vitraux colorés. En observant quelles couleurs sont atténuées, on peut déterminer la composition de l'air de ce monde lointain.

Pendant les premières centaines de millions d'années après le Big Bang, l'univers était sombre : les étoiles n'existaient pas encore, et l'espace était rempli d'hydrogène froid. Ce gaz émet des ondes radio de 21 centimètres de longueur d'onde — comme un murmure discret qui nous parvient à travers 13 milliards d'années.

Dans la galaxie d'Andromède, la plus proche grande voisine de notre Voie lactée, des astronomes ont observé des nuages froids et géants où naissent les étoiles. Ces nuages sont composés de gaz et de poussière, mais il n'est pas facile de les voir directement : ils émettent très peu de lumière.

Des radiotélescopes répartis sur toute la Terre captent les ondes provenant de trous noirs lointains. Mais deux télescopes très proches l'un de l'autre ne voient qu'une tache floue — les détails leur échappent. Habituellement, de telles paires sont jugées inutiles et écartées. À tort : même une tache floue recèle des indices.

Un signal radio lointain voyage jusqu'à nous à travers le gaz, et plus il y a de gaz sur son chemin, plus le signal est « ralenti ». Les astronomes utilisent cet effet pour peser l'enveloppe invisible de notre Galaxie — son halo.

Le télescope spatial James Webb a repéré des points de lumière brillants provenant d'une époque où seulement 100 à 300 millions d'années s'étaient écoulées depuis le Big Bang.

Les sursauts radio rapides sont des signaux cosmiques de l'ordre de la milliseconde. Autrefois, on les cherchait comme si l'on tournait le bouton d'un poste de radio à l'aveugle. Le réseau de neurones EDEN voit l'ensemble du spectre et reconnaît la forme de l'impulsion, comme un musicien reconnaît les notes.