Pourquoi la radioastronomie n’écoute pas le ciel

Dans le film “Contact” de 1997, Ellie Arroway est une jeune radioastronome interprétée par Jodie Foster. Ellie est en mission pour découvrir la vie extraterrestre, et dans une scène célèbre filmée au Very Large Array, elle est assise au bord de l’observatoire, écoutant les sons radio du ciel avec des antennes paraboliques en arrière-plan.

C’est un merveilleux moment cinématographique mettant en lumière la recherche solitaire d’Ellie pour la vérité et est devenu si emblématique que de nombreux visiteurs du VLA prennent “ce cliché” d’eux-mêmes portant des écouteurs devant une antenne parabolique. Mais aussi magnifiquement poétique que soit la scène, c’est de la magie hollywoodienne, pas de la science dure. La signaux radio des écouteurs et de l’ordinateur d’Ellie interférerait avec l’équipement sensible de l’observatoire et les radioastronomes n’écoutent pas le ciel.

L’idée que les radioastronomes écoutent objets célestes est peut-être la plus grande idée fausse en radioastronomie. Et dans une certaine mesure, c’est compréhensible. Les gens écoutent la radio tout le temps, alors les radioastronomes doivent sûrement faire de même. Mais les sons que nous entendons à la radio ne sont pas les sons de la radio elle-même. Ils sont convertis à partir de signaux électriques. Les ondes sonores nécessitent un milieu tel que l’air pour se déplacer, et comme l’espace est essentiellement un vide, les sons ne peuvent pas voyager dans l’espace. Si les astronomes écoutaient le ciel, ils n’entendraient que le silence.

La radio est une forme de lumière. C’est comme la lumière visible, mais avec une longueur d’onde beaucoup plus longue. Alors que la lumière visible a une longueur d’onde à l’échelle des atomes, la lumière radio a des longueurs d’onde allant d’environ l’épaisseur d’une mine de crayon à plus que la longueur d’un bus.

Parce que les longueurs d’onde radio sont à l’échelle humaine, la technologie de la radioastronomie est souvent très différente de celle de l’astronomie optique. Il existe de grandes similitudes. A la fois optique et radioastronomie utiliser des surfaces réfléchissantes pour focaliser la lumière sur un détecteur ou un récepteur, qui convertit ensuite la lumière en un signal numérique. Les astronomes peuvent ensuite utiliser ce signal numérique pour créer des images astronomiques. Mais parce que les longueurs d’onde radio sont tellement plus longues que longueurs d’onde visiblesnous devons réaliser cet exploit de différentes manières.

Un facteur clé est la taille du réflecteur. Généralement, plus votre réflecteur ou votre miroir est grand, plus vous pouvez focaliser de lumière et plus votre image est nette et lumineuse. C’est pourquoi les meilleurs télescopes optiques ont des miroirs de plusieurs mètres de diamètre. Mais la taille de votre réflecteur doit s’adapter à celle de votre longueur d’onde. Depuis les ondes radio sont des milliers de fois plus longues que les ondes visibles, un miroir de radiotélescope devrait être plus grand que Manhattan. Ce n’est pas quelque chose que nous pouvons construire, alors à la place, nous créons des tableaux de plats plus petits. Chaque parabole d’antenne agit comme un morceau d’un miroir plus grand. Les astronomes peuvent ensuite simuler une parabole à l’échelle de la ville en combinant les données de la gamme de paraboles plus petites.

Un autre facteur est que la lumière radio est souvent beaucoup plus faible que lumière visible, et il y a beaucoup de choses qui créent de la lumière radio. Cela signifie que les radiotélescopes doivent être protégés des objets du quotidien tels que les téléphones portables et les équipements informatiques qui émettent de la lumière radio. Les récepteurs d’antenne doivent également être extrêmement froids. Objets à température ambiante émettent beaucoup de lumière radio faible qui peut affecter la précision des données d’observation, de sorte que les récepteurs et autres composants électroniques d’un radiotélescope doivent être surrefroidis pour convertir la lumière radio en un signal numérique.

Bien sûr, une fois que les astronomes ont leurs données, ils peuvent toujours convertir ces données en son. Cela se fait surtout avec les pulsars, où les rafales d’énergie électrique d’une étoile à neutrons sont converties en claquements audibles. Les astronomes ont également converti des phénomènes tels que l’aurore turbulente de Jupiter ou le gémissement d’une nébuleuse lointaine. Ces sons peuvent nous donner une lien émotionnel au cosmos, mais tout comme la scène de “Contact”, ils ne sont qu’une interprétation poétique de la lumière radio que nous captons.