ALMA : Observer la naissance de l'univers

Le réseau d'antennes millimétriques/submillimétriques d'Atacama, ALMA, est un ensemble de 66 antennes radio, réparties sur un plateau d’environ 16 kilomètres de diamètre, qui forment un télescope. Elles peuvent détecter de très faibles émissions de lumière, de longueurs d’onde millimétriques, en provenance des parties les plus froides ou les plus anciennes de l’univers, en fonctionnant ensemble. Grâce à ALMA, les chercheurs de l’EPFL et les scientifiques du monde entier espèrent comprendre la formation chimique et physique des nuages moléculaires, ces nuages interstellaires denses de gaz et de poussière à l’origine de la naissance de nouvelles étoiles.

Ces 66 antennes de haute précision connues sous le nom de détecteur interférométrique peuvent être orientées individuellement de manière à recueillir les données comme un seul immense télescope. Elles peuvent recueillir des ondes électromagnétiques de 0,32 à 3,6 mm de longueur, situées juste au-delà de l’infrarouge (le spectre lumineux visible, lui, s’étend de 400 à 700 nm). Ces ondes sont les signes de plusieurs galaxies, et parmi elles, les plus distantes et les premières à s’être formées. Ces informations restaient auparavant difficilement observables avec d'autres télescopes standards. Les radiotélescopes ALMA sondent les ondes avec une résolution record et le système utilise les techniques de l’interférométrie pour maîtriser le bruit. Les signaux analogiques sont ensuite convertis en données numériques, traitées par un superordinateur appelé corrélateur, qui constitue le «cerveau» d’ALMA. C’est là que les données sont combinées pour produire des images. Celles-ci sont complétées par des données provenant d’autres télescopes de l’Observatoire européen austral (ESO) et peuvent être analysées par des astronomes.

L’histoire d’ALMA a réellement commencé lors de son inauguration le 13 mars 2013. George Meylan, directeur du Laboratoire d’astrophysique de l’EPFL, y participait, parmi de nombreux invités de marque. L’EPFL est active depuis longtemps dans les projets de l’ESO, particulièrement en ce qui concerne le Very Large Telescope (VLT) à Cerro Parranal et le télescope géant européen (E-ELT) à Cerro Armazones au Chili. Les recherches de l’EPFL ont contribué au développement du système d’optique adaptative, qui permet une correction en temps réel des signaux perturbés par l’atmosphère terrestre, ainsi qu’au système de flexion du miroir du télescope. Le succès de la collaboration entre l'EPFL et ESO est démontré par les nombreux titulaires d’un doctorat qui continuent à travailler avec l'organisation.

ALMA est maintenant pleinement opérationnelle et des scientifiques de l'EPFL sont prêts pour mener à bien leur recherche, notamment l'équipe de Georges Meylan, qui partira vers le désert d’Atacama pour étudier les amas galactiques. «ALMA représente un éventail d’intérêts scientifiques énorme qui va de la formation des planètes ou des gaz qui remplissent l’espace interstellaire jusqu’aux galaxies les plus éloignées. Il est certain que ALMA va fournir un grand nombre de nouveaux outils pour observer et comprendre la formation des galaxies, des étoiles et des planètes», a-t-il déclaré.

ALMA annonce une ère nouvelle dans l’exploration astronomique car les astronomes peuvent maintenant tourner leur regard vers les parties les plus froides de l'univers, des lieux jusque-là encore inaccessibles avec les précédents télescopes. Les implications sur notre compréhension de l’univers sont énormes, car nous pouvons désormais remonter plus encore dans le temps, lorsque les premières galaxies se sont formées. D’où l’enthousiasme de Georges Meylan : «Le XXe siècle à découvert la formation et l’évolution des étoiles, le XXIe siècle découvre la formation et l’évolution des galaxies, c’est-à-dire le destin de l'univers tout entier.»

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Au sujet de l’ALMA 

ALMA est le fruit d’une collaboration longue de presque vingt ans au niveau mondial entre l’Europe, l’Amérique du Nord, l’Asie et le Chili. C’est le plus grand projet d’astronomie au sol jamais mené. Ce projet, chiffré à un milliard de dollars, est financé par l’Observatoire européen austral (ESO), la NSF (National Science Foundation) aux États-Unis, le Conseil national de recherches du Canada (CNRC), le National Science Council (NSC) et l’Academia Sinica (AS) à Taïwan, et les National Institutes of Natural Sciences (NINS) au Japon. La construction, les opérations et la mise en service sont dirigées conjointement par l’ESO, l’Observatoire national de radio astronomie aux États-Unis (NRAO) et l’Observatoire national d’astronomie au Japon (NAOJ), qui forment ensemble l’Observatoire commun ALMA (JAO).