Astronomie sur glace

Ken Tapping, le 23 mai 2012

Dans le ciel, cette semaine…

  • Vénus trône toujours à l’ouest, après le crépuscule.
  • Mars brille haut, en direction sud; Saturne occupe une position plus à l’est.
  • La Lune entrera dans son premier quartier le 28 mai.

Il doit s’agir d’un des lieux les plus inhospitaliers du globe. La température n’y dépasse jamais −20 °C et peut descendre sous −60 °C. L’endroit se trouve à près de 2900 mètres au-dessus du niveau de la mer et l’air y est très sec. Il y neige rarement, et les intempéries prennent le plus souvent la forme de cristaux de glace que le vent balaie au ras du sol. Le froid est si mordant que ces cristaux sont parfaitement secs. Les étincelles d’électricité statique engendrées par leur frottement rendent la réception des signaux radio difficile. Arriver à faire fonctionner la machinerie de précision de manière fiable dans ces conditions hostiles pose un autre problème. Par ailleurs, se rendre jusque-là coûte cher et presque tout ce dont on a besoin doit être apporté par avion. Chaque année, il y fait nuit pendant environ six mois, tandis que le Soleil refuse de se coucher les six mois restants. Bien sûr, je parle du pôle Sud, en Antarctique. Malgré ces aléas, l’endroit s’avère excellent pour l’astronomie et les sciences spatiales.

Tout d’abord, l’Antarctique se trouve en altitude et il y fait sec, donc le ciel est assez limpide pour permettre une astronomie de grande qualité, notamment des observations aux longueurs d’onde que bloque habituellement la vapeur d’eau aux latitudes plus tempérées. D’autre part, il y fait aussi noir que possible puisqu’il n’y a pas d’agglomérations humaines, hormis les stations de recherche scientifique. Le ciel n’est donc pas éclairé par la pollution lumineuse venant des rues et des villes. En l’absence de voisins, l’installation d’instruments, le déploiement de longs fils d’antenne ou la transformation d’un cube de glace d’un kilomètre en énorme télescope à neutrinos ne posent aucune difficulté. Comme l’obscurité règne une bonne partie de l’année, les séances d’observation durent beaucoup plus longtemps. Il est possible d’étudier des objets très ténus et d’enregistrer ceux dont la luminosité fluctue rapidement sans que la clarté diurne les efface la moitié du temps. Un des principaux domaines d’intérêt auquel le pôle Sud se prête merveilleusement est la cosmologie, c’est-à-dire l’étude des origines de l’Univers et de la façon dont celui-ci a évolué pour devenir ce qu’il est aujourd’hui.

La pulsation du rayonnement engendré à la naissance de l’Univers et durant sa prime enfance, extrêmement chaude, reste piégée à l’intérieur, donc demeure observable de nos jours. Durant les 14 milliards d’années ou presque qui se sont écoulés depuis le Big Bang, l’Univers a pris énormément d’expansion et s’est refroidi, mais le rayonnement fossile peut encore être étudié et cartographié. Sur les cartes, les petites variations de température correspondent aux premiers signes des galaxies embryonnaires. On détecte ces infimes fluctuations plus facilement avec des techniques comme l’interférométrie, qui combine l’usage de multiples télescopes.

Le pôle Sud est l’endroit idéal pour la recherche cosmologique. Le ciel cristallin, sans vapeur d’eau, et les longues heures d’obscurité autorisent des observations qu’il s’avèrerait difficile, voire impossible, de réaliser ailleurs. Bon nombre d’expériences font intervenir des réseaux d’antennes ressemblant à des cornets de crème glacée de tailles diverses, fixées de manière à être constamment braquées vers le haut pour plus de commodité, car l’Antarctique n’est pas tendre avec les objets qui comptent de nombreuses pièces mobiles.

Roald Amundsen fut le premier à atteindre le pôle Sud; le second explorateur, Robert Scott, y perdit la vie. Désormais, à cet endroit se dresse la station polaire Amundsen-Scott, point de départ à d’autres explorations.

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches, à Penticton (C.-B.), V2A 6J9.

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