L’ALMA

Ken Tapping, le 3 avril 2013

Dans le ciel, cette semaine…

  • Jupiter trône dans la partie sud-ouest du ciel durant la nuit.
  • Saturne se lève vers 22 h.
  • La Lune entrera dans son dernier quartier le 2 avril et cèdera la place à une nouvelle le 10.

Le 13 mars marquait l’inauguration officielle d’une installation majeure en astronomie. Le radiotélescope qu’on appelle « grand réseau millimétrique de l’Atacama » ou ALMA (pour Atacama Large Millimetre Array) constituera un instrument de premier plan en astronomie pour les décennies à venir. Situé en altitude, sur le désertique plateau de l’Atacama, au Chili, l’ALMA est un projet international auquel le Canada a largement contribué.

L’appareil, qui rassemble 66 antennes de 12 m de diamètre, est conçu pour mesurer et cartographier les signaux émanant de l’espace à la longueur d’onde du millimètre. Ces courtes ondes radio se situent à la lisière de la partie infrarouge du spectre électromagnétique. Pour les capter, les antennes doivent posséder une surface dont la précision est de l’ordre d’une fraction de l’épaisseur d’un cheveu humain, par tous les temps. En effet, contrairement aux ondes plus longues, les ondes millimétriques sont fortement altérées par l’atmosphère, en particulier la vapeur d’eau, d’où l’aménagement de l’ALMA dans un lieu élevé et extrêmement sec.

Quelques autres instruments dans le monde peuvent réaliser des observations dans cette partie techniquement difficile du spectre électromagnétique, cependant aucun ne s’approche, même de loin, de la sensibilité ni du pouvoir de résolution de l’ALMA. Bien qu’il n’en soit qu’à ses débuts, ce radiotélescope nous révèle des choses que nous n’avions encore jamais vues.

Les ondes millimétriques sont principalement issues de deux sources. Toute matière dont la température dépasse le zéro absolu (-273 °C) de quelques degrés en émet. On peut donc se servir du radiotélescope pour produire l’image des nuages de gaz et de poussières qui émaillent notre galaxie et bien d’autres. Les plus intéressants sont les nuages en train de s’effondrer sur eux-mêmes ou en rotation, berceaux des futures étoiles et planètes. La signature radio des composés chimiques qui les composent mérite aussi notre intérêt. En effet, ces signatures ont une longueur d’onde millimétrique. Puisque les instruments comme l’ALMA les détectent, il est donc possible d’en mesurer l’abondance ainsi que les mouvements. Enfin, l’ALMA peut établir où ces composés se situent dans les nuages et comment ils réagissent les uns avec les autres.

Bien que cette « chimie cosmique » nous intrigue en soi, on s’y intéresse aussi parce qu’on aimerait savoir comment s’est développée la recette à l’origine de la vie. Quand l’Univers s’est suffisamment refroidi pour qu’apparaissent les premiers éléments, se sont d’abord formés l’hydrogène, l’hélium et le lithium. Des étoiles sont issues de ce mélange et ont puisé de l’énergie en transformant ces éléments en d’autres, tels l’oxygène, le phosphore, l’azote, le soufre et des métaux comme le fer et le nickel. Ensuite, quand elles ont explosé à la fin de leur existence, ces étoiles primitives, d’une luminosité incroyable, ont engendré de l’or, de l’argent, de l’uranium, du plomb, du platine et tous les autres éléments connus à ce jour. Ces « déchets nucléaires » ont ensemencé les nuages cosmiques puis, des millions d’années durant, la chimie a fait son œuvre, fabriquant de l’eau, de l’ammoniac, de l’éthanol, du méthanol, du formaldéhyde et d’innombrables composés dont beaucoup constituent les ingrédients essentiels de la vie telle qu’on la connaît.

Un des premiers résultats obtenus grâce à la sensibilité sans précédent de l’ALMA, résultat assez intrigant, est que les premières étoiles du jeune univers sont nées encore plus tôt qu’on le croyait, soit d’un à deux milliards d’années après le Big Bang, survenu il y a 13,7 milliards d’années.

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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