VLBI - réseau de télescopes mondial

Les scénarios et conditions extrêmes ont toujours particulièrement éveillé l’intérêt des Hommes. C’est également le cas pour les objets les plus énergétiques du cosmos qui ont été découvert jusqu’à nos jours par les astronomes: les noyaux des galaxies actives, dont l’existence a pu être justifiée à travers leur rayonnement dans l’intégralité du spectre électromagnétique. Ces témoins des toutes premières époques cosmiques sont très éloignés - jusqu’à plusieurs milliards d’années-lumière – de la Terre. N’importe quelle tentative de découverte et d’analyse d’unités structurelles telles que les noyaux des galaxies actives pose un gros défi technique, ainsi cela nécessite des capacités de résolution extrêmement élevées, que même les plus grands radiotélescopes ne peuvent offrir. Il est toutefois possible d’utiliser des méthodes d’observation plus fines et des traitements mathématiques, de synthétiser un télescope géant en synchronisant le fonctionnement de plusieurs télescopes indépendants et distants.

Ce réseau mondial de radiotélescopes, dont fait partie en tant qu’élément essentiel et depuis de nombreuses années le radiotélescope de 100 m, a marqué de manière cruciale l’image que nous avons de la formation et du développement des noyaux des galaxies actives: depuis un noyau ultracompact - un trou noir massif – des quantités d’énergie sont projetées dans des jets vers l’extérieur à des distances éloignées de plusieurs millions d’années-lumière, où elles se révèlent ensuite comme de gigantesques façades radio. L’illustration 5 montre des "images radio" de la célèbre radiogalaxie Cygnus A, qui ont été acquises avec des résolutions très différentes. La première image a été réalisée avec le VLA (Very Large Array) au Nouveau Mexique, et montre le scénario décrit avec le noyau au milieu et comme un jet vers l’extérieur de la structure. Les plus petites structures reconnaissables sont de l’ordre de grandeur du millier d’années-lumière.

Les images en-dessous montrent à nouveau des zones agrandies de la région du noyau: des détails de formations toujours plus petites, dont la taille atteint une fraction d’année-lumière, sont reconnaissables de haut en bas. Ces résultats ne peuvent être obtenus que par la méthode présentée ci-dessus et qui consiste a faire fonctionner ensemble des radiotélescopes en différents endroits du monde (VLBI = Very Long Baseline Interferometry).

A cause du diamètre de la Terre, pendant presque trois décennies, la frontière de résolution atteignable par la méthode VLBI était fixée dans le meilleur des cas à 1/10 000 de seconde d’arc (ce qui correspond la perception d’une balle de tennis sur la Lune) ; depuis 1997, elle a connu un net progrès avec l’enregistrement d’observations réalisées par un radiotélescope situé dans l’espace. Sur l’illustration 6, on a l’exemple d’une observation en VLBI spatiale du Quasar 0836+710. Le radiotélescope envoie ses données de mesure à une station au sol au cours d’une de ses orbites. Elles vont alors être exploitées après synchronisation avec les données récupérées par les radiotélescopes sur Terre. On synthétise ainsi un instrument d’observation gigantesque, dont le pouvoir séparateur est équivalent à celui du "Méga-radiotélescope" fictif représenté en bleu sur l’illustration, un radiotélescope plus grand que la Terre elle-même. Les images toujours plus détaillées et contrastées des objets célestes vont, dans le futur, largement enrichir nos connaissances des processus physiques extrêmes de l’univers.