Seulement huit des quarante-quatre stations d'antenne éventuelles du réseau LOw Frequency ARray (LOFAR) ont été combinées pour produire la première image haute résolution d'un quasar distant à des longueurs d'onde radio de mètre. La première image montre de fins détails du quasar 3C 196, une puissante source radio à plusieurs milliards d'années-lumière, observée à des longueurs d'onde comprises entre 4 et 10 m. "Nous avons choisi cet objet pour les premiers tests, car nous connaissons très bien sa structure par des observations à des longueurs d'onde plus courtes", a déclaré Olaf Wucknitz de l'Université de Bonn. «Le but n'était pas de trouver quelque chose de nouveau mais de voir des structures identiques ou similaires également à de très longues longueurs d'onde pour confirmer que le nouvel instrument fonctionne vraiment. Sans les stations allemandes, nous n'avons vu qu'une goutte floue, pas de sous-structure. Une fois que nous avons inclus les longues lignes de base, tous les détails sont apparus. »
Aux Pays-Bas, cinq stations étaient reliées à trois stations en Allemagne. Pour effectuer des observations détaillées à des fréquences aussi basses, les télescopes doivent être éloignés l'un de l'autre. Une fois terminée, la gamme LOFAR couvre une grande partie de l'Europe.
Les observations aux longueurs d'onde couvertes par LOFAR ne sont pas nouvelles. En fait, les pionniers de la radioastronomie ont commencé leur travail dans la même gamme. Cependant, ils n'ont pu produire que des cartes du ciel très approximatives et mesurer uniquement les positions et les intensités des objets.
«Nous revenons maintenant à cette gamme de longueurs d'onde longtemps négligée», explique Michael Garrett, directeur général d'ASTRON, aux Pays-Bas, l'institution qui dirige le projet international LOFAR. «Mais cette fois, nous sommes capables de voir des objets beaucoup plus faibles et, plus important encore, d'imaginer des détails très fins. Cela offre des opportunités entièrement nouvelles pour la recherche astrophysique. »
«La haute résolution et la sensibilité de LOFAR signifient que nous entrons vraiment dans un territoire inexploré, et l'analyse des données était en conséquence complexe», ajoute Olaf Wucknitz. «Nous avons dû développer des techniques complètement nouvelles. Néanmoins, la production des images s'est étonnamment bien déroulée à la fin. La qualité des données est stupéfiante. » La prochaine étape pour Wucknitz est d'utiliser LOFAR pour étudier les lentilles dites gravitationnelles, où la lumière des objets distants est déformée par de grandes concentrations de masse. Une haute résolution est nécessaire pour voir les structures intéressantes de ces objets. Cette recherche serait impossible sans les stations internationales.
LOFAR comprendra au moins 36 stations aux Pays-Bas et huit stations en Allemagne, en France, au Royaume-Uni et en Suède. Actuellement, 22 stations sont opérationnelles et d'autres sont en cours d'installation. Chaque station se compose de centaines d'antennes dipôles connectées électroniquement pour former un énorme radiotélescope qui couvrira la moitié de l'Europe. Avec les nouvelles techniques introduites par LOFAR, il n'est plus nécessaire de diriger les antennes radio vers des objets d'intérêt spécifiques. Au lieu de cela, il sera possible d'observer plusieurs régions du ciel simultanément.
La résolution d'un réseau de radiotélescopes dépend directement de la séparation entre les télescopes. Plus ces lignes de base sont grandes par rapport à la longueur d'onde observée, meilleure est la résolution obtenue. Actuellement, les stations allemandes fournissent les premières longues lignes de base du réseau et améliorent la résolution d'un facteur dix par rapport aux seules stations néerlandaises. Les responsables d'ASTRON affirment que la qualité de l'imagerie s'améliorera considérablement à mesure que davantage de stations seront mises en ligne.
«Nous voulons utiliser LOFAR pour rechercher des signaux des toutes premières époques de l'Univers», a déclaré Benedetta Ciardi du Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) à Garching. "Ayant moi-même une formation complètement théorique, je n'aurais jamais pensé que je serais excité par une image radio, mais ce résultat est vraiment fascinant."
Source: Max-Planck-Institut für Astrophysik
