De nouveaux récepteurs améliorent la capacité d'ALMA à détecter la présence d'eau au sein de l'Univers.
Le Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA) au Chili vient de débuter ses observations dans une nouvelle région du spectre électromagnétique. Cette évolution fait suite à l'installation, sur les antennes du télescope, de nouveaux récepteurs capables de détecter des signaux radio dont la longueur d'onde s'étend de 1,4 à 1,8 millimètres - un domaine jusque-là inexploité par ALMA. Cette mise à niveau permet aux astronomes de capter les faibles signatures de la molécule d'eau au sein de l'Univers proche.
ALMA capte les ondes radio de basse énergie - situées à l'une des extrémités du spectre électromagnétique - en provenance de l'Univers. Grâce à l'installation de récepteurs de bande 5, la gamme de fréquences radio accessibles à ALMA s'est étendue, ouvrant par là-même de nouvelles possibilités, en termes d'observation.
Leonardo Testi, scientifique en charge du programme ALMA, explique tout l'intérêt de cette mise à niveau : "Les nouveaux capteurs faciliteront la détection, au sein du Système Solaire ainsi que dans des régions plus éloignées de notre galaxie, voire au-delà, des molécules d'eau dont la présence conditionne la vie telle que nous la connaissons. Ces détecteurs nouvellement installés permettront en outre à ALMA de rechercher les traces de carbone ionisé au sein de l'Univers primordial."
L'exceptionnelle localisation d'ALMA, à quelque 5000 mètres d'altitude sur le plateau aride de Chajnantor au Chili, rend possible ce type d'observations. L'atmosphère terrestre étant partiellement composée de molécules d'eau, les observatoires implantés au sein d'environnements caractérisés par une élévation et une aridité plus faibles rencontrent davantage de difficultés pour identifier l'origine des émissions en provenance de l'espace. La formidable sensibilité d'ALMA, doublée d'une résolution angulaire élevée, lui permettent désormais de détecter, à la longueur d'onde désirée, les traces d'eau les plus infimes au sein de l'Univers local [1].
Le récepteur de bande 5 a été conçu par le Groupe de Développement de Récepteurs Avancés (GARD) de l'Observatoire Spatial Onsala, Université de Technologie Chalmers en Suède. Il a été testé sur l'instrument SEPIA qui équipe le télescope APEX. Ces observations ont par ailleurs permis de sélectionner les cibles appropriées aux premiers tests des récepteurs sur ALMA.
Les premiers récepteurs ont été produits et livrés à ALMA au cours du premier semestre 2015 par un consortium composé de l'Ecole de Recherche en Astronomie des Pays-Bas (NOVA), de GARD, et de l'Observatoire National de Radioastronomie (NRAO) responsable de l'oscillateur local. Les récepteurs sont à présent installés et seront bientôt prêts à être utilisés par la communauté des astronomes.
Afin de tester les récepteurs nouvellement installés, des observations de divers objets parmi lesquels figurent les galaxies en collision Arp 220, une région massive de formation d'étoiles située à proximité du centre de la Voie Lactée et une supergéante rouge et poussiéreuse sur le point d'exploser en supernova, ont été effectuées [2].
Afin de traiter les données et de s'assurer de leur qualité, des astronomes ainsi que des spécialistes techniques de l'ESO et du Centre Régional Européen d'ALMA (ARC), se sont réunis à l'Observatoire Spatial Onsala en Suède, dans le cadre d'une "Semaine dédiée à la Bande 5" organisée par la branche nordique de l'ARC [3]. Les résultats finaux viennent d'être mis à disposition de la communauté internationale des astronomes.
Robert Laing, l'un des membres de l'équipe à l'ESO, se montre optimiste quant aux perspectives d'observation d'ALMA dans la bande 5 : "Les premiers résultats obtenus au moyen d'un nombre limité d'antennes sont très encourageants. A l'avenir, la sensibilité et la résolution angulaire élevées du réseau ALMA dans son intégralité nous permettront de précisément cartographier l'eau contenue au sein d'un vaste échantillon d'objets parmi lesquels : les étoiles en formation et les étoiles évoluées, le milieu interstellaire et les régions situées à proximité de trous noirs supermassifs."