Ecole de Goutelas 2007 : Radioastronomie Basses Fréquences : Instrumentation, Thématiques scientifiques, Projets

Ouvrage collectif à télecharger au format PDF sur le site de l’Ecole de Goutelas 2007.

Des exemplaires papiers peuvent être demandés auprès des éditeurs, Philippe Zarka et Michel Tagger.

Thèmes et public visés : Radioastronomie, étudiants et chercheurs.

Description :

Il s’agissait de la 30ème Ecole de Goutelas, depuis sa création en 1973 par Evry Schatzman, membre de l’Académie des Sciences et médaille d’or du CNRS, disparu le 25 avril 2010.

Le domaine de la radioastronomie basses fréquences peut être défini au sens large par la gamme spectrale dans laquelle la détection cohérente, c’est-à-dire la mesure directe de l’amplitude et de la phase des ondes électromagnétiques reçues, est possible. Elle recouvre la détection directe (au-dessous d’environ 100 MHz) et la détection hétérodyne (après translation en fréquence, jusqu’à quelques GHz), suivie d’une analyse dans le domaine spectral ou temporel.

Ce domaine connaît actuellement un fort développement à travers de nombreux projets instrumentaux de grande envergure (consortia nationaux et internationaux)  : SKA (le Square Kilometer Array, radiotélescope polyvalent dans la gamme de longueurs d’ondes métrique à centimétrique), LOFAR (le LOw Frequency ARray, précurseur et extension de SKA couvrant les domaines décamétrique à métrique, avec également des perspectives d’implantation d’antennes sur la Lune à moyen/long terme), FASR (le Fast Agile Solar Radioheliograph, dans le domaine métrique à centimétrique), CODALEMA (la détection radio des gerbes cosmiques de très haute énergie, en coordination future avec AUGER, avec des perspectives en “radioastronomie impulsionnelle”). En France, ces développements s’appuient sur l’expérience scientifique et technique acquise via l’utilisation d’instruments comme le Radiotélescope Décimétrique, le Radiohéliographe et le Réseau Décamétrique de Nançay, et les collaborations autour d’instruments comme le réseau UTR-2 de Kharkov, le VLA (Very Large Array) au Nouveau Mexique, le GMRT (Giant Meterwave Radio Telescope) en Inde, etc. La radioastronomie basses fréquences spatiale est également un domaine très dynamique, avec des développements et des contraintes spécifiques (masse, volume, consommation, débit de données des instruments embarqués).

Les thèmes scientifiques abordés sont très vastes et recouvrent diverses branches de la physique :
 phénomènes non thermiques dans les plasmas et physique des plasmas magnétisés via l’étude de spectres à relativement large bande (pour les étude solaires, planétaires, exoplanétaires, des pulsars. . .) et l’imagerie (Soleil, restes de supernovae, champs magnétiques galactiques et intergalactiques, jets stellaires et galactiques. . .) ;
 physique atomique et moléculaire (études de raies moléculaires et transitions hyperfines) pour les études de cosmologie, formation des structures, galaxies, Galaxie, comètes. . . ;
 physique des particules (pour la détection dans le domaine temporel de signatures impulsionnelles de gerbes de rayons cosmiques à très haute énergie) ;
 etc.

Le domaine radio basses fréquences soulève par ailleurs des problèmes instrumentaux spécifiques, matériels (interféromètres formés de milliers d’antennes, numérisation à haute vitesse) et logiciels (traitement du signal visant à restaurer la capacité d’observer en milieu électromagnétique pollué, mesures de polarisation, volumes colossaux de données à traiter). Les aspects instrumentaux aussi bien que le contexte scientifique sont en évolution rapide et justifient la formation ou la remise à niveau des chercheurs et étudiants du domaine, dont dépendra l’exploitation optimale des nouveaux instruments bientôt disponibles pour la communauté.