Précision suisse pour le plus grand radiotélescope du monde
L’infrastructure de recherche Square Kilometre Array Observatory (SKAO) est un exemple parfait de coopération scientifique internationale. Elle réunit un grand nombre de pays dans l’objectif de construire le plus grand radiotélescope du monde. La Suisse est membre de cette organisation de recherche depuis 2022 et contribue de manière significative à cet ambitieux projet.

Les antennes de SKAO sont en cours de construction sur deux sites: d’ici 2030, plus de 300 groupes d’antennes se dresseront à l’intérieur des terres dans l’ouest de l’Australie, répartis en spirale sur plusieurs dizaines de kilomètres. Chaque groupe sera composé de 256 antennes identiques, de construction simple, ce qui représente un total de plus de 78'000 antennes. Dans le désert sud-africain du Karoo, 144 paraboles de 15 mètres de diamètre seront installées. Ces deux sites, sur deux continents, formeront ensemble l’observatoire radioastronomique le plus sensible qui existe. Grâce à ces instruments dotés d’une très grande sensibilité, les scientifiques pourront étudier les jeunes années de l’univers, observer la vie et la mort des premières étoiles et mieux connaître la formation des premières galaxies.
Technique sensible
Leur grande sensibilité rend ces instruments vulnérables aux activités humaines et plus particulièrement aux rayonnements électromagnétiques dans la gamme des hautes fréquences. Certains téléphones portables, par exemple, envoient des signaux de localisation même lorsqu’ils sont éteints. À proximité des télescopes, ces signaux sont suffisamment forts pour endommager les amplificateurs sensibles des instruments.
Pendant la construction des antennes en Afrique du Sud, l’exploitation du réseau de radiotélescopes MeerKAT, actif depuis 2018, se poursuit. Des mesures de protection particulières sont donc nécessaires. Ainsi, les voitures et les grues, par exemple, ne sont pas admises sur le chantier sans examen préalable de leur profil de rayonnement électromagnétique. Le Wi-Fi et le bluetooth sont totalement interdits, tout comme certains appareils tels que les fours à micro-ondes et les meuleuses d’angles.

Contributions suisses
Depuis le début du chantier, en 2021, les groupes d’antennes et les paraboles sont installés en continu. En septembre 2024, les mesures de deux groupes d’antennes ont été corrélées pour la première fois, ce qui a permis d’établir ce qu’on appelle un motif d’interférence. En mars 2025, ce ne sont pas moins de quatre groupes d’antennes qui ont été corrélés. Cette astuce de corrélation qui a fait ses preuves permet aux astronomes de combiner plusieurs petits télescopes connectés en un télescope plus grand et plus puissant uniquement sur la base de calculs. Pour y parvenir, tous les signaux doivent être synchronisés avec la plus grande précision. C’est là qu’entre en jeu une contribution décisive de la Suisse: les masers à hydrogène.
Qu’est-ce qu’un maser à hydrogène?
Un atome d’hydrogène neutre est composé de deux particules: un proton et un électron. En fonction de l’orientation relative de leurs moments cinétiques intrinsèques («spins»), l’atome a une énergie légèrement plus élevée ou plus basse. Dans un maser à hydrogène, cette transition d’énergie est utilisée pour produire des signaux temporels extrêmement précis et stables. Cette stabilité est décisive pour les observations radioastronomiques avec plusieurs télescopes, car des écarts dans la mesure du temps, mêmes minimes, causent des erreurs considérables dans ces données.
SKAO dispose d’autres composants essentiels de la Suisse: dans les antennes en Australie, plus de 150'000 câbles et prises à haute fréquence seront utilisés pour recueillir les signaux de l’espace et les transmettre au centre de calcul pour leur traitement ultérieur. Ces composants de grande qualité ont été développés dans le pays et assurent une transmission fiable des données afin que des chercheurs, en Suisse et ailleurs, puissent les évaluer par la suite.

De passage à Zurich
Le Conseil de SKAO est l’organe de direction suprême de l’observatoire. Il réunit les douze États membres et quatre États observateurs actuels de SKAO et siège environ trois fois par an pour prendre des décisions stratégiques. Du 17 au 19 mars 2025, la Suisse a accueilli le conseil à Zurich. Le consortium suisse pour SKAO et le Secrétariat d’État à la formation, à la recherche et à l’innovation ont conjointement organisé et soutenu la rencontre.
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