Jeudi, 26 Mars, 2020

Projet Lofar : grâce à cet outil, les citoyens peuvent découvrir des trous noirs

Coincé à la maison, il est toujours possible d’explorer l’Univers ! Et même d’aider la recherche. Lofar est l’un des plus grands radiotélescopes au monde. Un outil mis en ligne par l’Observatoire de Paris permet de jouer les astronomes-assistants, en contribuant à repérer des objets étonnants autour des zones à trous noirs supermassifs.

De manière classique, lorsqu’on observe le ciel nocturne, on peut y voir des étoiles, des planètes, des amas, etc. Avec des instruments plus perfectionnés, nébuleuses, étoiles doubles ou galaxies apparaissent. Cependant, il existe des objets qui ne sont pas visibles car leur lumière ne nous parvient pas. Les radiotélescopes observent le ciel autrement. Ils récupèrent des longueurs d’onde qui ne sont pas dans le domaine du visible et, grâce à des algorithmes, forment une image de ces ondes radio. Le ciel apparaît alors tout autre.

Des milliards d’équations à inverser

Lofar est l’un des plus grands radiotélescopes au monde. Il est constitué d’une centaine de milliers d’antennes réparties partout en Europe et a la particularité d’opérer à très basses fréquences (entre 10 et 250 mégahertz) dans un domaine d’énergie essentiellement inexploré. « Les signaux sont envoyés par fibre optique dans un supercalculateur qui va corréler les voltages des différentes antennes. Les données spatiales sont acquises et ensuite nous obtenons des milliards d’équations à inverser. La solution de ce système d’équations est une image », précise Cyril Tasse, astronome à l’Observatoire de Paris. ­Lofar ne fonctionne donc pas du tout comme un télescope optique. Là, ce sont des algorithmes qui vont travailler pour former une image.

Ce que cherchent les astronomes, ce sont les ondes des particules énergétiques qui sont accélérées par des phénomènes violents qui se déroulent par exemple autour des trous noirs. « Mais ces phénomènes se produisent également lors d’explosions d’étoile, et dans tout phénomène dit de “dynamique de la structure à grande échelle”, c’est-à-dire de l’organisation des galaxies dans l’Univers. En fait, ces “particules” sont visibles dès qu’il se passe quelque chose d’extrêmement énergétique », poursuit l’astronome. Alors, que vient faire la science participative dans cette quête stellaire ?

Un travail colossal, des milliers de contributeurs

Actuellement, seulement 20 % du ciel de l’hémisphère Nord est couvert par Lofar et, sur ces 20 %, il existe 4 millions de sources inconnues. « Parmi ces sources, on trouve des objets ponctuels, petits et compacts pour lesquels on sait que la contrepartie optique (la galaxie – NDLR) est à peu près au même endroit. Mais il en existe certains, environ 150 000, où cela est moins évident et pour lesquels l’association de l’image optique et de l’image radio doit être réalisée par un œil humain, déclare Cyril Tasse. C’est pour cette tâche d’association que nous avons besoin d’une communauté de volontaires. »

Car le projet actuel réunit 200 chercheurs et ce n’est pas avec cette main-d’œuvre aussi peu nombreuse, même si elle est extrêmement qualifiée, que les associations d’images seront réalisées dans un délai raisonnable. Grâce à un logiciel, les utilisateurs associent les images. Il faut cinq associations réalisées par cinq personnes différentes pour confirmer un « match », une correspondance. En quelques jours, depuis la publication de ce projet participatif, les clics ont été colossaux et le chercheur espère couvrir la totalité de l’image radio en six mois au maximum alors qu’il aurait fallu plusieurs années aux 200 chercheurs.

À terme, cette opération d’association sera réalisée de manière automatique grâce à l’intelligence artificielle. En attendant, c’est aux humains d’entraîner les machines à découvrir des trous noirs, à la clé leur nom sur une publication scientifique !

Pour participer à ce projet, rendez-vous sur : www.obspm.fr/aidez-les-astronomes-a.html
Jérémie Bazart
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