Le télescope Arecibo était un outil incroyable pour les astronomes. Construit au début des années 1960, il avait une parabole de 1 000 pieds de large et était capable à la fois de recevoir et de transmettre des signaux radio. Il a cartographié par radar les astéroïdes proches de la Terre, Vénus et la Lune, découvert de l’eau dans les régions polaires de Mercure, recherché des civilisations extraterrestres et même envoyé un message radio de la Terre à un amas globulaire situé à 25 000 années-lumière. Ainsi, lorsqu’il s’est effondré en 2020, de nombreux astronomes se sont demandé s’il pouvait être reconstruit.
Même en ignorant les défis de financement d’un projet de reconstruction, une véritable reconstruction du télescope d’Arecibo est peu probable. Au moment de sa construction, c’était le radiotélescope le plus sensible de tous les temps, mais au cours des soixante dernières années, la technologie radio a considérablement progressé. Même pendant son fonctionnement, Arecibo avait certaines limites. Par exemple, il n’était pas vraiment orientable, ce qui signifie que sa couverture du ciel était limitée. Et en tant que télescope à une seule parabole, il n’était pas aussi adaptable que les télescopes à réseau modernes. Mais Arecibo était également très bon en astronomie radar, ce que les autres télescopes ne sont pas, il remplissait donc une niche d’observation.
Il existe plusieurs propositions pour remplacer le télescope d’Arecibo par un observatoire moderne. Une proposition récente a introduit une conception qui est à bien des égards un plan de compromis. Il essaie de conserver bon nombre des avantages d’une grande parabole unique tout en introduisant une conception plus flexible similaire à un télescope à réseau. Ils l’appellent le télescope Arecibo de nouvelle génération. L’étude est publiée sur le arXiv serveur de préimpression.
L’une des premières choses que fait cette conception est de se débarrasser du plat unique. Bien qu’il existe des télescopes modernes à parabole unique, tels que le télescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST), ils sont beaucoup plus grands que la conception originale de 300 mètres d’Arecibo. Il n’est pas possible de construire un plat unique encore plus grand sur le site d’Arecibo. L’équipe propose donc une panoplie de 102 paraboles de 13 mètres. En comparaison, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) possède 54 paraboles de 12 mètres et une douzaine de paraboles de 7 mètres. Plutôt que de les construire comme des paraboles mobiles comme ALMA, l’équipe propose de les disposer dans un réseau circulaire fixe de 130 mètres de diamètre. Ce serait moins de la moitié du diamètre du télescope original d’Arecibo, mais avec plus d’une centaine de récepteurs, il serait beaucoup plus sensible.
En plaçant les plats dans une telle configuration, le nouveau design pourrait fonctionner comme un plat unique. La plupart des télescopes à réseau collectent des données sous forme de plats individuels, puis intègrent les données via un processus appelé corrélation. Cela permet à un tableau d’agir comme une seule parabole virtuelle, mais cela a un certain coût de sensibilité. Une autre façon de combiner les données s’appelle un réseau phasé, qui intègre les données comme si les plats étaient tous au même point. La méthode multiéléments perd en résolution, mais vous procure une sensibilité significative. Dans le cadre du télescope Event Horizon, qui a effectué les premières observations directes de trous noirs, ALMA a été configuré comme un réseau phasé pour augmenter la sensibilité globale de l’EHT. Grâce au réseau phasé, cette conception agirait comme une parabole unique très sensible, ce qui était l’un des principaux atouts du télescope Arecibo original.
La conception du réseau permettrait également à Arecibo d’être orientable. Et il serait nettement plus léger et plus facile à entretenir que la conception d’origine. Les estimations évaluent son poids total à environ la moitié de celui du télescope de Green Bank, qui n’a qu’un diamètre de 100 mètres.
C’est une conception intéressante, mais à ce stade, plusieurs conceptions intéressantes sont proposées. Le processus de l’idée initiale à la conception approuvée à la construction est long et ardu, sans parler du défi du financement. Il pourrait s’écouler des décennies avant qu’un nouveau télescope ne soit construit à l’observatoire d’Arecibo. Mais des conceptions comme celle-ci montrent comment les astronomes exploitent à la fois l’ancien et le nouveau et trouvent des moyens incroyables d’explorer l’univers plus que jamais auparavant.
Plus d’information:
D. Anish Roshi et al, The Next Generation Arecibo Telescope: Une étude préliminaire, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2305.07780