Avancées en astrométrie avec le VLBI et le SKA

La Very Long Baseline Interferometry (VLBI) est une technique utilisée en astronomie qui permet aux scientifiques de mesurer des angles très petits avec une grande précision. Ce procédé consiste à connecter plusieurs radiotélescopes éloignés pour créer un gigantesque télescope virtuel. Ça permet aux astronomes d'observer des objets lointains dans l'univers avec des détails incroyables.

L'Astrométrie est une branche de l'astronomie qui se concentre sur la mesure des positions et des mouvements des objets célestes. Ces infos sont cruciales pour comprendre comment ces objets interagissent entre eux et les forces qui régissent leurs mouvements.

#Le besoin d'amélioration

Au fil des ans, le VLBI a connu une croissance significative dans son application à divers défis scientifiques. Cependant, il y a encore beaucoup de potentiel pour avancer. Avec l'introduction d'instruments de nouvelle génération, il y a une chance d'améliorer la précision et la rapidité de l'astrométrie.

Les efforts récents dans la communauté scientifique visent à améliorer les capacités du Square Kilometre Array (SKA), un grand réseau de télescopes en construction. Ce télescope est conçu pour permettre plusieurs observations en même temps, ce qui est essentiel pour fournir des mesures de haute précision et des vitesses d'enquête plus rapides.

#Défis actuels en astrométrie

Bien que le VLBI ait traditionnellement offert la meilleure précision en astrométrie, les méthodes actuelles font face à plusieurs limitations. Beaucoup de techniques astrométriques sont affectées par des erreurs systémiques, ce qui peut fausser les mesures. Pour surmonter ces problèmes, il faut une amélioration simultanée des méthodes utilisées et de la sensibilité des instruments.

Un gros souci se pose aux fréquences basses, où les mesures souffrent d'erreurs plus importantes comparées aux fréquences plus élevées. Cela est principalement dû aux effets atmosphériques, qui peuvent varier selon la direction d'observation. Ces erreurs atmosphériques compliquent le processus de correction des mesures, rendant plus difficile d'atteindre le niveau de précision désiré.

#Avancées dans les techniques de calibration

Les progrès récents dans les processus de calibration, en particulier les techniques de référence de phase (PR), ont considérablement amélioré la précision des mesures. Cependant, des défis subsistent, notamment lors des observations à des fréquences plus basses près de 1,6 GHz, où les effets atmosphériques dominent.

De nouvelles stratégies, comme l'utilisation de plusieurs observatoires comme calibrateurs, sont en cours de développement. Ces nouvelles méthodes peuvent réduire les erreurs associées aux effets atmosphériques. Cette approche est plus flexible et permet une meilleure précision car elle ne dépend pas d'une seule source de référence.

#Le rôle du SKA en astrométrie

Le SKA devrait jouer un rôle clé dans l'avancement des capacités astrométriques. Une fois opérationnel, il sera capable d'observer différentes fréquences et améliorera tous les aspects de l'astronomie VLBI. La sensibilité et les longues bases des observations SKA promettent de réduire le bruit et d'améliorer la résolution spatiale, permettant des mesures plus précises des objets célestes.

Pour maximiser les bénéfices du SKA, le réseau de télescopes existant doit également évoluer. Cela signifie mettre à jour la technologie pour répondre aux normes requises pour les observations conjointes avec le SKA.

#Introduction de la calibration MultiView

MultiView est une méthode de calibration innovante conçue pour répondre aux lacunes des techniques PR traditionnelles. Cette nouvelle approche peut corriger les erreurs atmosphériques plus efficacement et devrait fournir des mesures beaucoup plus précises sur une plus large gamme de fréquences.

En utilisant plusieurs calibrateurs autour de l'observation cible, MultiView peut créer un calibrateur virtuel qui aide à réduire les erreurs résiduelles. Cette méthode a montré des résultats prometteurs lors de tests empiriques, suggérant qu'elle peut atteindre des niveaux de précision bien au-delà des capacités actuelles.

#Développements technologiques pour les mises à niveau du réseau

Pour que MultiView fonctionne de manière optimale, certains avancées technologiques sont nécessaires. Une exigence clé est l'intégration de la technologie multi-pixel dans les grands télescopes et les réseaux connectés. Cette technologie permet des observations simultanées de diverses sources, ce qui est essentiel pour maximiser les avantages de MultiView.

Les télescopes existants, comme ceux du Réseau VLBI Européen (EVN), sont déjà équipés ou en cours de mise à niveau pour inclure ces nouvelles technologies. Les télescopes Effelsberg et Lovell, par exemple, ont mis en place des systèmes avancés permettant d'améliorer les observations.

#Le chemin à suivre

Il est vital de définir les exigences pour mettre à niveau le réseau de télescopes afin de réaliser pleinement les avantages de MultiView et d'autres méthodes de nouvelle génération. Cela inclut l'identification des mises à niveau technologiques nécessaires et la réalisation de démonstrations pratiques pour tester leur efficacité.

La communauté scientifique reconnaît le besoin d'un réseau de télescopes plus sophistiqué pour travailler aux côtés du SKA. En améliorant les capacités des télescopes existants, les chercheurs pourront réaliser des observations qui produisent des mesures astrométriques de haute précision.

#Opportunités et défis

L'arrivée de nouveaux instruments sensibles présente à la fois des opportunités passionnantes et des défis. D'un côté, ces avancées offrent le potentiel de mesures ultra-précises, permettant aux scientifiques de s'attaquer à des questions pressantes en astrophysique. De l'autre, il y a un besoin urgent que les télescopes existants soient prêts pour ces nouvelles techniques.

L'objectif des développements en cours est de s'assurer que des réseaux comme l'EVN soient équipés pour bénéficier des collaborations avec le SKA et d'autres instruments avancés. Cela améliorera non seulement la précision astrométrique, mais facilitera également des vitesses d'enquête rapides, permettant d'explorer plus largement l'univers.

#Conclusion

En conclusion, le VLBI et l'astrométrie sont des domaines de recherche vitaux qui nécessitent une innovation et des améliorations continues. L'introduction de nouvelles méthodes de calibration comme MultiView et le développement de technologies de nouvelle génération sont essentiels pour atteindre une plus grande précision dans les mesures. Alors que le SKA commence à être opérationnel, il est crucial que les réseaux de télescopes existants mettent à niveau leurs capacités, garantissant qu'ils peuvent pleinement adopter les avancées en astronomie et fournir des insights précieux sur l'univers. Les efforts collaboratifs entre l'EVN et le SKA ouvriront la voie à des percées significatives dans notre compréhension des phénomènes célestes, permettant aux chercheurs de répondre à des questions fondamentales sur l'univers dans lequel nous vivons.