Square Kilometre Array contre le télescope spatial James Webb

Square Kilometre Array contre le télescope spatial James Webb

janvier 22, 2022 0 Par brandon


Le lancement qui a fait la une des journaux fin décembre du télescope spatial James Webb est la dernière tentative de l’humanité pour en savoir plus sur les origines de notre univers. Comme le Square Kilometre Array (SKA), le James Webb était dans le pipeline d’ingénierie depuis des décennies.

Le SKA est un projet beaucoup plus vaste, mis en ligne par étapes avec des « instruments précurseurs ». Le dernier d’entre eux, MeerKAT, est en activité depuis début 2018 et produit depuis lors une science primée.

James Webb, quant à lui, a fait sa première (et unique) apparition publique fin décembre avant d’être propulsé dans l’espace et en avant jusqu’à son lieu de repos orbital éventuel.Square Kilometre Array contre le télescope spatial James Webb, lescouvreur.com

Alors pourquoi avons-nous encore besoin du SKA ? Cet article vise à purifier l’air cosmique et à expliquer pourquoi plus récent n’est pas nécessairement meilleur – juste différent.

Une façon de penser à la différence entre le James Webb et le SKA est de comparer une nouvelle paire de lunettes de lecture et la dernière paire d’écouteurs. Les deux renforcent un sens particulier pour apporter de la clarté.

Les lunettes de lecture améliorent votre vue et n’affectent pas vraiment votre audition (si vous les portez correctement). Une paire d’écouteurs agit exclusivement sur votre audition.

Square Kilometre Array contre le télescope spatial James Webb, lescouvreur.com
Le spectre électromagnétique. La source: Sciences de la NASA

Le SKA et le James Webb captent les ondes sur le spectre électromagnétique. Le spectre s’étend des ondes radio et des micro-ondes à l’infrarouge, à la lumière visible, aux ultraviolets et aux rayons X, aux rayons gamma.

Les deux télescopes fonctionnent en dehors de la plage de lumière visible du spectre, SKA dans la plage radio et James Webb dans la plage infrarouge.

Le SKA « s’accorde » sur les fréquences radio des objets cosmiques qui sont émis dans sa gamme d’intérêt.

Tout comme votre voiture syntonise une station de radio locale en utilisant l’antenne sur son toit, le télescope capte les ondes radio de l’espace via plusieurs récepteurs (ou paraboles) situés dans le Karoo.

Les bandes d’intérêt du SKA sont beaucoup plus élevées que les fréquences sur lesquelles les radios diffusent, il ne peut donc pas écouter vos nouvelles du matin, pas plus que la radio de votre voiture ne peut capter le son d’une étoile qui explose.

Le James Webb, quant à lui, regarde les ondes proches de la partie infrarouge du spectre. Ainsi, bien que les deux soient conçus pour capturer autant d’énergie entrante que possible, ils étudient des types d’ondes entièrement différents : le James Webb en (proche) infrarouge et le SKA en radio.

Bien sûr, les deux télescopes diffèrent sur quelques autres aspects.

Square Kilometre Array contre le télescope spatial James Webb, lescouvreur.com
Image du centre galactique de la Voie Lactée relevée par MeerKAT, montrée lors de son inauguration. Image : SARAO

Le James Webb est déployé dans l’espace, et très loin en plus. Le SKA est basé sur Terre, dans notre propre jardin.

Le James Webb est complet dans sa construction, construit comme une unité unique et ne sera jamais aussi puissant qu’il l’est maintenant – jusqu’à ce qu’un saut quantique dans les voyages dans l’espace facilite les réparations en cours. Le SKA est un projet à beaucoup plus long terme, qui s’étend à travers l’Afrique australe et l’Australie.

Dans sa forme actuelle, le précurseur du SKA, MeerKAT, pourrait être le radiotélescope le plus puissant jamais construit, et le SKA ne peut que devenir plus puissant à mesure que le nombre d’unités de réception atteint son plein potentiel.

Les objectifs du James Webb et du SKA peuvent se chevaucher dans certains cas, mais dans l’ensemble, ils sont assez différents.

L’objectif scientifique principal de James Webb, un parmi beaucoup, est de chercher la première lumière de notre univers, où les premières étoiles et galaxies se sont formées.

Étant donné que cela ne prend que tant d’heures de la journée, le télescope examinera également les exoplanètes des galaxies voisines, dans le but de déchiffrer leur composition chimique – en fin de compte leur similitude avec la Terre.

Le SKA est nettement plus grand et plus performant que les instruments similaires qui l’ont précédé, et la taille et la portée du télescope lui permettent de répondre à une gamme d’objectifs scientifiques.

Les enquêtes sur notre propre Voie lactée ont fourni des résultats révolutionnaires, et collaborations avec le groupe SETI visent à obtenir des résultats tout aussi étonnants bien au-delà.

Le SKA vise à fournir de nombreux capacités scientifiques de l’imagerie à synchronisation des pulsars. Il est, de par sa conception, le plus adapté à Cartographie de l’intensité de l’hydrogène.

Cela cartographie l’intensité de l’hydrogène gazeux dans l’espace. Puisqu’il a été démontré que l’hydrogène est un pierre angulaire de l’évolution cosmique, cette capacité est précieuse pour ceux qui explorent au-delà de notre système solaire.

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Helix Nebula du télescope Spitzer de la NASA qui capture des images dans la même bande de fréquence que James Webb. Les images partagées ici sont représentatives des observations cosmiques dans les bandes de fréquences respectives. Il convient de noter que, même si ceux-ci sont en couleur, les observatoires utilisent simplement une palette de couleurs pour représenter l’intensité énergétique en différents points. Plus la valeur est élevée, plus elle est visuellement lumineuse. De plus, la nature des éléments que ces télescopes étudient varie. La source: Nasa

Ensuite, bien sûr, il y a les avantages particuliers que SKA apporte à l’Afrique du Sud. Les découvertes scientifiques déjà faites par l’instrument précurseur MeerKAT ont amené des parties intéressées de partout sur nos côtes.

Tout à fait 16 pays partenaires sont impliqués dans le SKA.

L’Afrique du Sud et l’Australie ont été choisies comme hôtes pour l’instrument physique, et il y a eu une adhésion importante d’institutions du monde entier.

Les institutions partenaires ont fourni des heures d’ingénierie de développement, et collaborateurs non officiels ont reconnu la valeur de la collaboration dans cet espace de radioastronomie.

De plus, la grande majorité des travaux d’ingénierie et des découvertes scientifiques ont été réalisées par des personnes ici en Afrique du Sud.

La simple existence de cet instrument a inspiré une génération et demie de nouveaux ingénieurs et scientifiques (dont moi) à poursuivre des carrières scientifiques.

Différences entre les deux télescopes

SKA James Webb
Le plus grand réseau de télescopes jamais construit, situé en Afrique du Sud et en Australie mais gêné par l’atmosphère terrestre et la pollution lumineuse Un seul télescope de 6,5 m de diamètre situé à 1,5 million de km de la Terre au pointe L2, avec une vue beaucoup plus claire des objets célestes que le SKA
Sera utilisé pendant des décennies Durée de vie prévue de cinq à dix ans
Utile pour étudier des objets à des milliards d’années-lumière (l’univers primitif) jusqu’aux étoiles proches Le but principal est d’étudier le tout premier univers
Capacité à soutenir les travaux de nombreux groupes de recherche en astronomie du monde entier Capable de soutenir les travaux de beaucoup moins de groupes de recherche en astronomie que SKA
Facilement entretenu et extensible À moins d’un développement majeur dans les voyages spatiaux, sa capacité actuelle est sa capacité maximale
Fonctionne dans la gamme de fréquences de 580 MHz à 12 GHz (MeerKAT fonctionne actuellement à ~ 1,7 GHz) Fonctionne dans la gamme de fréquences de ~10-500 THz (0,6 à 28,5 micromètres)

  • Vidéo expliquant SKA
  • Vidéo expliquant James Webb

Par Amish Patel, ingénieur en traitement du signal numérique à la Observatoire sud-africain de radioastronomie (SARAO).

Cet article a été initialement publié le GroundUp. Il est republié sous CC BY-ND 4.0.

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