radioobs07 15/10/2007,07:26 2.27 Mb - Eu-HOU

Radioastronomie
Y. Libert, P. Di Matteo, A.-L. Melchior
Adaptation de la présentation de C. Horellou
- Introduction générale
- Présentation de l’antenne radio EUHOU installée et
développée à Onsala/Chalmers
- Qu’allons-nous observer?
Transparence de l’atmosphère
Opacité
atmosphérique
Longueur d’onde
http://en.wikipedia.org/wiki/Radio_frequency
Naissance de la radioastronomie
• Karl Jansky (américain)
(1905-1950)
• Découverte d’une radio
source avec son antenne
(1932)
– L’antenne opérait à une
longueur d’onde de 14.5 m
• Emission radio du centre
Galactique
• 1 Jansky = 10-26 W/m2/Hz
Une des plus grandes découvertes
de la radioastronomie
• Prédiction d’un fond diffus de
rayonnement cosmologique
par théoriciens
• Rayonnement de corps noir à
3 K découvert en 1964 par A.
A. Penzias & R. W. Wilson
Î Prix Nobel de physique en
1978
• Théorie du Big-Bang
Radio télescopes
• Interferométrie
– Deux ou plus télescopes sont
connectés
– Résolution plus grande
• VLBI (Very Long Baseline
Interferometry)
– Utilise des télescopes tout autour
de la Terre comme un
interféromètre géant
Résolution d’un télescope ~ λ/diamètre
Æ Radio télescopes sont grands par rapport
aux télescopes optiques
Télescopes français
IRAM – Plateau de Bure (Grenoble)
IRAM-30m (Grenade)
Projets internationaux
Le futur: Square Kilometer Array
* Interféromètre ~ 1 km2 surface
sensibilité ~250 à 1000 x VLA (le plus grand interféromètre)
* Intervalle de fréquence : 0.1 – 25 GHz
* Configuration : - antennes à distance >3000 km;
- 50% surface collectrice <5km
* Coût : 109 €; 70 M€/année (prévu pour 2020)
La structure de SKA
Inner core
Station
http://www.skatelescope.org
Allons à
….
L’Observatoire de Onsala
en Suède
Daniel Johansson
Christer Andersson
• Diamètre 2.3m
• Résolution angulaire :
7 degrés à 1420 MHz (21cm)
•
Récepteur radio
– Largeur de bande 2.4 Mhz
– 256 canaux en fréquences
The Northern Milky Way (Credit & Copyright: Jerry Lodriguss, astropix.com.
Astronomy Picture of the Day on 2003 Aug. 25).
La Voie Lactée – Notre Galaxie
Raie de l’hydrogène
à 21 cm
•
•
•
Hydrogène (H) –
l’élément le plus
abondant de l’Univers
Grandes quantités
dans notre Galaxie
Hydrogène atomique
dans état fondamental
transition hyperfine
– Le spin de l’électron
devient anti-parallèle
à celui du proton
– Rayonnement émis à
1420 MHz – 21 cm
•
Fréquences radio – la
fenêtre atmosphérique
est protégée
−
+
Electron
Proton
The electron’s spin reverses direction
Emission at 21 cm
−
+
Proton
Electron
Vue d’artiste de la Voie Lactée (Credit & Copyright: Mark Garlick,
Space-Art. Astronomy Picture of the Day on 2005 Jan 4).
Raie de l’hydrogène à 21 cm
• Probabilité de changement de spin:
Une fois tous les 10 millions d’années
Î devrait être difficile à détecter
• Mais: Présence d’énormes quantités
d’hydrogène atomique dans la Galaxie
Î Raie à 21cm facile à détecter
• Prédiction théorique: H.C. van de Hulst (1944)
• Découverte observationnelle en 1951
– Ewen & Purcell USA
– Muller & Oort Hollande
Rappel: longitudes et latitudes
Galactiques
Le plan galactique
Vue du plan Galactique.
Coordonnées galactiques (l,b)
l=180
Quadrant III
Quadrant II
Rotation
Galactique
Bras de Persée
Bras du Cygne
l=270
Bras d’Orion
Soleil
l=90
Bras du Sagitaire
Bras du Centaure
Centre Galactique
Quadrant IV
Quadrant I
l=0
10 kpc = 32 600 années lumière
Spectre radio
l=180
Quadrant II Rotation
Galactique
Quadrant III
Bras de Persée
l=270
Bras d’Orion
Bras du Cygne
Soleil
l=90
Bras du Sagitaire
Bras du Centaure
Centre Galactique
Quadrant IV
Quadrant I
• Observations dans le disque
Galactique
• La ligne violette: ligne de visée
• Les raies radio correspondent aux
bras spiraux
l=0
10 kpc = 32 600 années lumièr