Une équipe internationale d'astronomes a réussi à démontrer une nouvelle technique pour observer des trous noirs particulièrement faibles en corrigeant les effets atmosphériques sur Terre. La technique, appelée «transfert de phase de fréquence (FPT)», peut désormais être mise en œuvre à des observatoires participant au télescope Horizon Event (EHT), ce qui rend le réseau global plus sensible que jamais.
En liant ensemble trois télescopes EHT – le télescope de 30 mètres Iram au sommet de Pico Veleta, de l'Espagne et du télescope de commis James Maxwell et du réseau de submillimètre sur Maunakea, Hawai'i – les astronomes ont montré que les mesures de l'atmosphère à une longueur d'onde de 3 mm pouvaient être utilisées pour améliorer les données prises à une longueur d'onde de 1 mm.
Les résultats, dirigés par Sara Issaoun et Dom Pesce de l'Observatoire astrophysique du Smithsonian, sont publiés dans Le journal astronomique.
L'EHT est un tableau de radiotélescopes qui recouvre des globes qui utilise une technique appelée interférométrie de base très longue (VLBI) pour produire les images les plus pointues de toute l'astronomie. Cette technique – qui combine numériquement les signaux des radio-télescopes du monde entier pour former un seul télescope de taille de la terre « virtuel » – a permis de manière infâme la collaboration EHT de prendre les premières photos d'un trou noir.
En plus des défis techniques de l'exploitation d'un télescope de la taille d'une terre, l'EHT doit regarder à travers l'atmosphère turbulente de la Terre. Cette turbulence brouille la radio signale que l'EHT recueille, limitant le «temps d'exposition» maximal pour une image et restreignant les observations EHT aux seuls objets les plus brillants du ciel.
La technique FPT a déjà été proposée comme une solution à ces limitations atmosphériques. Il a été développé pour VLBI et démontré à des longueurs d'onde plus longues par le réseau coréen VLBI, qui a également été un participant clé dans l'expérience actuelle.
Essentiellement, FPT utilise des observations prises à une longueur d'onde de lumière pour mesurer la quantité de brouillage que l'atmosphère transmet aux données, puis utilise ces informations pour déboucher les données prises à une autre longueur d'onde de lumière. Avec la possibilité de décrocher des données, l'EHT pourrait prendre des expositions plus longues et voir ainsi des objets plus faibles, ouvrant un trésor de science des trous noirs.
Des recherches antérieures ont démontré que la technique du FPT fonctionne bien pour de longues longueurs d'onde de lumière, mais elle n'avait jamais été testée pour les courtes longueurs d'onde auxquelles l'observation de l'EHT.
Bien que la technique FPT fournit une avenue prometteuse pour améliorer la sensibilité de l'EHT, elle pose sa propre difficulté de mise en œuvre: pour qu'un télescope utilise le FPT, il doit être capable d'observer au moins deux longueurs d'onde de lumière simultanément. De telles capacités « multicolores » ne sont pas courantes parmi les radiotélescopes qui participent à l'EHT, dont la plupart ne peuvent observer qu'une seule longueur d'onde de lumière à la fois.
Cependant, ce récent succès du FPT motive la construction de capacités multiples supplémentaires dans le tableau EHT, en tant que caractéristique clé de la future feuille de route pour la collaboration EHT et des programmes en cours comme l'EHT de nouvelle génération (NGEHT) et le Black Hole Explorer (BHEX).
