Percer les mystères de l'univers : Image nette d'un jet de trou noir capturée grâce à la coopération mondiale

1. Une "image historique" apportée par le réseau mondial de radiotélescopes

Le 13 juin 2025, une image publiée avec le communiqué de presse de l'Université de technologie de Chalmers a enthousiasmé les astronomes du monde entier. L'image en fausses couleurs à droite, avec ses contours multiples, montre un jet de plasma à haute énergie émanant du centre de la galaxie J0123+3044. L'image de gauche provient de l'observation traditionnelle de l'EVN seule, tandis que celle de droite inclut MeerKAT. Sur l'image de droite, la structure près du noyau est séparée, et l'angle d'ouverture et le gradient d'intensité du jet apparaissent clairement.phys.orgchalmers.se

2. Pourquoi MeerKAT était la clé

MeerKAT est un réseau de fréquences intermédiaires composé de 64 antennes de 13,5 m de diamètre réparties dans le désert du Karoo en Afrique du Sud. En tant qu'interféromètre, sa capacité de collecte est comparable à celle d'un miroir unique de 100 m, et il est le plus sensible de l'hémisphère sud. L'EVN relie plus de 20 stations à travers l'Europe, l'Asie et l'Afrique par fibre optique, avec une ligne de base maximale de 9 000 km. Cette fois, MeerKAT a rejoint l'EVN en "mode d'observation réel" pour la première fois, ce qui a étendu la ligne de base dans la direction nord-sud et rempli de manière spectaculaire le plan u-v. En conséquence, la sensibilité a été améliorée d'environ 3 fois et la taille du faisceau de plus de 30 %.sarao.ac.zajive.eu

3. Le mécanisme du VLBI : la technologie qui "fait de la Terre une lentille"

Le VLBI (interférométrie à très longue base) enregistre les mêmes ondes radio avec un horodatage par horloge atomique dans chaque station, puis les superpose à l'aide d'un corrélateur. Avec une longueur d'onde de 1 cm, la résolution théorique pour une ligne de base de 10 000 km est de 0,2 milliseconde d'arc. Cela équivaut à distinguer une pièce de monnaie de 1 yen placée entre Tokyo et Londres. Les 64 éléments de MeerKAT agissent comme une seule station géante en tant que réseau, ce qui entraîne un volume de transfert de données énorme, mais le réseau de fibres optiques sud-africain et le corrélateur DiFX de JIVE (Pays-Bas) permettent un traitement en temps réel.jive.eu

4. Impact scientifique : éclairer le mystère des jets de trous noirs

J0123+3044 est une galaxie lointaine dont la lumière met environ 9 milliards d'années pour atteindre la Terre. À partir de l'image actuelle, il est possible d'analyser les fronts de choc internes et la structure magnétique du jet, fournissant des indices pour distinguer les modèles de génération de jets (directement liés à l'horizon des événements du trou noir ou provenant du disque d'accrétion). De plus, l'amélioration de la résolution permet de suivre les changements temporels de la largeur du jet, ce qui devrait permettre de quantifier les instabilités du plasma et les processus de dissipation d'énergie. Cela complète également les recherches sur l'"anneau" capturé par le télescope Event Horizon de M87.arxiv.org

5. Préparation pour le SKA

MeerKAT est le pathfinder officiel du SKA-Mid. À l'avenir, des milliers de stations, y compris le SKA-Low en Australie, travailleront ensemble, avec une sensibilité augmentée d'un ordre de grandeur et une résolution multipliée par plusieurs. Le succès actuel est une répétition générale pour la réalisation du "SKA-VLBI", résolvant un à un les problèmes de transfert de données, de standardisation et d'échange de personnel. La Suède a annoncé son adhésion au SKA, et le Japon explore la coopération internationale en VLBI avec VERA et J-VN, ce qui devrait accélérer la participation de la région Asie-Pacifique.chalmers.se

6. Travail d'équipe transfrontalier

L'observation actuelle a impliqué 14 pays, dont la Chine, la Corée, l'Italie et l'Espagne. Le personnel sur site était limité, et l'opération à distance en trois équipes décalées était la norme. L'infrastructure cloud mise en place après la pandémie de COVID-19 et le réseau de recherche européen GÉANT ont soutenu le streaming à haute vitesse. Cela est devenu un modèle de "recherche décentralisée" permettant aux jeunes du monde entier de participer à l'analyse des données tout en réduisant les coûts opérationnels.engineeringnews.co.za

7. Réactions sur les réseaux sociaux - "Chair de poule à cause de la résolution", "Les données seront-elles publiées bientôt ?"

Juste après l'annonce, le post de Phys.org sur LinkedIn s'est propagé, enregistrant plus de 4 000 impressions en seulement 10 heures. L'observatoire SKA a commenté "L'avenir du VLBI est visible", et les chercheurs ainsi que les fans de l'espace ont répondu par des émoticônes de félicitations.linkedin.comlinkedin.com

Dans la sphère japonaise, le hashtag <#MeerKAT #VLBI> a rapidement gagné en popularité dans le cluster scientifique de Twitter(X). Des posts tels que "Après l'EHT, c'est ça" et "Publication des données → Je veux m'amuser avec la science citoyenne" ont été partagés, ainsi que des GIFs de visualisation et des résumés traduits volontairement. En réalité, JIVE a annoncé son intention de publier une partie des données brutes à des fins éducatives.

8. Impact au Japon

Au Japon, en plus des quatre stations VERA, la station de 65 m d'Ishigaki a commencé à participer aux tests ce printemps. Les observations à haute résolution ont conduit à une augmentation rapide des publications internationales coécrites, et le nombre de candidatures d'étudiants pour des stages à l'étranger a également augmenté. En termes de traitement des données, un test de corrélation hybride GPU avec le CRAY de l'Observatoire astronomique national est prévu, et l'industrie vise à entrer dans le domaine avec le calcul en périphérie 5G et la technologie de communication optique. Cela est considéré comme un bon exemple de rotation conjointe de la transformation numérique académique et de la revitalisation régionale.

9. Perspectives futures - Vers une "ligne de base Terre + Lune"

L'Agence spatiale européenne (ESA) envisage d'installer une station VLBI lunaire dans les années 2030 pour réaliser des images de l'ordre de 10 μas en utilisant la ligne de base Terre-Lune. Les résultats actuels ont mis en lumière les défis techniques et de coopération, tout en démontrant la faisabilité. De nouveaux domaines scientifiques qui ne peuvent être explorés qu'avec une ultra-haute résolution et une haute sensibilité, tels que les sources d'ondes gravitationnelles et la cartographie de la ligne d'hydrogène neutre cosmologique, émergeront probablement.

10. Conclusion

La "poignée de main" entre MeerKAT et l'EVN symbolise l'évolution des télescopes de "facilités nationales" à "infrastructure partagée à l'échelle mondiale". Les données circulent à la vitesse de la lumière et l'analyse progresse simultanément sur des PC du monde entier. Pour la première fois, l'humanité commence à transformer notre planète mère elle-même en une immense lentille pour explorer les profondeurs de l'univers - nous assistons en temps réel à l'ouverture de cette nouvelle ère.