Le radiotélescope FAST de la Chine a publié de nouvelles données cartographiant l’hydrogène neutre cosmique, dépassant les relevés américains précédents et offrant de nouvelles pistes pour comprendre l’évolution de l’univers et le ralentissement de la formation des étoiles au cours des derniers milliards d’années.
Le télescope FAST cartographie l’hydrogène neutre à grande échelle
Le radiotélescope FAST, situé dans une dépression naturelle de la province du Guizhou, au sud-ouest de la Chine, a compilé le plus grand catalogue mondial d’hydrogène neutre au-delà de la Voie lactée. Également connu sous le nom de Tianyan ou l’Œil du Ciel, l’appareil de 500 mètres de diamètre a publié sa deuxième série de données par l’intermédiaire du relevé FASHI (FAST All-Sky H I Survey).
Ce nouveau lot contient 156 411 sources extragalactiques, soit près de cinq fois le nombre de détections enregistrées par le télescope d’Arecibo, aujourd’hui disparu. Selon les chercheurs des Observatoires astronomiques nationaux, FASHI couvre environ trois fois plus de ciel que le projet américain ALFALFA mené entre 2005 et 2012, permettant d’identifier des galaxies beaucoup plus petites, plus lointaines et moins lumineuses.
L’énigme de la formation stellaire et l’analyse conjointe avec DESI
Alors que les étoiles apparaissaient avec une fréquence remarquable dans l’univers jeune, leur formation a nettement ralenti avec le temps. Pour comprendre ce phénomène, une équipe internationale associant notamment les Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie des sciences de Chine, l’Observatoire astronomique de Shanghai et l’Université Jiao Tong de Shanghai a mené des travaux approfondis.
En combinant la sensibilité du télescope FAST avec les observations du relevé spectroscopique DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), les scientifiques ont analysé environ 2,5 millions de galaxies sur le tiers du ciel. Ces mesures d’une précision statistique inédite indiquent qu’il y a 4,5 milliards d’années, le taux de formation stellaire était environ 2,5 fois supérieur à celui d’aujourd’hui, tandis que la densité d’hydrogène atomique neutre n’était que d’environ 1,4 fois sa valeur actuelle.
Jiang Peng, chercheur aux Observatoires astronomiques nationaux, s’est demandé pourquoi il devenait de plus en plus difficile pour l’univers de former de nouvelles étoiles.
Ces résultats montrent que la baisse de la formation d’étoiles ne s’accompagne pas d’un épuisement simultané des réserves d’hydrogène neutre. L’équipe de recherche en déduit qu’une diminution de l’efficacité de conversion de l’hydrogène neutre en hydrogène moléculaire — indispensable pour incuber les étoiles au sein de nuages de gaz denses — explique ce ralentissement cosmique.
Performances techniques et perspectives internationales
Inauguré après sa fin de construction en 2016 pour un coût d’environ 170 millions de dollars américains, le radiotélescope FAST se distingue par sa conception flexible. Sa surface parabolique est composée de près de 4 500 panneaux individuels ajustés par plus de 2 200 treuils, lui conférant une ouverture active de 300 mètres à tout moment et un champ de vision plus large que celui d’Arecibo.
Les performances de l’instrument se traduisent également par la découverte rapide de pulsars. Le télescope a ainsi détecté 102 pulsars en un peu plus de deux ans d’exploitation, améliorant la précision temporelle de leurs mesures d’un facteur d’environ 50. Des scientifiques de divers pays utilisent déjà l’installation, marquant l’ouverture progressive de l’infrastructure à la communauté internationale.
Les astronomes estiment que ces ensembles de données publiquement accessibles jettent les bases des recherches futures, en établissant un ensemble de données de référence en attendant la mise en service complète du futur réseau international Square Kilometre Array en Australie et en Afrique du Sud.
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