ALMA : demande record pour le cycle 13 et nouveaux récepteurs en bande 2

Ce qu’est ALMA et pourquoi il observe les ondes millimétriques

ALMA, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, se compose de 66 antennes installées sur le plateau de Chajnantor, dans le nord du Chili. Elles travaillent ensemble par interférométrie : chaque antenne enregistre le signal du même objet, et un ordinateur central combine les enregistrements. L’image obtenue est aussi nette que celle d’une antenne unique dont le diamètre égalerait la plus grande distance entre deux antennes, distance qui atteint 16 kilomètres à ALMA.

ALMA observe les ondes millimétriques et submillimétriques, des ondes radio qui sont une forme de lumière invisible à l’œil. Ces ondes sont précieuses, car les étoiles et les planètes naissent dans des nuages froids et sombres de gaz et de poussière qui rayonnent à ces longueurs d’onde ; la poussière qui dérobe ces nuages aux télescopes optiques ne bloque pas la vue d’ALMA. Des galaxies très lointaines apparaissent aussi dans ce domaine, car l’expansion de l’Univers étire leur rayonnement jusqu’aux longueurs d’onde millimétriques. L’air absorbe et retarde ces ondes, même à 5 000 mètres d’altitude dans le désert d’Atacama, pourtant très sec ; ALMA mesure donc la vapeur d’eau sur la ligne de visée de chaque antenne et en corrige l’effet.

Comment le temps d’observation est attribué

ALMA fonctionne par cycles annuels, et le cycle 13 court du 1er octobre 2026 au 30 septembre 2027. Les propositions d’observation pouvaient être déposées du 19 mars au 23 avril 2026. L’observatoire en a reçu 1 839, qui demandaient au total 37 471 heures sur le réseau de 12 mètres : ces deux chiffres sont les plus élevés de tous les cycles d’ALMA à ce jour. Le temps offert sur ce réseau était en principe de 4 300 heures ; les demandes représentaient donc 8,7 fois le temps disponible, un rapport que les astronomes désignent par le terme anglais oversubscription.

Le classement repose sur l’évaluation par les pairs : ce sont d’autres astronomes qui jugent les propositions. Un comité composé d’un président et de 20 membres, assisté de 80 évaluateurs extérieurs, a examiné les 47 propositions de Large Programs (grands programmes), les projets les plus ambitieux. Les autres propositions ont été évaluées par 1 216 astronomes, qui ont rédigé à eux tous près de 17 900 évaluations. Ce classement a ensuite été confronté aux contraintes pratiques : la météo, la disponibilité des récepteurs, la configuration des antennes du réseau et la position des objets dans le ciel.

Finalement, 229 propositions ont obtenu les meilleures notes, A ou B, soit un taux d’acceptation d’environ 12 %. Elles se sont vu attribuer 4 257 heures sur le réseau de 12 mètres, 2 089 heures sur le réseau de 7 mètres et 1 739 heures sur le Total Power Array, un ensemble d’antennes qui observent chacune séparément, et non comme un interféromètre. Le total attribué sur le réseau de 12 mètres est légèrement inférieur aux 4 300 heures offertes, car certaines observations du cycle 12 notées A et restées inachevées devaient être reportées sur le cycle 13.

Les nouveautés du cycle 13

La principale nouveauté est la bande 2, dont les récepteurs couvrent environ 67 à 116 gigahertz. Convertie en longueur d’onde (notre propre calcul), cette plage correspond à environ 2,6 à 4,5 millimètres. Des dix bandes de réception prévues pour ALMA, c’est la dernière à être ouverte aux observateurs. Elle permet d’observer des transitions moléculaires, c’est-à-dire des signaux émis par les molécules, qui révèlent le gaz froid dans le milieu interstellaire ainsi que dans des galaxies proches et lointaines. La demande a été forte : 210 propositions portaient sur la bande 2, ce qui en fait la quatrième bande la plus demandée en temps d’observation, tandis que les bandes 6 et 7 ont concentré la plus grande part des heures demandées.

Quatre nouveaux Large Programs voient le jour. L’un étudiera l’environnement d’étoiles vieillissantes ; un autre dressera le bilan de la formation des étoiles grâce à un relevé profond d’une petite région du ciel, loin au-delà de notre galaxie ; un troisième suivra les disques où se forment les planètes, depuis leurs premiers stades, encore enfouis dans leur nuage, jusqu’à des stades plus avancés ; le dernier retracera l’évolution de la matière solide là où s’assemblent les systèmes planétaires. Par ailleurs, 91 propositions conjointes, un record, ont été soumises pour associer ALMA au télescope spatial James-Webb, au radiotélescope américain Very Large Array ou au Very Large Telescope de l’ESO.

Un changement plus profond viendra plus tard. Le Wideband Sensitivity Upgrade (amélioration de la sensibilité sur une large bande) doublera au moins la plage de fréquences que les récepteurs enregistrent simultanément et remplacera le corrélateur, l’ordinateur qui combine les signaux des antennes. Selon ALMA, les premières étapes devraient être en place d’ici la fin de la décennie, vers 2030.

Ce que vous pouvez suivre

Vous ne pouvez pas pointer ALMA vous-même vers le ciel : son temps d’observation est réservé aux projets de recherche retenus à l’issue de l’évaluation par les pairs décrite plus haut. Ce que vous pouvez suivre, ce sont les résultats. Les titres, les résumés et les équipes des projets du cycle 13 classés au plus haut niveau de priorité sont publics sur l’ALMA Science Portal, et l’observatoire publie des annonces et des « images de la semaine » que chacun peut réutiliser librement à condition d’en citer la source.