ALMA2030 : une nouvelle étape pour l’exploration de l’Univers froid
Depuis le début des observations scientifiques en 2011, l’interféromètre ALMA n’a cessé de révolutionner l’astronomie aux longueurs d’ondes millimétriques et submillimétriques et l’observation de l’Univers froid. Alliant une haute résolution spatiale et spectrale à des observations ultra-sensibles et à faible bruit, il a permis de mieux comprendre nos origines cosmiques : la formation des planètes et des disques protoplanétaires, l’évolution des galaxies et les épisodes de fusions telles le système des Antennes, qui déclenchent des épisodes d’intense formation d’étoiles, et les nuages de gaz interstellaires où ALMA a révélé des structures filamenteuses et des régions de fragmentation avec une précision sans précédent.
ALMA s’est révélé essentiel pour l’étude de l’Univers primordial mais aussi des corps du système solaire. ALMA a également permis des avancées en chimie prébiotique, notamment la découverte de molécules organiques complexes dans de jeunes systèmes stellaires. En 2019, il a aussi joué un rôle clé dans le cadre de la collaboration Event Horizon Telescope (EHT), contribuant à la toute première image d’un trou noir.
Les partenaires d’ALMA, Europe, Amérique du Nord, Asie de l’Est, associés au pays-hôte le Chili, se lancent aujourd’hui dans une nouvelle aventure ambitieuse dans le cadre du plan ALMA2030. Il s’agit d’augmenter de façon significative la sensibilité en large bande (WSU : Wideband Sensitive Upgrade)
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des récepteurs hétérodynes qui constituent le cœur de ses télescopes et qui utilisent des éléments détecteurs ultra-sensibles appelés « SIS », pour Supraconducteur-isolant-Supraconducteur.
Cette modernisation constitue un bond en avant technologique qui permettra à ALMA d’observer l’Univers avec une précision et une efficacité sans précédent. En élargissant la portée et la sensibilité de ses observations, ALMA ouvrira de toutes nouvelles perspectives pour la compréhension du cosmos.
Le groupe « Recherche et Développement Instrumental » du LUX (Voir l’équipe) a une expertise reconnue sur les détecteurs SIS pour le submillimétrique, avec en particulier une contribution essentielle au canal 1 de l’instrument HIFI de la mission spatiale Herschel de l’ESA. Dans le cadre du programme WSU, le groupe a obtenu un contrat de recherche de l’ESO pour contribuer au développement de la prochaine génération de détecteurs SIS destinés à la bande 9 : il s’agit d’une des fenêtres submillimétriques d’ALMA, centrée sur 0,45 mm de longueur d’onde.
La réunion de lancement s’est tenue le 20 avril à l’Observatoire de Paris, et a réuni l’équipe de l’ESO et les trois partenaires de l’étude : l’équipe Détecteurs supraconducteurs et Instrumentation du LUX, le département d’astrophysique de l’université d’Oxford (Royaume-Uni) et l’université de Groningue / NOVA (Pays-Bas). Ces 3 partenaires ont des rôles très complémentaires, l’Université d’Oxford étant chargée du design des jonctions SIS, l’équipe du LUX de définir le process et de produire les SIS, et NOVA de les caractériser. Cette étude doit déboucher sur un choix entre deux options techniques, avec un objectif de sensibilité ambitieux. Un des éléments importants sera de démontrer la faisabilité de séries de plusieurs dizaines de récepteurs puisqu’ALMA est composé de pas moins de 66 télescopes. Rendez-vous dans 3 ans pour les résultats finaux !
