Dans le ciel de France, les nuages se sont enfin dissipés. Et si ce soir, s’il vous prenait l’envie de lever les yeux, vous retrouveriez, là-haut, un exceptionnel alignement planètaire et les mêmes étoiles que celles qui brillaient avant cette interminable période de pluie. Les mêmes étoiles, d’ailleurs que l’an dernier à la même époque. Les mêmes étoiles. Toujours ou presque. Parce que dans le ciel nocturne, tout est calme. Rien ne change. Vraiment ?
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Si vous n’êtes pas complètement novice en matière d’astronomie, vous savez que non, pas tout à fait. Des comètes nous rendent visite, des astéroïdes vont et viennent. Parmi les étoiles, il y en a dont la luminosité varie. Il y en a même qui explosent de manière éclatante. Et ce sont ces changements, parfois infimes et éphémères, d’autres fois carrément spectaculaires et plus durables, que le nouvel observatoire Vera C. Rubin (Chili) et son « système d’alerte » vont désormais surveiller de près. Vous avez une idée du nombre de ces phénomènes qui se produisent chaque nuit ?
Combien d’alertes chaque nuit ?
Pour vous donner quelques indices, sachez que l’observatoire Rubin scrute à cet effet chaque nuit le ciel de l’hémisphère sud avec la plus grande caméra numérique jamais conçue. Les premières alertes ont été émises dans la nuit du 24 février dernier. Figuraient sur la liste : la détection de supernovae, d’étoiles variables, d’activités intenses de trous noirs dans des galaxies lointaines et d’objets sillonnant notre Système solaire, tels que des astéroïdes. Dernier indice, au cours de la première année du Legacy Survey of Space and Time (LSST), l’observatoire devrait capturer des images d’un nombre d’objets supérieur à celui de tous les autres observatoires optiques réunis dans l’histoire de l’humanité.
Le suspens a assez duré. Le nombre de changements signalé par l’observatoire Vera C. Rubin dans la nuit du 24 février dernier était de… 800 000 ! Et encore, ce n’est pas grand-chose comparé à ce qu’en attendent les astronomes lorsque le système sera pleinement opérationnel. Il devrait alors produire jusqu’à 7 millions d’alertes par nuit !
Des alertes accessibles à tous
Le nombre est littéralement… astronomique ! « Permettre la découverte en temps réel de 10 téraoctets d’images chaque nuit a nécessité des années d’innovation technique dans les algorithmes de traitement d’images, les bases de données et l’orchestration des données », souligne dans un communiqué, Eric Bellm, responsable du groupe de gestion des données de Rubin pour le laboratoire NSF NOIRLab et l’Université de Washington (États-Unis).
Chaque nuit, l’observatoire Vera C. Rubin scrute le ciel en quête de changements : des étoiles dont la luminosité varie, des objets qui passent ou encore des explosions inattendues. Et le nombre de ces changements que les instruments devraient capter pourrait bien vous donner le tournis. © Observatoire Vera C. Rubin (NSF-DOE)/NOIRLab/SLAC/AURA/P. Marenfeld/J. Pinto
La quasi-instantanéité et la disponibilité publique – non seulement les chercheurs y ont accès, mais aussi tous les citoyens scientifiques qui voudront l’explorer, par exemple sur la plateforme ALeRCE ou sur la plateforme Antares – de ces alertes permettent aux scientifiques utilisant d’autres télescopes terrestres et spatiaux à travers le monde de coordonner leurs observations de suivi comme jamais auparavant. Les astronomes pourront ainsi détecter facilement les supernovae dès leurs premiers instants, découvrir et suivre les astéroïdes pour évaluer les menaces pour la Terre, et repérer les objets interstellaires rares qui traversent le Système solaire, comme le récent 3I/Atlas.
Les planètes alignées pour une révolution de l’astronomie
Comment ça marche ? À chaque nouvelle image prise, un logiciel la compare automatiquement à une image de référence construite en combinant les images précédentes de la même zone. Par soustraction, le résultat ne laisse apparaître que les changements. Et chaque changement déclenche une alerte publique dans les deux minutes suivant la prise de vue.
Sur ce montage, à gauche, l’image de référence, au centre, la nouvelle image et à droite, la différence entre les deux qui fait apparaître un changement dans le ciel entre les prises de vue. © NSF–DOE Vera C. Rubin Observatory/NOIRLab/SLAC/AURA ; Acknowledgement : Alert images with classifications provided by ALeRCE and Lasair.
Le système d’alerte de l’observatoire Rubin, c’est d’abord la plus grande caméra numérique jamais construite. Pas moins de 3 200 mégapixels pour détecter des objets faibles et lointains dans l’Univers. Puis toutes les 40 secondes, une image d’une nouvelle région du ciel. À quoi s’ajoutent des protocoles de traitement des données ultra performants. Et enfin, des algorithmes d’apprentissage automatique pour filtrer, trier et classer les alertes avant de les distribuer aux équipes scientifiques et aux observatoires. Jamais auparavant un instrument n’avait ainsi surveillé le ciel et renvoyé autant d’informations en temps réel avec une telle cadence.
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Rosaria Bonito, chercheuse à l’Institut national italien d’astrophysique (Inaf) et coprésidente de la collaboration scientifique Rubin LSST Transients and Variable Stars (TVS) nous livre un exemple de ce que cela va changer. « La révolution de Rubin réside dans sa capacité à capturer à la fois les changements rapides et l’évolution à long terme du ciel. Les jeunes étoiles, par exemple, sont extrêmement dynamiques et peuvent connaître des pics de luminosité soudains dus à l’accrétion de matière. Ces événements sont souvent éphémères et peuvent facilement échapper aux scientifiques sans surveillance continue. Rubin nous permettra de détecter ces changements en temps réel et de suivre l’évolution des étoiles sur une décennie entière. »