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Le Karl G. Jansky Very Large Array ( VLA ) est un observatoire de radioastronomie centimétrique situé dans le sud-ouest des États-Unis, construit dans les années 1970. Il se trouve dans le centre du Nouveau-Mexique, dans les plaines de San Agustin , entre les villes de Magdalena et de Datil , à environ 80 km à l'ouest de Socorro . Le VLA comprend vingt-huit radiotélescopes de 25 mètres (dont vingt-sept sont opérationnels tandis qu'un est toujours en rotation pour maintenance) déployés dans un réseau en forme de Y et tout l'équipement, l'instrumentation et la puissance de calcul pour fonctionner comme un interféromètre . Chacun des télescopes massifs est monté sur des voies ferrées parallèles doubles, de sorte que le rayon et la densité du réseau peuvent être transformés pour ajuster l'équilibre entre sa résolution angulaire et sa sensibilité à la luminosité de surface. Les astronomes utilisant le VLA ont réalisé des observations clés de trous noirs et de disques protoplanétaires autour de jeunes étoiles , découvert des filaments magnétiques et tracé des mouvements de gaz complexes au centre de la Voie Lactée , sondé les paramètres cosmologiques de l'Univers et fourni de nouvelles connaissances sur les mécanismes physiques qui produisent des émissions radio .
Le VLA se trouve à une altitude de 2 120 m au-dessus du niveau de la mer. Il fait partie de l' Observatoire national de radioastronomie (NRAO). Le NRAO est une installation de la National Science Foundation exploitée dans le cadre d'un accord de coopération avec Associated Universities, Inc.
Caractéristiques
Le radiotélescope comprend 27 antennes indépendantes en service à un moment donné, plus une antenne de réserve, chacune ayant un diamètre de 25 mètres (82 pieds) et pesant 209 tonnes métriques (230 tonnes courtes ). Les antennes sont réparties le long des trois bras d'une voie, en forme de Y (chacun mesurant 21 kilomètres (13 miles) de long). En utilisant les voies ferrées qui suivent chacun de ces bras - et qui, à un moment donné, croisent la route US 60 à un passage à niveau - et une locomotive de levage spécialement conçue (« Hein's Trein »), les antennes peuvent être physiquement déplacées vers un certain nombre de positions préparées, permettant une interférométrie à synthèse d'ouverture avec jusqu'à 351 lignes de base indépendantes : en substance, le réseau agit comme une seule antenne avec un diamètre variable. La résolution angulaire qui peut être atteinte est comprise entre 0,2 et 0,04 seconde d'arc .
Il existe quatre configurations couramment utilisées, désignées de A (la plus grande) à D (la plus serrée, lorsque toutes les antennes paraboliques sont à moins de 600 mètres (2 000 pieds) du point central). L'observatoire passe normalement par toutes les différentes configurations possibles (y compris plusieurs hybrides) tous les 16 mois ; les antennes sont déplacées tous les trois à quatre mois. Les déplacements vers des configurations plus petites se font en deux étapes, en raccourcissant d'abord les bras est et ouest, puis le bras nord. Cela permet une courte période d'amélioration de l'imagerie des sources extrêmement septentrionales ou méridionales.
La couverture de fréquence est de 74 MHz à 50 GHz (400 cm à 0,7 cm).
Le Centre d'opérations scientifiques Pete V. Domenici (DSOC) du VLA est situé sur le campus du New Mexico Institute of Mining and Technology à Socorro, au Nouveau-Mexique . Le DSOC sert également de centre de contrôle pour le Very Long Baseline Array (VLBA), un réseau VLBI de dix antennes paraboliques de 25 mètres situé d' Hawaï à l'ouest jusqu'aux îles Vierges américaines à l'est, qui constitue le plus grand instrument astronomique dédié et permanent au monde.
Mise à niveau et renommage
En 2011, un projet de mise à niveau d'une décennie a permis au VLA d'augmenter ses capacités techniques jusqu'à 8 000 fois. L'électronique des années 1970 a été remplacée par un équipement de pointe. Pour refléter cette capacité accrue, les responsables du VLA ont demandé l'avis de la communauté scientifique et du public pour trouver un nouveau nom pour le réseau, et en janvier 2012, il a été annoncé que le réseau serait rebaptisé « Karl G. Jansky Very Large Array ». Le 31 mars 2012, le VLA a été officiellement renommé lors d'une cérémonie à l'intérieur du bâtiment d'assemblage des antennes.
Sciences clés
Le VLA est un instrument polyvalent conçu pour permettre l'étude de nombreux objets astronomiques, notamment les radiogalaxies , les quasars , les pulsars , les restes de supernovae , les sursauts gamma , les étoiles émettant des ondes radio , le soleil et les planètes , les masers astrophysiques , les trous noirs et le gaz hydrogène qui constitue une grande partie de la Voie lactée ainsi que des galaxies externes. En 1989, le VLA a été utilisé pour recevoir les communications radio du vaisseau spatial Voyager 2 alors qu'il survolait Neptune . Une recherche des galaxies M31 et M32 a été menée de décembre 2014 à janvier 2015 dans le but de rechercher rapidement dans des milliards de systèmes des signaux extrêmement puissants provenant de civilisations avancées.
Il a été utilisé pour réaliser plusieurs grandes études de sources radio, notamment le NRAO VLA Sky Survey et Faint Images of the Radio Sky at Twenty-Centimeters .
En septembre 2017, le VLA Sky Survey (VLASS) a débuté. Cette étude couvrira l'intégralité du ciel visible par le VLA (80 % du ciel terrestre) en trois balayages complets. Les astronomes s'attendent à trouver environ 10 millions de nouveaux objets avec cette étude, soit quatre fois plus que ce que l'on connaît actuellement.
Histoire
Le moteur du développement du VLA fut David S. Heeschen . Il est connu pour avoir « soutenu et guidé le développement du meilleur observatoire de radioastronomie au monde pendant seize ans ». Le Congrès a approuvé le projet du VLA en août 1972 et la construction a commencé six mois plus tard. La première antenne a été mise en place en septembre 1975 et le complexe a été officiellement inauguré en 1980, après un investissement total de 78 500 000 $ (équivalent à 290 000 000 $ en 2023). Il s'agissait de la plus grande configuration de radiotélescopes au monde.
En 1997, le VLA a participé à Contact , l'adaptation cinématographique du livre du même nom écrit par Carl Sagan .
En vue de mettre à niveau la vénérable technologie des années 1970 avec laquelle le VLA a été construit, le VLA a évolué vers l'Expanded Very Large Array (EVLA). La mise à niveau a amélioré la sensibilité, la gamme de fréquences et la résolution de l'instrument avec l'installation de nouveau matériel sur le site de San Agustin. Une deuxième phase de cette mise à niveau pourrait ajouter jusqu'à huit antennes supplémentaires dans d'autres parties de l'État du Nouveau-Mexique , jusqu'à 300 km de distance, si elle est financée.
L'observatoire Magdalena Ridge est un nouvel observatoire situé à quelques kilomètres au sud du VLA et géré par le collaborateur du VLA, New Mexico Tech . Un interféromètre optique à dix éléments est en construction sur ce site .
En juin 2023, l' Observatoire national de radioastronomie a annoncé qu'il remplacerait les antennes vieillissantes par 160 nouvelles sur le site, ainsi que 100 antennes auxiliaires réparties dans toute l'Amérique du Nord. Le projet, dont le coût de construction est estimé à environ 2 milliards de dollars et son fonctionnement à environ 90 millions de dollars, permettra d'étendre considérablement les capacités de l'installation actuelle et d'augmenter la sensibilité de fréquence de 50 GHz à plus de 100 GHz. L'installation sera rebaptisée « Next Generation Very Large Array ».
Tourisme
Le VLA est situé entre les villes de Magdalena et Datil , à environ 80 km à l'ouest de Socorro, au Nouveau-Mexique . La route US 60 traverse le complexe d'est en ouest.
Le site du VLA est ouvert aux visiteurs payants. Un centre d'accueil des visiteurs abrite un petit musée, un théâtre et une boutique de souvenirs. Une visite guidée à pied est proposée, car le centre d'accueil des visiteurs n'est pas ouvert en permanence. Les visiteurs qui ne connaissent pas la région sont avertis qu'il y a peu de nourriture sur place ou dans les environs peu peuplés ; ceux qui ne connaissent pas le haut désert sont avertis que le temps est assez variable et peut rester froid jusqu'en avril. Pour ceux qui ne peuvent pas se rendre sur le site, la NRAO a créé une visite virtuelle du VLA appelée VLA Explorer .
Le site du VLA était auparavant fermé aux visiteurs de mars 2020 à octobre 2022.
