Radiosource

En astrophysique, une radiosource, ou source radio, est un objet céleste qui émet des ondes radio en continu et qui est perceptible au moyen d'un radiotélescope. Objets d'étude de la radioastronomie, les principales radiosources sont les quasars, les pulsars, les radiogalaxies, les rémanents de supernova et les centres galactiques.

Observations des émissions en rayons gamma de Cygnus X-3. Les zones les plus jaunes sont des pulsars.

Observations

Les premières observations d'ondes radio dans l'espace ont été réalisées en 1931 par l'ingénieur américain Karl Jansky. Plus tard, Grote Reber, un autre ingénieur américain, reprend les expériences de Jansky et démontre que certaines radiations cosmiques détectées par celui-ci proviennent du centre de notre galaxie.

En 1942, des opérateurs de radars militaires britanniques observent des émissions radio énergétiques provenant du Soleil. Au cours de la même décennie, les astronomes découvrent plusieurs dizaines d'autres radiosources célestes. En 1955, Bernard F. Burke et Kenneth Franklin découvrent que Jupiter émet également des ondes radio.

Image radio de Cygnus A à 5 GHz prise par le Very Large Array (VLA).

En 1946, on identifie la première radiogalaxie, Cygnus A.

Au cours des années 1950, on fait les premières observations radio de ce qui sera appelé plus tard des quasars.

En 1964, Arno Penzias et Robert Woodrow Wilson découvrent accidentellement le fond diffus cosmologique.

À partir du milieu du XX^e siècle, des scientifiques demandent que certaines fréquences radio soient dédiées au service de la radioastronomie afin que les observations ne soient pas perturbées par des émissions artificielles. L'Union internationale des télécommunications (ITU) a ensuite établi des bandes protégées, qui ne sont cependant pas toujours respectées.

Bandes ITU	Types d’observation
13,36 MHz à 13,41 MHz	Soleil, Jupiter
25,55 MHz à 25,67 MHz	Soleil, Jupiter
37,5 MHz à 38,25 MHz	Jupiter
73 MHz à 74,6 MHz	Soleil
150,05 MHz à 153 MHz	Continuum, pulsar, Soleil
322 MHz à 328,6 MHz	Continuum, deutérium
406,1 MHz à 410 MHz	Continuum
608 MHz à 614 MHz	VLBI
1 330 MHz à 1 400 MHz	Raie HI red-shiftée
1 400 MHz à 1 427 MHz	Raie HI
1 610,6 MHz à 1 613,8 MHz	Raies OH
1 660 MHz à 1 670 MHz	Raies OH
1 718,8 MHz à 1 722,2 MHz	Raies OH
2 655 MHz à 2 700 MHz	Continuum, HII
3 100 MHz à 3 400 MHz	Raies CH
4 800 MHz à 5 000 MHz	VLBI, HII, raies H2CO et HCOH
6 650 MHz à 6 675,2 MHz	CH3OH, VLBI
10,60 GHz à 10,70 GHz	Quasar, raies H2CO, Continuum
14,47 GHz à 14,50 GHz	Quasar, raies H2CO, Continuum
15,35 GHz à 15,40 GHz	Quasar, raies H2CO, Continuum
22,01 GHz à 22,21 GHz	Raie H2O red-shiftée
22,21 GHz à 22,5 GHz	Raies H2O
22,81 GHz à 22,86 GHz	Raies NH3, HCOOCH3
23,07 GHz à 23,12 GHz	Raies NH3
23,6 GHz à 24,0 GHz	Raie NH3, Continuum
31,3 GHz à 31,8 GHz	Continuum
36,43 GHz à 36,5 GHz	Raies HC3N, OH
42,5 GHz à 43,5 GHz	Raie SiO
47,2 GHz à 50,2 GHz	Raies CS, H2CO, CH3OH, OCS
76 GHz à 116 GHz	Continuum, raies moléculaires
123 GHz à 158,5 GHz	Raies H2CO, DCN, H2CO, CS
164 GHz à 167 GHz	Continuum
168 GHz à 185 GHz	H2O, O3, multiples raies
191,8 GHz à 231,5 GHz	Raie CO a 230,5 GHz
241 GHz à 275 GHz	Raies C2H, HCN, HCO+
275 GHz à 1 000 GHz	Continuum, raies moléculaires

Caractéristiques physiques

Observation de la nébuleuse du Crabe dans le domaine radio et dans d'autres longueurs d'onde.

Les radiosources émettent des radiations en continu résultant de deux principaux phénomènes : les rayonnements thermique et synchrotron. Les rayonnements thermiques sont produits par l'énergie électromagnétique de la chaleur. Cette radiation est composée de photons de différentes longueurs d'onde émis lorsqu'un électron change d'orbitale à l'intérieur d'un atome. Le deuxième phénomène est le rayonnement synchrotron, un processus non thermique produit par des électrons accélérés par un champ magnétique et se déplaçant à des vitesses proches de celle de la lumière.

Les radiosources peuvent être discrètes, c'est-à-dire des sources radios avec une position précise dans l'espace, comme le Soleil, ou non-discrètes, avec une distribution continue dans toutes les directions de l'espace, comme par exemple le fond diffus cosmologique.

Radiosources particulières

Soleil

Le Soleil observé sous plusieurs fréquences radios, de 30 mégahertz (MHz) à 17 gigahertz (GHz).

La radiosource la plus puissance visible à partir de la Terre est le Soleil. Les ondes émises sont assez puissantes pour que la plupart des radioamateurs constatent que sur certaines fréquences, les signaux radios sont fortement parasités par sa présence au dessus de l'horizon^{[réf. souhaitée]}.

Dans le domaine radio, le Soleil émet surtout des longueurs d'onde situées entre 1 et 10 centimètres. Ces ondes proviennent de la perturbation du champ magnétique solaire.

Jupiter

Image d'émissions radio de Jupiter prises par le radiotélescope Karl G. Jansky Very Large Array.

Jupiter est l'autre principale radiosource du Système solaire. On y observe notamment de puissantes « tempêtes » radio, dont les rayonnements se situent entre 18 MHz et 24 MHz.

Voie lactée

Image de la Voie lactée prise par le télescope APEX au Chili à une longueur d'onde de 0,87 millimètres (mm).

La Voie lactée est la deuxième radiosource la plus brillante vue à partir de la Terre. Elle émet des ondes radios dans des fréquences situées entre 408 MHz et 115 GHz.

La luminosité provient surtout de son centre, où se trouve notamment la radiosource Sagittarius A.

Quasars

Images de quasars prises par le Très Grand Télescope.

Les quasars sont parmi les objets célestes les plus lointains et les plus lumineux connus.

Radiogalaxies

Les radiogalaxies sont des galaxies qui émettent de très grandes quantités d'énergie sous formes d'ondes radios, beaucoup plus que les autres galaxies.

Image de Centaurus A (NGC 5128).

Parmi les radiogalaxies les plus connues, Centaurus A est la plus étudiée. Ces galaxies seraient, selon le Unified Model of active galactic nuclei, alimentées par un trou noir supermassif d'une masse entre 10⁶ et 10¹⁰ masses solaires.

Certaines radiogalaxies géantes, s'étendant sur plusieurs mégaparsecs (Mpc), ont été observées. Parmi celles-ci, on compte Alcyonée, qui s'étend sur environ 5 Mpc et qui contiendrait un trou noir supermassif de 4 × 10⁸ masses solaires.

Fond diffus cosmologique

Image du fond diffus cosmologique par la Wilkinson Microwave Anisotropy Probe.

Le fond diffus cosmologique est un rayonnement électromagnétique datant de la fin de l'Univers primordial et présent dans tout l'Univers observable. Plus vieille radiosource jamais observée, son rayonnement est désormais situé dans le domaine des micro-ondes en raison des effets de l'expansion de l'Univers.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « astronomical radio source » (voir la liste des auteurs).

Bibliographie

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• « Radiosource », sur cnrtl.fr (consulté le 30 mars 2023).
• (en) « radio source », sur britannica.com (consulté le 6 mars 2023).
• (en) « Mechanisms of Radio Emission: Thermal and Non-Thermal Radio Emission » (consulté le 4 mai 2023) [PDF].
• (en) Jeffrey Lichtman, « Radioastronomy projects », sur astrosurf.com (consulté le 3 avril 2023).
• Astrolab du parc national du Mont-Mégantic, « les galaxies », sur astrolab.qc.ca (consulté le 25 avril 2023) [PDF].
• (en) Ryan Yamada, « A Unified Model for AGN » (consulté le 25 avril 2023) [PDF].