L’astronomie mondiale est entrée dans une nouvelle ère avec le déploiement du James Webb Space Telescope de la NASA. Depuis sa mise en service, il abreuve sans cesse les chercheurs de données inestimables qui, à terme, pourraient complètement changer notre compréhension de l’Univers et de son histoire.
Mais malgré ses performances époustouflantes, il ne pourra pas y parvenir seul. Il aura besoin de l’aide de la vieille garde, représentée par des télescopes tels que l’indéboulonnable Hubble. Et surtout, il pourra compter sur de nouveaux observatoires flambants neufs qui vont entrer en service ces prochaines années, comme le très attendu Nancy Grace Roman Space Telescope.
Cet engin attendu à l’horizon 2027 va bouleverser la façon de travailler des astronomes au même titre que le Webb en ce moment. Comme ce dernier, le Roman va opérer dans l’infrarouge, mais il va le faire de façon très différente. La nouvelle coqueluche des astronomes ou l’illustre Hubble sont conçus pour obtenir des images très détaillées d’un point précis de la voûte céleste.
Une quantité de données absolument colossale
Le Roman, en revanche, verra beaucoup plus large — littéralement. Il disposera d’un champ de vision extrêmement plus étendu, environ 200 fois plus grand que celui d’Hubble, qui lui permettra de couvrir de larges portions du ciel en une seule observation. Selon la NASA, le Roman aura besoin d’une soixantaine de jours pour récolter autant de données qu’Hubble pourrait le faire en… 85 ans.
L’agence spatiale s’attend donc à un déluge scientifique d’une ampleur sans précédent. Pour référence, entre 1990 et 2020, Hubble a produit environ 2,7 gigabytes de données par jour, pour un total d’environ 172 terabytes. L’incroyable James Webb fait beaucoup mieux. Il rapatrie une moyenne de 58 GB de données par jour, pour un total qui devrait atteindre 1000 TB à la fin de sa première mission de 5 ans. Le Roman, en revanche, devrait rapporter environ… 1375 GB par jour, ce qui correspond à 20 000 TB rien que sur les cinq premières années de sa mission ! Des chiffre qui donnent le tournis.
Cette moisson s’annonce très excitante pour les astronomes, qui pourront décortiquer des centaines de milliards d’étoiles et de galaxies. Mais ce volume immense pose aussi quelques problèmes logistiques. Il va falloir apprendre à gérer, à traiter et à archiver un véritable « torrent de données » — un exercice auquel les astrophysiciens ne sont pas forcément préparés.
Cela va nécessiter de poser des fondations solides pour commencer à exploiter les observations le plus rapidement possible. Et quatre ans avant le lancement, les ingénieurs de la NASA sont déjà sur le pied de guerre.
Un énorme travail préparatoire
« Le travail préparatoire est complexe, en partie parce que tout ce que va faire le Roman est interconnecté », explique Julie McEnery, l’une des responsables de ce processus. « Chaque observation va être utilisée par différentes équipes pour travailler sur des problèmes très différents, donc nous devons créer un environnement qui facilite la collaboration des scientifiques ».
Pour mettre tout ce système en place, la première étape, c’est de déterminer grossièrement les différents types d’objets que le Roman va observer pendant les premiers mois. Cela permettra de développer une foule de nouveaux outils logiciels spécialisés. Ils permettront aux chercheurs de préparer la façon dont ils vont traiter les différents types de signaux, afin qu’ils puissent se mettre au travail le plus vite possible une fois le télescope déployé.
« Les chercheurs pourront choisir quelque chose que le Roman va explorer, et préparer tout ce dont ils auront besoin pour les passer au peigne fin », précise Dominic Benford, membre de l’équipe du Roman. « Il peut s’agir d’algorithmes pour la détection d’objets discrets, de nouvelles façons de mesurer précisément la position des étoiles, d’anticiper l’influence de différents phénomènes sur les observations et les corrections qui seront nécessaires, et ainsi de suite. »
Mais pour préparer tous ces outils, il faut aussi être en mesure de les tester. Pour cette raison, une équipe spécialisée est en train de compiler des tas d’observations issues d’autres télescopes pour simuler les futures observations du Roman. Évidemment, ces données fictives n’auront aucune valeur scientifique intrinsèque ; mais elles permettront aux chercheurs de s’entraîner à manipuler les données réelles, un peu comme un apprenti chirurgien qui s’entraîne sur un mannequin.
D’ici quelques années, une fois que ce processus aura bien avancé, les chercheurs auront une idée très claire de ce qu’ils pourront tirer du Roman. Ils pourront alors aborder la dernière phase de ces préparatifs : l’établissement d’une feuille de route précise pour ces observations qui pourraient bouleverser notre compréhension de l’Univers.
« C’est un vrai défi, mais aussi une opportunité excitante de préparer le terrain au Roman », se réjouit McEnery. « Cela permettra de s’assurer que chacune de ses futures observations contribuera à de formidables découvertes scientifiques. »
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