histoire L'antenne de Jansky

[Kef]

L'antenne de Jansky

 

La radioastronomie naquit par hasard, dans le laboratoire d'une industrie électrotechnique.

 



 

Ci-dessus : l'antenne construite par Jansky à Holmdel. Elle pouvait être mise sur roues et donc explorer le ciel dans plusieurs directions. Pour plaisanter, Jansky lui attribua le nom de « manège ».

 

 

Les ondes radio sont de même nature que la lumière : ce sont des ondes électromagnétiques. Il y a un peu plus de cent ans, on eut la certitude que des ondes invisibles à l'œil humain circulaient également dans l'espace. On pensa alors que le Soleil, source de tant de lumière visible, devait émettre aussi dans le domaine radio, mais les astronomes ne semblaient pas très intéressés par la découverte de ces radiations et les rares tentatives faites en Angleterre et sur les montagnes suisses, entre 1887 et 1901, ne donnèrent aucun résultat. La situation est restée inchangée pendant trente ans. Mais pendant ce temps, la technologie de la « radiophonie » avait accompli d'énormes progrès. On avait d'abord inventé la « télégraphie sans fil », consistant à émettre des ondes à intervalles codifiés à l'aide d'une antenne. Ainsi, trois brèves impulsions signifiaient la lettre « S ». Morse avait inventé ce code que l'on utilisa longtemps pour le télégraphe à fil. Les transmissions se faisaient sur ondes longues, à fréquence typique de 100 KHz (des milliards de fois inférieure à la fréquence de la lumière), se propageant très facilement sur de grandes distances. Cependant, les ondes longues sont sujettes à de nombreuses perturbations, en particulier atmosphériques.

 

A la fin des années 1920, aux Bell Laboratories de New York, on essaya de tirer partie d'autres ondes radio plus courtes, principalement pour transmettre la voix humaine. Dans le but d'étudier les caractéristiques des ondes courtes et les bruits qui gênaient leur transmission, en juillet 1928, ces laboratoires engagèrent un jeune ingénieur, diplômé depuis peu, Karl Jansky.

 

La mystérieuse « statique »

 

Son père — Polonais d'origine, professeur d'électrotechnique à l'Université — avait poussé Karl sur la même voie ; ce dernier obtint son diplôme dans le Wisconsin.

 

Aux Bell Laboratories, il faisait partie d'un groupe de vingt experts de tout premier ordre qui essayaient d'établir des liaisons téléphoniques transatlantiques (entre New York et Londres).

 

Il devait quant à lui étudier les parasites perturbant les signaux sur les ondes courtes. Pour les étudier, il avait dû construire une antenne puissante qu'il installa dans le New Jersey, à Holmdel, loin des grandes villes (voir l'image ci-dessus).

 

Cet appareil consistait en un gros châssis horizontal, pivotant, de trente mètres de long (recevant à la fréquence de 20 MHz), monté sur un anneau central soutenu par des roues prises sur une Ford. L'ensemble pouvait tourner et être pointé sur tous les points de l'horizon.

 

En janvier 1932, Jansky se mit à explorer le ciel et il s'aperçut aussitôt que le bruit capté n'était pas toujours le même. On appelait ce bruit la « statique » car c'était le bruit de fond des signaux envoyés intentionnellement.

 

Si on pouvait attribuer certaines statiques aux orages des environs et si d'autres étaient dues, très probablement, aux orages lointains, en particulier ceux de l'été à des latitudes basses ou moyennes, il y en avait d'un troisième type, qualifiées par Jansky de « soufflantes ».

 

La direction d'où semblait venir ce troisième type de bruit changeait au cours d'une journée et faisait, à l'époque, le tour complet de la boussole. Jansky demanda de l'aide à deux collègues qui avaient étudié l'astronomie, car il était clair que cette « statique » provenait du ciel.

 

 

Ci-dessus : Karl Jansky sort le tracé des signaux reçus par son « manège » et indique leur provenance sur une représentation du ciel plutôt grossière. Il s'agit d'une image distribuée par les Bell Laboratories à des fins publicitaires.

 

 

Dans les profondeurs de l'univers

 

Il aurait été très facile de voir si la source de ces ondes était le Soleil ; mais les tracés, recueillis sur plusieurs jours consécutifs, indiquaient que la source ne se déplaçait pas par rapport aux étoiles. Ce n'était donc pas le Soleil, mais quelque chose d'autre, bien plus lointain.

 

Jansky s'attela à la détermination de la provenance des signaux enregistrés et ses calculs donnèrent comme résultat un point dans la constellation du Sagittaire, justement là où les astronomes supposaient que se situait le centre de la Galaxie. Il fut le premier à entendre le bruit du « moyeu de la roue » et à recevoir un signal radio émis à une telle distance.

 

On publia la découverte dans une revue spécialisée au printemps 1933, et elle fit sensation. Le 4 mai, elle figurait dans le New York Times. Mais beaucoup de temps allait encore passer avant que les astronomes commencent à creuser cette voie. En revanche, la technologie des récepteurs, dérivée de la technologie militaire, ne tarda pas à obtenir des résultats bien plus extraordinaires.

 

 

Ci-dessus, à gauche : enregistrement sur papier des signaux à 20,5 MHz reçus l'après-midi du 16 septembre 1932. L'antenne tournait et faisait un tour complet toutes les vingt minutes. Le signal du centre de la Galaxie est plus fort quand l'antenne se tourne dans sa direction.

A droite : Karl Jansky (1905 - 1950), le jour de son 23e anniversaire. Bien qu'il ne soit pas astronome, il faut le considérer comme le père de la radioastronomie.

Modifié 8 juillet 2012 par Kef

[Alien]

merci beaucoup, c'est très intéressant. Je suis actuellement entrain de faire un travail en radioastronomie et le côté historique est tout à fait intéressant !

[roger15]

Bonjour Kef,

 

Je te félicite, Mon Cher Jérémie, pour ce très intéressant sujet. :be:

 

J'avoue à ma grande honte n'avoir jamais entendu parler, avant de lire ton article, de ce pionnier en matière de radioastronomie qu'était Karl Jansky.

 

 

Roger le Cantalien.

[Kef]

J'aurais pu rajouter ces deux autres informations, que je viens de lire sur Wikipédia.

 

D'abord, un astéroïde porte son nom ((1932) Jansky) et, début 2012, le fameux observatoire radioastronomique du Very Large Array (VLA) a été rebaptisé le Karl G. Jansky Very Large Array après un vote des internautes.

 

Voilà deux beaux hommages posthumes qui rendent toute sa dignité au personnage !

Modifié 8 juillet 2012 par Kef

[Nicolas.D]

Merci infiniment, c'est très intéressant

[Dom de Savoie]

Bonjour,

 

L'unité qui permet de quantifier l'intensité des signaux radioastronomiques porte le nom de Jansky (Jy) - 1 jansky = 10-26 W.m-2.Hz-1

 

Dominique