Une équipe dirigée par l'UCLA a capturé l'image la plus détaillée jamais réalisée d'un disque autour de l'étoile lointaine beta Canis Minoris en utilisant une lanterne photonique innovante sur un seul télescope. Cette avancée révèle des structures cachées sans avoir besoin de télescopes multiples. La découverte met au jour un disque d'hydrogène asymétrique à 162 années-lumière.
Les astronomes ont longtemps compté sur la liaison de plusieurs télescopes pour obtenir les images les plus nettes d'objets célestes distants, mais une nouvelle technique a brisé cette limitation. En utilisant le télescope Subaru à Hawaï, une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) a employé un dispositif de lanterne photonique pour imager le disque entourant beta Canis Minoris (β CMi), une étoile située à environ 162 années-lumière dans la constellation du Chien Mineur.
La lanterne photonique, développée par des collaborateurs incluant l'Université de Sydney et l'Université de Floride centrale, divise la lumière stellaire entrante en plusieurs canaux basés sur les motifs de front d'onde et les couleurs. Cela permet des méthodes computationnelles avancées pour reconstruire des images haute résolution qui capturent des détails subtils autrement perdus. Le dispositif fait partie de l'instrument FIRST-PL sur le système Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics, exploité par l'Observatoire astronomique national du Japon.
« En astronomie, les détails d'image les plus nets sont généralement obtenus en liant des télescopes ensemble. Mais nous l'avons fait avec un seul télescope en alimentant sa lumière dans une fibre optique spécialement conçue, appelée lanterne photonique », a déclaré Yoo Jung Kim, candidate au doctorat à l'UCLA et auteure principale de l'étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.
L'observation a révélé un disque d'hydrogène tournant rapidement autour de β CMi, avec le côté rotatif vers la Terre apparaissant plus bleu en raison de l'effet Doppler. Les chercheurs ont mesuré les déplacements de position basés sur la couleur avec une précision cinq fois supérieure à celle d'avant, confirmant la rotation du disque et découvrant son asymétrie déséquilibrée inattendue. « Nous ne nous attendions pas à détecter une asymétrie comme celle-ci, et ce sera une tâche pour les astrophysiciens modélisant ces systèmes d'expliquer sa présence », a ajouté Kim.
La turbulence atmosphérique a posé un défi, résolu par l'optique adaptative et de nouvelles techniques de traitement des données développées par Kim. Cette méthode dépasse la limite de diffraction de l'imagerie traditionnelle, permettant des vues plus claires d'objets plus petits, plus faibles et plus distants.
La collaboration internationale inclut des institutions telles que l'Université d'Hawaï, le California Institute of Technology, l'Observatoire de Paris et d'autres. « Ce travail démontre le potentiel des technologies photoniques pour permettre de nouveaux types de mesures en astronomie », a déclaré Nemanja Jovanovic de Caltech. Cette avancée pourrait transformer les études des étoiles, des planètes et des structures cosmiques.