RYLE MARTIN (1918-1984)

Des développements techniques

Après avoir apporté des améliorations considérables à la stabilité des récepteurs, il s'attaqua à la technique de l'interférométrie, c'est-à-dire de la réception simultanée des signaux célestes par plusieurs antennes interconnectées. Cette technique permet de pallier le manque de résolution angulaire des radiotélescopes à antenne unique. En effet, la diffraction limite la résolution angulaire d'une antenne ou d'un instrument optique quelconque à un angle de l'ordre de l/D radians, où l est la longueur d'onde d'observation et D la dimension de l'instrument. Si l'on désire par exemple obtenir en radio à 20 centimètres de longueur d'onde un pouvoir de résolution de 1 minute d'angle (0,000 3 radian), analogue à celui de l'œil humain, il faudrait disposer d'une antenne de 700 mètres de diamètre, ce qui est impensable s'il s'agit d'une antenne mobile unique. On peut cependant atteindre ce but en utilisant plusieurs antennes interconnectées réparties sur une surface égale à celle de l'antenne unique idéale. En agissant sur la phase des signaux provenant de ces diverses antennes avant leur recombinaison, il est possible de faire varier à volonté la direction de réception de l'interféromètre, tout en laissant ces antennes fixes. On peut aussi faire varier la distance entre antennes pour changer le pouvoir de résolution du système. Ces principes – issus d'idées exprimées dès 1851 par le physicien français Hippolyte Fizeau (1819-1896), reprises par le physicien américain Albert A. Michelson (1852-1931) au début du xx^e siècle et développées notamment par les chercheurs de l'école française d'optique –, ont été largement utilisés par les premiers radioastronomes, mais il est incontestable que c'est Martin Ryle qui en a exploité toutes les possibilités. Le Mullard Radio Astronomy Observatory, qu'il a fondé et dirigé au sein du Cavendish Laboratory de l’université de Cambridge, a réalisé sur ses directives une grande variété d'interféromètres parfaitement adaptés à de nombreux aspects de l'observation radioastronomique. Vers 1959, Martin Ryle a conçu et construit ainsi le premier interféromètre à synthèse d'ouverture. En observant la même région du ciel avec des dispositions successives d'antennes couvrant toutes les distances mutuelles possibles à l'intérieur d'une certaine surface, cet instrument permet d'obtenir une véritable carte de cette région à haute résolution. On réalise ainsi l'équivalent d'un très grand radiotélescope dont les dimensions seraient égales aux plus grandes bases réalisées par l'interféromètre. En 1962, Martin Ryle proposait d'utiliser de surcroît la rotation de la Terre pour obtenir un déplacement apparent de la base de l'interféromètre vue du ciel. On réalise ainsi une synthèse complète avec une seule direction de la base, par exemple une voie ferrée est-ouest sur laquelle les différentes antennes de l'interféromètre peuvent occuper diverses positions. On doit alors observer la région étudiée du ciel pendant douze heures, chacune des antennes restant pointée vers cette région grâce à un mouvement mécanique. C'est ce que Martin Ryle a appelé l'interféromètre à supersynthèse d'ouverture. Le dernier interféromètre qu'il a réalisé selon ce principe à Cambridge a des antennes disposées sur une base de 5 kilomètres, avec des extensions jusqu'à 15 kilomètres, et a permis de cartographier des sources d'ondes radio avec des résolutions bien meilleures que 1 seconde d'angle.