Lorsqu’ils parlent de résolution, les astronomes savent que la taille est déterminante. Pour distinguer les contours extrêmement fins de l’horizon des événements d’un trou noir supermassif ou cartographier la structure complexe des jets relativistes émis par des noyaux actifs de galaxies (AGN) lointains, il faut un télescope de la taille d’un continent. Grâce à l’interférométrie à très longue base (VLBI — Very Long Baseline Interferometry), une technique qui permet de relier des radiotélescopes géographiquement éloignés afin qu’ils fonctionnent comme une seule et gigantesque ouverture virtuelle, les astronomes atteignent régulièrement une telle échelle synthétique.
Pourtant, depuis plusieurs décennies, la radioastronomie mondiale souffre d’un important angle mort géographique. L’hémisphère Nord dispose de réseaux interférométriques denses et très développés, tels que l’European VLBI Network (EVN) et le Very Long Baseline Array (VLBA) en Amérique du Nord. Dans l’hémisphère Sud, en revanche, la couverture des lignes de base reste limitée. Avec l’arrivée de la nouvelle génération de radiotélescopes, notamment le Square Kilometre Array (SKA), cette situation est toutefois sur le point de changer.
Un projet particulièrement prometteur, publié par Emmanuel K. Bempong-Manful et un consortium international de plus de 30 chercheurs sous le titre « Extending the SKA Across Africa: The Case for a Continental African VLBI Network », propose une vision transformatrice. Les auteurs soutiennent que pour véritablement jouer un rôle de premier plan mondial dans la radioastronomie à haute résolution, il ne suffit pas de construire le cœur du SKA en Afrique du Sud et en Australie. Il faut également tisser un « bras africain » constitué de radiotélescopes interconnectés et répartis sur l’ensemble du continent africain.
Combler le déficit : géométrie et résolution
En interférométrie radio, la qualité des images dépend de la couverture du plan (u,v) — le schéma d’échantillonnage spatial généré par les différentes paires de télescopes lorsque la Terre tourne. En l’absence de longues lignes de base nord-sud et de liaisons intermédiaires traversant le continent, les images radio synthétiques souffrent de fonctions d’étalement du point (point-spread functions) déformées — sous la forme de faisceaux elliptiques — ainsi que d’importantes lacunes spatiales. Cela limite la plage dynamique des observations et la capacité à détecter des structures présentant plusieurs échelles.
Actuellement, le VLBI astronomique opérationnel en Afrique repose principalement sur le Hartebeesthoek Radio Astronomy Observatory (HartRAO), en Afrique du Sud, ainsi que sur le radiotélescope de 32 mètres de l’Observatoire de radioastronomie du Ghana (GRAO), à Kuntunse, récemment converti à partir d’une antenne de télécommunications.
En installant stratégiquement des antennes de type SKA-Mid supplémentaires ou en convertissant des antennes paraboliques de télécommunications réparties à travers le continent africain, le réseau africain de VLBI (AVN) proposé permettrait de créer des géométries de lignes de base extrêmement étendues, offrant notamment :
- Une ligne de base continentale maximale : environ 9 000 km entre Rabat, au Maroc, et Cassis, à Maurice.
- Un gain en résolution angulaire : à fréquences d’observation équivalentes, cette ligne de base continentale permettrait d’obtenir une résolution de synthèse environ 10 % supérieure à celle du Very Large Array de nouvelle génération (ngVLA) prévu en Amérique du Nord.
- Une synergie mondiale : la connexion des longues lignes de base africaines aux stations européennes, est-asiatiques et sud-américaines créerait une véritable grille mondiale de lignes de base homogène, renforçant les capacités d’imagerie à l’échelle du microarcseconde dans le monde entier.
Une science transformatrice à toutes les échelles cosmiques
Fonctionnant en tandem avec le réseau central SKA-Mid, un réseau VLBI couvrant l’ensemble de l’Afrique ouvrirait des perspectives observationnelles inédites, notamment :
Imagerie haute fidélité des trous noirs
Alors que l’Event Horizon Telescope (EHT) fonctionne à des longueurs d’onde millimétriques afin de capturer les ombres des horizons des événements, un réseau VLBI opérant à des longueurs d’onde centimétriques à travers l’Afrique fournirait le chaînon manquant pour cartographier les jets relativistes étendus, les flux d’accrétion et les configurations des champs magnétiques au sein des noyaux actifs de galaxies.
Précision astrométrique et phénomènes transitoires
Alors que l’astronomie temporelle entre dans une nouvelle ère — portée notamment par les alertes multimessagers provenant des détecteurs d’ondes gravitationnelles et des relevés optiques synoptiques —, l’AVN fournirait la résolution offerte par les longues lignes de base nécessaire pour localiser des phénomènes transitoires tels que les sursauts radio rapides (FRB) et les émissions tardives des sursauts gamma (GRB) jusque dans des sous-régions précises de leurs galaxies hôtes.
Au-delà de l’astronomie : capital humain et innovation durable
L’un des arguments les plus importants de l’article est que le réseau africain de VLBI serait bien plus qu’un instrument scientifique : il constituerait un moteur de souveraineté scientifique continentale et de développement technologique.
La construction, la modernisation et la maintenance de récepteurs cryogéniques, de systèmes numériques de traitement de signaux à haute vitesse, de références temporelles fondées sur des horloges atomiques — notamment les masers à hydrogène — ainsi que de chaînes de traitement de données à l’échelle du pétaoctet dans plusieurs pays nécessiteraient le développement de compétences techniques locales.
Des initiatives telles que le programme DARA (Development in Africa with Radio Astronomy) ont déjà démontré que la radioastronomie peut constituer une porte d’entrée vers la formation de jeunes scientifiques dans des domaines tels que l’analyse de données massives (big data), l’ingénierie logicielle, l’apprentissage automatique (machine learning) et le calcul haute performance (HPC).
La feuille de route proposée par Bempong-Manful et ses collaborateurs établit une progression durable : dans un premier temps, convertir des antennes de télécommunications satellitaires redondantes d’environ 30 mètres de diamètre ; puis, à plus long terme, déployer progressivement des antennes dédiées de type SKA-Mid à travers le continent.
En transformant l’étendue géographique de l’Afrique en un atout pour l’astronomie mondiale, l’AVN pourrait redéfinir le rôle du continent dans la recherche fondamentale — en veillant à ce que les institutions africaines ne se contentent pas d’accueillir des infrastructures scientifiques internationales, mais qu’elles prennent également la tête des recherches scientifiques qui façonnent notre compréhension de l’Univers.
Vue d’ensemble des sites actuellement disponibles et potentiels pour le réseau continental africain de VLBI proposé, ainsi que des autres antennes prévues ou actuellement opérationnelles. Ces emplacements illustrent une configuration possible d’un futur réseau continental africain de VLBI, avec une longueur de ligne de base maximale entre le Maroc et Maurice. (Adapté de Bempong-Manful et al., 2026.)
Article écrit par :
Emmanuel Bempong-Manful
Traduit par :
Prudence AYIVI
