L’équipe internationale DOTSS-21, comprenant des chercheurs français de l’Observatoire de Paris - PSL et de l’ENS - PSL et néerlandais (Institut astronomique Kapteyn, ASTRON), a remporté la troisième édition du SKA Data Challenge (partie A) organisé par l’Observatoire SKA (SKAO). Ces défis visent à préparer la communauté scientifique à l’analyse des observations du futur radiotélescope géant Square Kilometre Array (SKA).
Ce troisième défi, auquel se sont confrontées 33 équipes de 16 pays différents, visait à analyser un vaste jeu de données simulant l’un des objectifs clés du futur radiotélescope SKA (Square Kilometre Array) : l’observation de l’Époque de la Réionisation, une phase clé de l’évolution de l’Univers où le gaz neutre a été ionisé par les premières étoiles et galaxies.
Le challenge consistait à extraire le très faible signal de l’hydrogène neutre (la raie à 21 cm) des émissions beaucoup plus intenses des objets astronomiques au premier plan, un peu comme tenter de percevoir un murmure au milieu d’un concert bruyant.
Pour relever ce défi, l’équipe lauréate DOTSS-21 a utilisé une combinaison de techniques innovantes, dont une méthode d’apprentissage automatique (ML-GPR) développée dans le cadre des collaborations LOFAR-EoR et NenuFAR Cosmic Dawn. Cette méthode a permis d’extraire avec précision le signal cosmologique de l’hydrogène, en dépit de la présence d’émissions parasites bien plus lumineuses.
En s’appuyant sur un cluster de calcul puissant, l’équipe a pu traiter 7,5 To de données pour extraire les fluctuations de ce signal simulant l’Univers tel qu’il était, il y a des milliards d’années.
Ce succès ouvre des perspectives enthousiasmantes pour l’analyse des futures données du SKA, dont les premières observations sont attendues vers 2030.
Il démontre que les méthodes développées par ces équipes sont prêtes à relever les défis de l’exploitation des données du SKA et à isoler le signal de 21 cm de la Réionisation. Les espoirs sont permis pour une telle détection qui serait une avancée majeure en astrophysique, permettant de remonter aux origines des premières structures de l’Univers et de comprendre les processus qui ont conduit à sa réionisation.
Laboratoire impliqué
- Laboratoire d’étude du rayonnement et de la matière en astrophysique et atmosphères (LERMA - Observatoire de Paris - PSL)
- Tutelles : Observatoire de Paris - PSL / CNRS / Sorbonne Univ / CY Cergy Paris Univ
