Des travaux, dont les résultats sont publiés sous forme d'une série de 26 articles dans un numéro spécial de la revue Astronomy & Astrophysics, ont permis la réalisation du premier volet d’une immense carte du ciel de l’Univers distant, obtenue grâce au radiotélescope Low Frequency Array (LOFAR), qui révèle des centaines de milliers de galaxies jusqu’ici inconnues et apporte un éclairage nouveau sur des domaines de recherche tels que la physique des trous noirs et l’évolution des amas de galaxies.

Rappelons tout d'abord que «LOFAR est l’un des plus grands radiotélescopes du monde», qui «consiste en un réseau de cent mille antennes réparties en Europe» [«La partie française du réseau est implantée à Nançay, dans le Cher, au sein de la station de radioastronomie de l’Observatoire de Paris (Observatoire de Paris - PSL / CNRS / Université d’Orléans).»]. Exploité par ASTRON aux Pays-Bas, il opère «à très basses fréquences (entre 10 et 250 mégahertz) dans un domaine d’énergie essentiellement inexploré».

Relevons aussi que «LOFAR génère des quantités de données faramineuses» de sorte que «faire une image en utilisant ce réseau d’antennes consiste à inverser un immense système composé de milliards d’équations». Au bout du compte, «dans cette première carte du ciel radio délivrée par LOFAR (baptisée 'relevé LoTSS')» ici présentée, «seulement 2,5% de l’hémisphère nord sont rendus publics», mais «cette portion contient déjà plus de trois cent mille objets astrophysiques détectés: 90% d’entre eux étaient jusqu’ici inconnus».

Notons que «ces sources de rayonnement radio sont si distantes que leur lumière a voyagé des milliards d’années avant d’atteindre les antennes de LOFAR». Du fait que «le rayonnement radio de basse énergie est émis par des particules chargées ultra-énergétiques qui sont freinées par la présence de champs magnétiques», une «très grande majorité de cette lumière est émise par des processus énergétiques et parfois violents».

Par exemple, LOFAR dévoile «que les trous noirs supermassifs associés aux galaxies les plus massives sont toujours actifs, et que de la matière tombe sans cesse en leur intérieur depuis des milliards d’années». Les images produites par LOFAR permettent aussi d’analyser «comment les trous-noirs bouleversent périodiquement la dynamique du milieu intergalactique».

En fait, «les amas de galaxies (qui contiennent des centaines ou des milliers de galaxies) en entrant en collision, génèrent des émissions radio qui peuvent s’étendre sur des millions d’années-lumière». Comme ces émissions, qui «constituent un moyen unique d’étude de la dynamique de la structure à grande échelle de l’Univers» sont «observées en abondance avec LOFAR», celui-ci véritablement «ouvre une nouvelle fenêtre observationnelle sur l’Univers lointain».

A terme, ces travaux, qui, aujourd'hui,«portent sur seulement les deux premiers pourcents de la carte du ciel», ont pour objectif la création d'images «sensibles et à haute résolution de l’ensemble du ciel de l’hémisphère nord, qui révéleront au total 15 millions de sources radio». Concrètement, «quelques années seront nécessaires pour exploiter pleinement les 48 pétaoctets de données au total, soit l’équivalent d’une pile de DVD d’une hauteur de presque 40 tours Eiffel» et «l'image finale devrait être obtenue à l’horizon 2024».

En fin de compte, «ce domaine d’énergie étant essentiellement inexploré, l’impact scientifique de ce grand relevé reste difficile à mesurer».