Dans le micro-ondes de votre cuisine, les aliments sont cuits (ou chauffés) en absorbant le rayonnement micro-ondes, qui est un rayonnement électromagnétique entre l'infrarouge (lointain) et la radio, dans le spectre électromagnétique. La région des micro-ondes est assez large et quelque peu vague, car le chevauchement avec la radio (à environ 1 mètre ou 300 MHz) n'est pas clair, ni le chevauchement avec la région submillimétrique (ou térahertz) (à environ 1 mm ou 300 GHz).
En astronomie, l'aspect de loin le plus connu du rayonnement micro-ondes est le fond cosmique micro-ondes (CMB), qui a un spectre de corps noir presque parfait, de 2,73 K; ce pic atteint environ 1,9 mm (160 GHz - le pic diffère lorsqu'il est mesuré en longueur d'onde, lorsqu'il est mesuré en fréquence).
Le détecteur de chevaux de bataille, en astronomie micro-ondes (et une grande partie de la radioastronomie, en général), est le radiomètre, dont le fonctionnement est décrit en détail sur cette page Web NRAO (National Radio Astronomy Observatory). Le type particulier de radiomètre que Penzias et Wilson ont utilisé dans leur découverte du CMB (à 7,35 cm, bien loin du pic du CMB) était un radiomètre Dicke, conçu par Robert Dicke (pour rechercher le CMB!). Et ce sont six radiomètres micro-ondes différentiels à bord du Cosmic Background Explorer (COBE) qui ont détecté pour la première fois l'anisotropie du CMB, établissant fermement le CMB comme la surface hautement décalée vers le rouge de la dernière diffusion (lorsque la matière baryonique et les photons se sont découplés).
La région des micro-ondes, en particulier l'extrémité courte (millimétrique), est une région riche pour l'astrophysique, permettant l'étude de la formation et de l'évolution des galaxies, de la naissance des systèmes stellaire et planétaire, de la composition des atmosphères du corps du système solaire, en plus du CMB. Il existe déjà plusieurs observatoires - de nombreux consortiums - actifs dans ces domaines; par exemple CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy), et ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array)… les astronomes adorent les acronymes! (et non, ce n'est pas un acronyme).
Un nouveau type d'observatoire astronomique à micro-ondes a récemment commencé à faire des observations, le Allen Telescope Array, qui fournit une couverture de fréquence instantanée de 500 MHz à 11 GHz (parmi de nombreuses autres premières). À bien des égards, cela sert de démonstrateur technologique pour le réseau kilométrique carré beaucoup plus ambitieux.
Certaines des nombreuses histoires de Space Magazine sur l'astronomie des micro-ondes portent sur le sondage de la structure à grande échelle de l'univers, l'annihilation de la matière noire au centre de la voie lactée et l'eau la plus ancienne et la plus éloignée de l'univers détecté.
Entre eux, les épisodes de Astronomy Cast Radio Astronomy et Submillimeter Astronomy expliquent bien l'astronomie des micro-ondes!
Sources:
http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/Radiometer.html
http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/
http://www.mmarray.org/
http://www.almaobservatory.org/
http://www.seti.org/ata
http://www.skatelescope.org/
http://en.wikipedia.org/wiki/Microwave
