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Le télescope géant européen VLT poursuit sa cure de jouvence au Chili

Publié le 17 mai 2014 par Blanchemanche
Le télescope géant européen VLT poursuit sa cure de jouvence au Chili

VIDÉOS - Deux instruments innovants viennent d'être installés sur le Very Large Telescope de l'ESO, au sommet du mont Paranal.

Si ce n'était la couleur du ciel, un bleu azur immaculé, on pourrait se croire sur Mars: ni eau, ni vie, mais une myriade de petites pierres anguleuses éparpillées sur une terre rouge, vallonnée et poussiéreuse. Au pied de ces «collines» andines du désert chilien d'Atacama, l'un des endroits les plus arides au monde, une mer de nuages recouvre l'océan Pacifique, situé à une dizaine de kilomètres seulement. Dans ce décor insolite et grandiose, le Cerro Paranal, une montagne décapitée par l'homme accueille à 2 600 m d'altitude l'un des équipements astronomiques les plus perfectionnés au monde: le Very Large Telescope (VLT).Les quatre «lunettes» de huit mètres de diamètre posées sur ce plateau artificiel sont cachées dans des coupoles rectangulaires climatisées qui s'ouvrent, la nuit tombée, dans un silence religieux. Lorsqu'elles fonctionnent ensemble, ce qui est rare, les quatre unités forment le plus puissant télescope au monde (l'équivalent d'un miroir de 120 m). Avant la mise en service l'année dernière du réseau Alma, constitué de 66 radiotélescopes perchés non loin de là à plus de 5000 m, le VLT était le fer de lance de l'Observatoire européen austral (ESO). Même la résidence du personnel, véritable oasis végétale et architecturale construite 200 m plus bas à flanc de colline, excite l'imagination (elle servit de décor à un film de James Bond sorti en 2008, Quantum of Solace).

La concurrence s'intensifie

Mais «l'observatoire le plus productif au monde» devant Hubble, selon l'ESO, commence à vieillir. Il fonctionne encore parfaitement, mais la concurrence se fait plus rude: aux deux télescopes Keck américains (10 m) entrés en service peu avant le VLT se sont ajoutés, entre autres, le Gran Telescopio Canarias (10,4 m), le Large Binocular Telescope (2 fois 9,4 m) ou les jumeaux Gemini (8,1 m au Chili et à Hawaï). Tous ces appareils sont équipés de détecteurs de lumière sophistiqués qui viennent faire de l'ombre au vénérable VLT. Et comme l'E-ELT, le projet européen de télescope monumental de 40 m dont on aperçoit les prémices du chantier en face du Cerro Paranal, ne sera pas prêt avant dix ans…L'urgence n'est pas absolue (les astronomes du monde entier demandent encore environ quatre fois plus de temps d'observation qu'il n'y en a de disponible), mais le temps est venu de faire évoluer les équipements. Après la mise en service du premier instrument de seconde génération, K-MOS, fin 2012, deux nouveaux appareils, dont la conception a été confiée à des équipes françaises, ont été installés ces derniers mois. Le dernier en date, Sphere, conçu pour prendre en photo des exoplanètes (voir encadré) a enregistré sa «première lumière» dans la nuit de dimanche à lundi.
«Muse fournit un cube d'images dans lequel on peut se promener»Roland Bacon, responsable princpal de l'instrument Muse

Le second, Muse, a ouvert les yeux sur le ciel en mars. Et il fournit déjà des données d'une qualité inespérée. «C'est un vrai miracle, se réjouit Ferdinando Patat, responsable des programmes d'observations de l'ESO. C'est un instrument d'une rare complexité qui a immédiatement fonctionné.» Car Muse ne réalise pas une simple image: il la découpe en 90 000 petits bouts et mesure pour chacun de ces «pixels» les différentes «couleurs» des photons récoltés. Un appareil photo numérique fait un peu la même chose en capturant distinctement le rouge, le vert et le bleu. Mais Muse est incroyablement plus précis: il distingue en chaque point de l'image 4 000 longueurs d'onde - ou couleurs - différentes, du proche ultraviolet au proche infrarouge, établissant un spectre sur chaque pixel. «On se retrouve instantanément avec un cliché pour chaque longueur d'onde, soit une sorte de cube de 4 000 images de 90 000 pixels dans lequel on peut se promener», explique dans un sourire Roland Bacon, directeur de recherche CNRS au Centre de recherche astrophysique de Lyon et responsable principal de l'instrument.Ce mille-feuille est une véritable aubaine pour les astrophysiciens. «Plus une nébuleuse, une étoile ou une galaxie est lointaine, plus elle s'éloigne vite et plus la lumière qui nous parvient se décale vers le rouge», rappelle Thierry Contini, chercheur CNRS au laboratoire d'astrophysique de Toulouse-Tarbes et responsable adjoint du projet Muse. «Les raies caractéristiques émises par le rayonnement de l'hydrogène ou de l'oxygène par exemple se déplacent en fonction de la distance de l'objet observé.» Avec Muse, on peut ainsi faire la distinction en un coup d'œil entre une étoile de premier plan et une galaxie lointaine, mais aussi «voir» à travers des galaxies ou des nuages de gaz.



Avec l'excitation de jeunes enfants qui ouvrent leurs cadeaux de Noël, Thierry Contini et Roland Bacon présentent, dans l'ambiance feutrée de la salle de contrôle du télescope, située à une centaine de mètres des coupoles, des résultats obtenus la veille. «Nous regardions simplement cette nébuleuse planétaire (en forme de pissenlit, NDLR) bien connue pour faire des tests», expliquent-ils en montrant sur leur écran les données brutes de Muse. «Nous avons braqué le télescope seulement deux minutes sur cet objet. Comme prévu, à certaines longueurs d'onde, la nébuleuse devient transparente. Puis, dans une autre partie du spectre, une grande tache apparaît, correspondant à une raie d'hydrogène beaucoup plus lointaine. C'est en fait une galaxie d'arrière-plan qui n'avait jamais pu être observée avant!»Des instruments similaires avaient déjà vu le jour, mais Muse constitue de l'avis de tous les spécialistes un saut quantitatif et qualitatif majeur. Pour Roland Bacon, il s'agit même «d'un changement de paradigme». «Avant, quand on voulait étudier un objet, on le pointait et on faisait un spectre. Maintenant, on prend un bout de ciel, on le quadrille intégralement et on attend de voir ce que l'on trouve. Avec Muse, les astronomes vont devenir des explorateurs.» Tout simplement.

Sphere ou comment prendre en photo des exoplanètes

À ce jour, plus de 1 700 planètes ont été détectées en dehors du Système solaire, mais seules quelques-unes ont été observées directement. «C'estune opération délicate», nous explique Thierry Fusco, chercheur à l'Onera,sur les hauteurs de l'Observatoire de Paranal. «Cela revient à discerner depuis Paris une flamme de bougie situéeà 50 cm d'un phare maritime à Marseille.»L'instrument de deuxième génération Sphere, installé le mois dernier sur le VLT, veut justement relever ce défi. Pour cela, il doit commencer par capter une image très nette de l'étoile parente. «On utilise un miroir qui se déforme plus de 1 200 fois par seconde pour compenser les défauts induits par les turbulences de l'atmosphère», explique ce spécialiste de l'optique adaptative. Il faut ensuite masquer l'étoile pour faire ressortir la lumière provenant de la seule planète.«Mais cela ne suffit pas», prévient Jean-Luc Beuzit, directeur de recherche CNRS et responsable principal de l'instrument. «On reçoit tellement peu de photons qu'il a fallu créer un détecteur qui ne produise aucun bruit parasite. C'étaitun immense challenge technique.»Les premières nuits d'observation sont très encourageantes. Dans le meilleur des cas, les chercheurs pourraient débusquer leur première exoplanète avant la fin du mois. Ce ne pourra être qu'une géante gazeuse puisque Sphere n'a malheureusement pas la sensibilité requise pour débusquer des planètes rocheuses de la taille de la Terre.

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