Vue conceptuelle du Cerro Chajnantor Atacama Telescope-prime (CCAT-p). Sa mise en service est prévue au début de la décennie prochaine. © Consortium CCAT-P

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Un nouveau télescope dans le désert d'Atacama pour sonder la jeunesse de l'univers

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En 2021, le Cerro Chajnantor Atacama Telescope-prime (CCAT-p), un télescope terrestre de six mètres de diamètre, scrutera l'univers dans les domaines submillimétrique et millimétrique. Son objectif : mieux comprendre l'histoire de la formation de l'univers. Le consortium international en charge de sa réalisation vient d'annoncer le début de sa construction au Chili. CCAT-p s'inscrit dans la continuité des recherches entreprises avec le voisin Alma (ESO) et le télescope spatial Herschel.

  • Un consortium américain, allemand et canadien lance la construction du Cerro Chajnantor Atacama Telescope-prime (CCAT-p).
  • Le télescope sondera l’enfance de l’univers dans les longueurs d’onde submillimétrique et millimétrique.
  • Comme son nom l’indique, il sera installé sur le Cerro Chajnantor, dans le désert de l’Atacama, non loin d’Alma.

En 2021, le désert d'Atacama, au Chili, comptera un télescope de plus. En effet, le consortium d'établissements universitaires allemands, américains et canadiens dirigé par l'université Cornell en charge du Cerro Chajnantor Atacama Telescope-prime (CCAT-p) vient d'annoncer le début de sa construction. Ce télescope de six mètres de diamètre sera capable de cartographier le ciel à des longueurs d'onde submillimétriques et millimétriques. Le projet initial prévoyait un télescope de... 25 mètres !

Lorsqu'il sera en service, il donnera un aperçu inédit sur l'histoire de la formation et de l'évolution de l'univers, notamment lors de ses premiers instants. Il étudiera en particulier la période mal connue où l'univers, complètement neutre et opaque, 380.000 ans environ après le Big Bang, s'est complètement réionisé, devenant progressivement transparent, entre 150 millions et un milliard d'années plus tard. L'origine des photons responsables de cette réionisation n'a pas encore été identifiée. Aussi, mieux comprendre cet évènement permettra de sonder l'univers très jeune et d'étudier les premiers objets « lumineux » qui l'ont éclairé il y a environ 13 milliards d'années.

Le CCAT-p sera également utilisé pour améliorer les mesures des signaux polarisés susceptibles de contenir des indices au moment de l'inflation cosmique, seulement 10-35 seconde après le Big Bang. Les astronomes pourront aussi effectuer des mesures directes des mouvements des amas de galaxies sous l'influence de la matière noire et de l'énergie noire. Plus près de nous, ce télescope sera en mesure d'expliciter de façon détaillée la physique de la formation des étoiles dans la Voie lactée.

Les principales étapes de l'histoire de la formation et de l'évolution de l'Univers. © Nasa, CXC, M. Weiss

Un site qui n’a évidemment pas été choisi au hasard

Ce futur télescope sera situé près du sommet du Cerro Chajnantor, à quelque 5.600 mètres d'altitude et pas très loin du réseau Alma de 66 d'antennes millimétrique-submillimétrique (à 5.000 mètres d'altitude sur le plateau du même nom).

Ce site a la particularité d'être très sec. Il y pleut moins de 10 mm par an et c'est exactement ce que recherchent les astronomes qui sondent le cosmos dans les longueurs d'onde du millimétrique et du submillimétrique. Cette rareté de l'eau dans l'atmosphère au-dessus de cette région permet aux ondes radio de la traverser avec très peu de distorsion et d'atténuation. Dans le cas contraire, les signaux radio seraient absorbés avant d'atteindre les antennes, ce qui en dégraderait la qualité ou les rendrait même impossibles.

Les observations dans ces deux domaines sont en effet relativement difficiles à réaliser du fait de la présence de l'atmosphère. Pour minimiser ses effets néfastes, il faut réduire au maximum la colonne d'air humide qui se trouve entre le télescope et la source. Cela implique de construire les grands observatoires en altitude dans des milieux extrêmement secs. Le désert d'Atacama est l'un des trois sites au monde qui autorisent des observations de bonne qualité dans l'infrarouge lointain et le submillimétrique.

Interview : quelle est la plus grande découverte astronomique des dernières années ?  Les dernières décennies ont été riches en découvertes astronomiques. Mais quelle est celle que l'on pourrait qualifier de plus importante ou de plus surprenante ? C'est la question que Futura-Sciences a posée à Jean-Pierre Luminet, astrophysicien de renom. Réponse de ce cosmologiste : pour lui, c'est l'accélération de l’expansion de l’Univers.