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La génération des très grands télescopes : Hubble à l'âge de pierre ?

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Aujourd'hui, les télescopes terrestres optiques ont des miroirs d'un peu moins de 10 m. Seul le South African Large Telescope dispose d'un miroir de plus de 10 m (11 m), sa construction doit s'achever en novembre 2005. Cette génération de télescopes a pris son essor en 1948 avec la mise en service d'un télescope de 5 m sur le Mont Palomar en 1948. Depuis, les astronomes n'ont jamais cessé d'agrandir leurs miroirs pour collecter toujours plus de lumière. Aujourd'hui, les plus grands miroirs en service sont ceux des deux télescopes américains de 9,82 m de l'observatoire Keck, placés au sommet du Mauna Kea.

Les miroirs hexagonaux des télescopes Keck

La prochaine génération de télescopes est en marche. La fondation Gordon et Betty Moore a octroyé près de 17,5 millions de dollars à la California Institute of Technology et son partenaire, l'Université de Californie, afin d'effectuer une étude détaillée de faisabilité sur la construction d'un télescope de 30 mètres (TMT). Il ne s'agit là que d'une étape intermédiaire à l'avènement des Extremely Large Telescopes (ELT), des télescopes aux miroirs gigantesques, de 50 à 100 m de diamètre !

Cette rupture technologique pourrait avoir des implications considérables dans la recherche astronomique en raison de ces nouvelles capacités d'observations du ciel nocturne. Des avancées significatives sont attendues dans ce domaine. Un télescope de 100 m de diamètre serait en mesure de voir des objets avec une résolution trois fois supérieure à celle du Télescope spatial Hubble. Enfin, avec des possibilités de système d'optique adaptative l'observation de l'Univers lointain.

Une équipe d'une centaine d'astronomes a récemment planché pendant plus de 4 ans sur ce que pourrait être la science avec de tels instruments. A ne pas en douter, les ELT révolutionneront nos connaissances et tous les aspects de l'astronomie sont concernés, du Système Solaire jusqu'au fin fond de l'Univers observable. Dans le cas du Système solaire, les ELT seront capables de produire des images aussi fines que celles permises par les sondes planétaires.

Les astronomes s'attendent à des découvertes qu'ils ne sont pas en mesure de prévoir aujourd'hui. Ils pensent, par exemple, qu'ils sera possible de trouver des planètes autour d'autres étoiles mais surtout d'identifier des exoplanètes de type terrestre, aux habitats similaires en détectant des traces d'eau, d'oxygène et de méthane. De nombreux mystères seraient ainsi résolus. On pense à la problématique des trous noirs (nature) la formation des galaxies, et la matière noire, un des problèmes majeurs de l'astronomie. Un ELT serait tout à fait capable d'observer les premières galaxies, c'est-à-dire formées quelques cent millions d'années après le Big Bang et voir l'explosion des première supernovae, survenues il y a plus de 10 milliards d'années.

Bref, les découvertes les plus passionnantes ne peuvent même pas être prévues, même envisagées.

Reste à savoir s'il serait possible de construire un tel télescope. Des études exploratoires en cours sont encourageantes, suggérant qu'un télescope de 50 à 100 m pourrait être construit dans un délai de 10 à 15 ans pour un coût d'environ 1 milliard d'euros. Bien évidemment, il ne s'agira pas de construire un miroir primaire d'un seul tenant mais constitué d'une mosaïque de plusieurs éléments. Cette segmentation est la seule technique connue aujourd'hui capable de réaliser un miroir primaire de très grande taille.

D'ores et déjà, une étude de projet voit le jour en Europe. Elle vise à développer la technologie nécessaire pour construire un tel télescope. L'Union Européenne lui a attribué 8 millions d'euros et des fonds provenant de l'ESO, d'Universités et Instituts européens.

L'observatoire W.M. Keck Observatory

Les deux télescopes américains de 9,82 m placés au sommet du Mauna Kea, à 4150 m d'altitude, sur la grande île de Hawaii, observent l'Univers depuis 1996 tant dans le visible que dans le proche infrarouge. Il s'agit des plus grands télescopes fonctionnant dans l'infrarouge au monde et ils sont équipés d'un système d'optique adaptative qui corrige en temps réel la turbulence causée par l'atmosphère terrestre. Les miroirs sont composés de 36 segments hexagonaux. Chacun des télescopes est équipé d'une monture azimutale pilotée par ordinateur. Les deux coupoles sont séparées de 85 m : cela autorise leur utilisation en mode interférométrique.

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