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.
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En 2021, le désertdésert d'Atacama, au Chili, comptera un télescopetélescope 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 constructionconstruction. Ce télescope de six mètres de diamètre sera capable de cartographier le ciel à des longueurs d'ondelongueurs 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'universunivers, 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 BangBig Bang, s'est complètement réionisé, devenant progressivement transparenttransparent, entre 150 millions et un milliard d'années plus tard. L'origine des photonsphotons responsables de cette réionisationréionisation 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 astronomesastronomes pourront aussi effectuer des mesures directes des mouvementsmouvements des amas de galaxiesamas de galaxies sous l'influence de la matière noirematière noire et de l'énergie noireénergie noire. Plus près de nous, ce télescope sera en mesure d'expliciter de façon détaillée la physiquephysique de la formation des étoilesétoiles dans la Voie lactéeVoie lactée.

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

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'atmosphèreatmosphère au-dessus de cette région permet aux ondes radioradio 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'airair 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'infrarougeinfrarouge lointain et le submillimétrique.