Neptune obtenue avec l’optique adaptative en mode Champ étroit qui équipe l’instrument Muse sur le Very Large Telescope de l’ESO. L’image corrigée est dotée d’une meilleure résolution que la même image acquise par le télescope spatial Hubble, pourtant situé au-dessus de l'atmosphère terrestre. © ESO, P. Weilbacher

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Neptune : une image inédite grâce à la tomographie laser !

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On pourrait penser que cette image de la planète a été acquise par le télescope spatial Hubble. Et bien non. Nous la devons au Very Large Télescope de l'ESO, le VLT, qui utilise un nouveau dispositif d'optique adaptative et génère des images d'une très grande définition. Cette optique adoptive, basée sur la tomographie laser, vient de réaliser ses premières lumières en observant plusieurs objets du ciel dont Neptune. 

Les techniques d'observation du ciel depuis la Terre s'améliorent. Avec la mise en service d'un tout nouveau dispositif d'optique adaptative basé sur la tomographie laser, il devient dès lors possible de capturer, depuis le VLT et dans le domaine visible, des images dotées d'une définition supérieure à celles des images acquises par le télescope spatial Hubble. L'optique adaptative est une technique permettant de compenser l'effet de flou généré par l'atmosphère terrestre, un problème d'envergure rencontré par l'ensemble des télescopes opérant depuis le sol.

Cette technique consiste à sonder l'état de l'atmosphère au-dessus d'un télescope pour estimer l'effet de la turbulence sur la lumière des astres à observer. La lumière collectée par le miroir principal du télescope passe ensuite à travers un système optique qui peut contenir un second miroir déformable. Grâce à un système informatique rapide travaillant en temps réel, il est possible d'adapter cette correction à la mesure de la turbulence, de manière à ce que le télescope restitue, jusqu'à un certain point, l'image que l'on obtiendrait si le télescope était en dehors de l'atmosphère.

Ce montage permet de se rendre compte de l'intérêt d'utiliser l'optique adaptative pour observer le ciel. À gauche, Neptune observée avec optique adaptative tandis que la partie droite de l'image à été observée sans. © ESO, P. Weilbacher

En observant Neptune avec l'instrument Muse (explorateur spectroscopique doté de plusieurs unités) qui équipe le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO couplé à cette optique adaptative baptisée Galacsi, le VLT s'est donc affranchi des effets de la turbulence atmosphère. Il a atteint sa limite théorique de netteté de l'image. Une limite théorique fixée par la taille de son miroir, en l'occurence les huit mètres de diamètre du télescope UT4 (le VLT compte quatre télescopes de cette taille).

Résultat, l'observatoire a acquis un cliché de Neptune avec une meilleure définition qu'aurait pu le faire le télescope spatial Hubble. Cette image n'a pas seulement un intérêt artistique. Pour Muse et ses 24 spectrographes qui fonctionnent dans la lumière visible et permettent d'étudier les propriétés des différentes parties d'un objet et de déterminer la composition chimique ainsi que les propriétés physiques des différentes régions de l'objet étudié, il est ainsi possible de sonder l'atmosphère en obtenant des informations notamment sur sa température et sa composition chimique.

Dorénavant, les astronomes peuvent étudier, dans les moindres détails, de nombreux objets tels que des trous noirs supermassifs situés au centre de galaxies lointaines, des jets issus de jeunes étoiles, des amas globulaires, des supernovae, des planètes du Système solaire ainsi que leurs satellites.

  • Neptune est observée depuis le sol bien mieux que ne le ferait le télescope spatial Hubble.
  • Une performance remarquable que l'on doit à la mise en service d'une nouvelle optique adaptative basée sur la tomographie laser, au VLT.
  • Cette image a été acquise en utilisant l'instrument Muse, doté de 24 spectrographes, couplé à cette optique adaptative.
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