Vue d'artiste du télescope géant de l'ESO (E-ELT), dont la construction a débuté au Chili. Cette observatoire, doté d'un miroir primaire de 39 mètres, sera installé au sommet du Cerro Armazones. Sa mise en service et ses premières lumières sont prévues en 2026. © ESO / L. Calçada / ACe Consortium
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ELT : qu'est-ce que c'est ?

DéfinitionClassé sous :télescope géant , E-ELT , télescope géant Magellan

Aujourd'hui, les télescopes terrestres optiques ont des miroirs de plus ou moins 10 mètres. Seul le South African Large Telescope dispose d'un miroir de plus de 10 m (11 m). 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. Parmi d'autres grands télescopes, on peut citer le GTC (Gran Telescopio Canarias) avec un miroir de 10,4 m de diamètre, ainsi que les Keck 1 et 2 dotés chacun d'un miroir 10 m de diamètre.

En mode interférométrique, des observatoires sont capables de créer des miroirs encore plus grand. C'est le cas du  VLT (Very Large Telescope) qui recrée l'équivalent d'un miroir de 16,4 m de diamètre et atteint le pouvoir de résolution d'un télescope de 200 m de diamètre, en combinant ses quatre unités de 8,2 m. Vient ensuite le LBT (Large Binocular Telescope), dont les deux miroirs combinés sont équivalents à un miroir de 11,8 m. Les Keck 1 et 2 sont également conçus pour fonctionner ensemble par interférométrie, permettant alors d'atteindre la résolution angulaire équivalente à celle d'un miroir de 85 mètres de diamètre.

Vue en coupe du futur télescope TMT de 30 mètres de diamètre (Thirty Meter Telescope) en cours de construction sur à Mauna Kea sur l'île d'Hawaï. © TMT Consortium, M3 Engineering

Les télescopes terrestres de prochaine génération sont d'ores et déjà en cours de construction et disposeront de miroirs encore plus de grands. De 30 à 40 mètres selon le projet. Initialement, ces futurs Extremely Large Telscopes (ELT) devaient être encore beaucoup plus grands avec des miroirs de 50 à mètres de diamètre ! Pour des raison de couts et de difficultés technologies, ces ELT gigantesques ne verront probablement jamais le jour sur Terre. Cependant, si l'un d'eux devait être construit, ils le sera sur la Lune et vraisemblablement installé sur la face caché.

Les miroirs de ces très grands télescopes ne sont évidemment pas construit d'un seul tenant. Il sont constitué d'une mosaïque de plusieurs segments. Cette segmentation est la seule technique connue aujourd'hui capable de réaliser un miroir primaire de plusieurs dizaines de mètres de diamètre.

Ainsi, le miroir primaire de 39 m du E-ELT de l'ESO, actuellement en cours de construction au Chili, sera constitué de 798 segments hexagonaux (petits miroirs de 1,4 m). En plus de ce miroir primaire, l'E-ELT se composera, d'un miroir secondaire de 4,2 m de diamètre, de deux autres miroirs plus petits de 3,8 m et 2,4 m puis d'un dernier de forme elliptique de 2,6 x 2,1 m. Autre exemple, le Thirty Meter Telescope International Observatory sera doté d'un miroir miroir de 30 mètres constitué de 492 segments de 1,4 m. Il sera également de deux autres miroirs dont le secondaire aura un diamètre de 3 m. Le troisième projet en cours de construction, est celui télescope géant Magellan. Sa conception diffère des deux autres. Plutot que de le doter d'un seul miroir, le consortium GTM ( Giant Magellan Telescope)  a opté pour un miroir principal constitué de sept miroirs de 8,4 m distincts. Ce télescope géant, dont la construction a également débuté sera capable de fournir une résolution spatiale équivalente à un miroir primaire de 24,5 m de diamètre et une surface collectrice équivalente à celle d'un miroir de 21,4 m.

Le télescope géant Magellan, en cours de construction sur le site de l'Observatoire de Las Campanas, au Chili. © GMTO Corporation, M3 Engineering

Des avancées considérables attendues dans tous les domaines de l'astronomie

Cette rupture technologique aura des implications considérables dans la recherche astronomique en raison de ces nouvelles capacités d'observations du ciel. Des avancées significatives sont attendues dans tous les domaines de l'astronomie, des objets du Système solaire jusqu'au fin fond de l'Univers observable !

Le principal objectif des télescopes géants est de voir les premières étoiles et galaxies qui se sont formées quelques centaines de millions d'années après le Big Bang (il y a 13,7 milliards d'années). C'est fondamental pour comprendre la formation et l'évolution des galaxies et de l'univers dans son ensemble. Ces premières étoiles que l'on suppose très massives, dites de population III, auraient brillé pendant un bref laps de temps (de l'ordre de un à quelques millions d'années chacune). Aujourd'hui disparues, elles sont peut-être à l'origine des sursauts gamma très lointains.

Concrètement, les astronomes seront en mesure de détecter et caractériser des exoplanètes de la taille de la Terre, d'étudier l'horizon des trous noirs, voir les premières galaxies et isoler les étoiles des galaxies bien au-delà de l'Amas local. Les astronomes espèrent ainsi étudier l'environnement des étoiles en formation et ouvrir de nouvelles fenêtres sur la sortie des Âges sombres, cette période de l'histoire de l'univers qui débute après la diffusion du rayonnement cosmique et avant la formation des premières structures lumineuses, à partir de 200 millions d'années après le Big-Bang. Les ELT seront capables d'observer les premiers objets de l'Univers, c'est-à-dire formées quelques cent millions d'années après le Big Bang et s'ils émettent dans les longueurs d'ondes du visible.

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