Certains télescopes récents et/ou à venir sont vraiment exceptionnels. Les nations se sont lancées dans une course à la performance et au gigantisme. Cette situation n’est pas le fait de mauvaises raisons de propagande politique comme au temps de la guerre froide; d’ailleurs les projets sont presque toujours collectifs et internationaux en raison des budgets à mettre en œuvre.
L’Europe et les États-Unis sont en tête dans ces projets “astronomiques” mais même quand on parle de projets européens, d’autres pays y sont associés, au coup-par-coup, tels le Japon, le Brésil, le Canada, etc. Ces projets sont européens au niveau de la conception et de la réalisation mais les budgets vont au-delà de cette limitation géographique. Cela montre aussi, et c’est rassurant, qu’il ne s’agit pas d’être les meilleurs ou les premiers, mais qu’une réelle coopération internationale règne en astronomie. C’est même devenu indispensable quand on considère, par exemple, que le budget prévisionnel du futur ELT européen de 39 mètres au Chili est de près de 1,1 milliard d’euros (et on sait que les budgets initiaux sont souvent dépassés).
Nous allons donc voir, en trois parties, ces télescopes extraordinaires :
1) Ceux de l’Europe au Chili
2) Les autres télescopes terrestres
3) Les radio-télescopes et télescopes en ondes sub-millimétriques
3) Les télescopes dans l’espace
4) Le JWST, James Webb Space Telescope
Une autre catégorie de télescopes, très rare et très exceptionnelle, existe aussi, mais elle ne fera pas l’objet d’une longue explication : ce sont des télescopes d’utilisation sporadique et temporaire, puisqu’ils opèrent à bord d’un avion en vol et à très haute altitude. Il arrive que des découvertes importantes soient faites par ces instruments. L’exemple le plus flagrant est celui de SOFIA qui, en infrarouge, a découvert du magnétisme dans les particules de gaz de la nébuleuse d’Orion. Voir ce document sur SOFIA.
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Un excellent exemple de la complémentarité entre les observations dans plusieurs gammes d’ondes : M1 ou la “Nébuleuse du Crabe” dans la constellation du Taureau.
Cette nébuleuse est le “rémanent” de l’explosion d’une supernova qui a été observée sur Terre par les astronomes chinois en juillet 1054. Lors de son apparition dans notre ciel elle a brillé en plein jour pendant 3 semaines et de nuit pendant 2 ans environ (avec une magnitude apparente estimée à -6) ! L’étoile géante qui a ainsi explosé se situait à 6.300 années-lumière de notre système solaire. Les gaz expulsés lors de l’explosion ont formé cette nébuleuse et continuent encore à s’étendre à une vitesse supérieure à 1.000 km/seconde et la nébuleuse a une largeur totale d’environ 10 années-lumière. C’est le premier objet classé par Charles Messier dans le fameux catalogue qui porte son nom (il l’a observé en 1758).
On peut d’ailleurs voir l’évolution de sa taille sur cette animation faite de deux clichés, pris à plusieurs dizaines d’années d’écart : ↓
Une autre animation (time lapse), de dix clichés réalisés de 2008 à 2017 avec le même télescope, situé en Allemagne. ↓
Ce time-lapse est exceptionnel. C’est le résultat d’un travail de 10 ans effectué par l’astronome amateur allemand Detlef Hartmann. Il a photographié la nébuleuse du Crabe chaque année à la même époque (en septembre) entre 2008 et 2017 dans exactement les mêmes conditions d’observation avec son télescope de 440 mm qu’il a construit lui-même.
Pour arriver à ce résultat fascinant où l’on peut réellement voir l’expansion et l’agitation du plasma entourant le pulsar qui est tapi au cœur de la nébuleuse, un équivalent de 32 heures d’exposition ont été nécessaires au total.
La nébuleuse du Crabe, aussi répertoriée M1 dans le catalogue de Messier, est le résidu de la supernova observée en 1054 par les astronomes chinois, une des plus anciennes supernovas dont nous ayons une trace écrite. Depuis 964 ans, le résidu de l’explosion s’étend autour de l’étoile à neutron en rotation rapide qu’a produite la supernova.
En 2005, des astronomes américains avaient tenté le même type d’observation dynamique de la nébuleuse du Crabe avec le télescope Hubble, sur une période de quelques mois seulement, avec un résultat impressionnant mais certainement moins que celui de Detlef Hartmann.
Au centre de cette nébuleuse se trouve une étoile à neutrons, visible comme un très puissant pulsar qui tourne sur lui-même 30 fois par seconde. Cette étoile à neutrons est ce qui reste de l’effondrement sur lui-même du cœur de l’étoile primordiale. Invisible en lumière “normale”, ce pulsar se révèle magnifiquement dans les longueurs d’onde des rayons-X avec le jet de gaz qui sort du noyau en rotation.
Maintenant observons M1 dans différentes longueurs d’onde :
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| La nébuleuse du Crabe en lumière “composite”… | …en rayons-X… où l’on distingue très bien le pulsar et le jet des gaz qui s’en échappent… | … en ultraviolet… |
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| … en lumière visible … | … en infrarouge… | … et en ondes radio |
Agrandissement de l’image prise en rayons-X par le télescope Chandra : ↓
