Équipements de l’ESO au Chili : Le VLT (Cerro Paranal)
Very Large Telescope, sur le Cerro Paranal (altitude : 2635 m)
L’observatoire astronomique en lumière visible le plus évolué au monde
↑ Les 4 UT et trois des 4 AT — Le site du Cerro Paranal (vue satellite) ↓
En haut à gauche : le VLT — En bas : le camp
Le Very Large Telescope array (VLT – très grand télescope) est l’équipement phare de l’astronomie européenne en ce début de troisième millénaire. Il s’agit de l’installation observant dans le visible la plus moderne au monde. Le VLT se compose de quatre Télescopes Unitaires ayant des miroirs primaires de 8,2 mètres de diamètre et quatre Télescopes Auxiliaires, mobiles, de 1,8 mètre. Tous ces télescopes peuvent fonctionner ensemble pour former un « interféromètre » géant, le VLTI, permettant aux astronomes de discerner des détails avec une précision jusqu’à 25 fois plus importante qu’avec les télescopes utilisés séparément. Dans le VLTI, les faisceaux lumineux sont combinés dans des tunnels souterrains grâce à un système complexe de miroirs. Pour cela, les longueurs des chemins optiques doivent être égalisées avec une tolérance inférieure au millième de millimètre sur une centaine de mètres. Le VLTI peut reconstruire des images avec une résolution angulaire de quelques millièmes de seconde de degré. Cela signifie qu’en principe, il est possible de distinguer les deux phares d’une voiture située sur la Lune.
Les très grands télescopes ont été appelés Antu, Kueyen, Melipal et Yepun (le Soleil, la Lune, la Croix du Sud et Vénus en dialecte Mapuche).
Les Télescopes Unitaires de 8,20 mètres peuvent aussi être utilisés séparément. Avec un seul de ces télescopes et une pose d’une heure, on peut obtenir des images d’objets jusqu’à la magnitude 30. Cela correspond à des objets qui sont quatre milliards de fois moins lumineux que ce qui peut être vu à l’œil nu.
La science avec le VLT
Le VLT a eu un impact indiscutable sur l’astronomie observationnelle. C’est l’infrastructure “individuelle” au sol la plus productive au monde et les résultats provenant du VLT ont conduit en moyenne à plus d’une publication scientifique par jour dans une revue à comité de lecture. Le VLT contribue au premier plan à faire de l’ESO l’observatoire au sol le plus productif au monde. Le VLT a stimulé une nouvelle ère de découvertes avec plusieurs grandes premières scientifiques, parmi lesquels la première image d’une exoplanète (eso0428), l’observation du « voyage » de plusieurs étoiles autour du trou noir super-massif au centre de la Voie Lactée (eso0846), et l’observation des dernières lueurs du sursaut gamma le plus éloigné connu à ce jour.
↑ Visée laser vers le centre de la Voie Lactée
Objectifs scientifiques
Les objectifs généraux des télescopes optique/infrarouge de grande ouverture. Les thématiques comprennent les galaxies à grand décalage vers le rouge (grand redshift), la formation stellaire, les exoplanètes et les systèmes protoplanétaires.
Les quatre télescopes auxiliaires de 1,8 m (ATs) ont été conçus pour l’interférométrie et donc essentiellement dédiés au VLTI. Ils ont été fabriqués par AMOS (en Belgique). Ils permettent un usage efficace du VLTI chaque nuit puisque, la plupart du temps, les grands télescopes sont utilisés pour d’autres tâches.
↑ Les quatre “petits télescopes” AT
Ils sont montés sur des rails et peuvent être repositionnés à 30 différentes positions sur la plateforme de l’observatoire ce qui permet de changer entièrement la configuration des télescopes en fonction de certaines exigences d’observation. Depuis ces positions, les rayons lumineux nourrissent le même point focal via un système complexe de miroirs réfléchissants monté dans un système de tunnels souterrains.
Les télescopes auxiliaires sont placés sous des dômes ultra-compacts, avec toute l’électronique nécessaire, un système d’air conditionné, du liquide refroidissant pour le contrôle thermique, de l’air comprimé, un système hydraulique pour ouvrir les dômes, etc. Chaque AT est aussi doté d’un système de transport qui élève et déplace le télescope et le repositionne d’un endroit à un autre. Il se déplace avec sa propre “maison” au sommet du Paranal, presque comme un escargot.
Depuis début 2007 les quatre télescopes auxiliaires sont disponibles et pleinement opérationnels.
Quelques photos prises par Philippe Cottin, membre du GAP47 lors de sa visite en début d’année 2017 au Cerro Paranal :
↓ Les “petits télescopes AT” de 1,80 m du VLT
↓ Les “gros UT”, avec leurs miroirs primaires de 8,20 m de diamètre
↓ Le miroir primaire du UT n° 1 (Antu) et son support
↓ La salle de contrôle du N° 1 (Antu)
↓ La Lune ? Mars ? Non, le sol autour du Cerro Paranal !
↑ Technologie de pointe pour la sortie des “images” vers les diverses caméras et instruments d’analyse ↓
SPECULOOS, sur le Cerro Paranal
Un tout nouvel observatoire, nommé SPECULOOS, vient d’être inauguré au Cerro Paranal. Il s’agit d’un ensemble de 4 télescopes de type Ritchey-Chrétien dotés chacun d’un miroir promaire d’un mètre de diamètre. Ils sont situés un peu plus bas que le VLT. Chaque télescope est équipé d’une monture robotique NTM-1000. Les caméras de SPECULOOS sont dotées de détecteurs CCD e2V très sensibles dans le proche infra-rouge. Les télescopes sont abrités par des dômes hémisphériques astronomiques. Les observations robotiques de chacun des quatre télescopes seront contrôlées par le programme ACP Expert.
La “première lumière” de ces télescopes de Speculoos a eu lieu dans les premiers jours de décembre 2018, avec des tests sur des objets très connus du ciel profond (voi photos plus bas). Chacun de ces 4 télescopes a le nom d’un des 4 satellites galiléens de Jupiter : Io, Europa, Ganymède et Callisto.
Depuis 1995, des centaines de planètes ont été détectées en dehors du système solaire (exoplanètes), révélant que la majorité des étoiles de notre Galaxie possèdent leur propre système planétaire. En parallèle à ces détections, de nombreux projets ont réussi à caractériser en détail certaines exoplanètes géantes, notamment à analyser leur atmosphère. Appliquer les techniques développées par ces études pionnières à des exoplanètes telluriques est la prochaine étape pour étudier d’autres Terres et y chercher la vie.
Afin d’ouvrir cette voie, le projet SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars, recherche de planètes habitables éclipsant des étoiles ultra-froides et des naines brunes) vise à détecter des planètes telluriques éclipsant certaines des étoiles les plus petites et les plus froides du voisinage solaire. Cette stratégie est motivée par la possibilité d’étudier en détail de telles planètes grâce aux futurs observatoires les plus ambitieux comme le télescope géant européen (E-ELT) ou le télescope spatial James Webb (JWST). Les exoplanètes détectées par SPECULOOS devraient ainsi nous offrir l’opportunité d’analyser l’atmosphère de mondes extrasolaires similaires à notre Terre, afin notamment d’y chercher les traces d’une activité biologique.
Premières images obtenues par ces quatre nouveaux télescopes. Les deux premières par le télescope Europa : La nébuleuse de la Carène (NGC 3372) et la Galaxie M83 ↓
↓ Photo de la “Tête de Cheval” (IC 434) prise par le télescope Callisto
