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Posté par Adrien le Mercredi 14/02/2018 à 00:00
Le VLT de l'ESO se comporte pour la première fois comme un télescope de 16 mètres
ESPRESSO, l'un des instruments installés sur le Very Large Telescope de l'ESO au Chili, a pour la première fois utilisé la lumière issue des quatre télescopes de 8,2 mètres de diamètre. En combinant ainsi la lumière en provenance des quatre télescopes, le VLT devient le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) le plus étendu en termes de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) collectrice.


Le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO fut conçu de sorte que ses quatre télescopes (puissent fonctionner de concert et constituer un seul et unique télescope géant. Le spectrographe ESPRESSO vient de capturer sa première lumière (L'expression première lumière désigne le moment où un télescope astronomique nouvellement installé reçoit et enregistre ses premiers photons...) en utilisant ce mode de fonctionnement du VLT. L'objectif est donc désormais atteint (1).

Après que le consortium ESPRESSO (piloté par l'Observatoire Astronomique (Un observatoire astronomique est un lieu destiné à l'observation astronomique. Les laboratoires modernes sont largement dotés d'instruments scientifiques; d'abord mécaniques (quadrant, astrolabe, etc.)...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Genève et incluant la participation de centres de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...) implantés en Italie, au Portugal, en Espagne et en Suisse) et le personnel de l'ESO aient procédé aux préparatifs nécessaires, Xavier Barcons, le Directeur Général de l'ESO, a lancé cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) astronomique historique en appuyant sur un bouton dans la salle de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.).

Gaspare Lo Curto, le scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes...) responsable de l'instrument ESPRESSO à l'ESO, revient sur le caractère historique de cet événement: "L'ESO a réalisé un rêve datant des années 1980, soit de cette époque à laquelle le VLT fut conçu: combiner la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm...) issue des quatre télescopes implantés sur le Cerro Paranal puis la transmettre à un seul et unique instrument !"

Lorsque les quatre télescopes de 8,2 mètres combinent leur puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) collectrice pour alimenter un seul et unique instrument, le VLT devient en effet le télescope optique le plus étendu en termes de surface collectrice.

Deux des objectifs scientifiques principaux d'ESPRESSO consistent à découvrir et caractériser des planètes de type Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...) et à mettre en évidence la possible variabilité des constantes fondamentales de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...). Ces dernières expériences requièrent l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) de quasars distants de faible luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.). Cet objectif scientifique bénéficiera pleinement de la combinaison (Une combinaison peut être :) de la lumière issue des quatre télescopes au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal,...) d'ESPRESSO. L'une et l'autre requièrent l'extrême stabilité de l'instrument ainsi que de la source de lumière de référence.

Le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie...) est tel que cette méthode de combinaison de la lumière issue des quatre télescopes baptisée "focalisation incohérente" n'avait encore jamais été mise en oeuvre. Toutefois, dès la construction, de l'espace avait été prévu à cet effet entre les télescopes et la structure souterraine du sommet de la montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète tellurique, satellites comme la Lune), et faisant généralement partie d'une...) (2).

Un système de miroirs, de prismes et de lentilles transmet la lumière en provenance de chaque télescope du VLT au spectrographe ESPRESSO, jusqu'à 69 mètres de distance. Grâce à ces optiques complexes, ESPRESSO peut soit collecter la lumière issue de l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) des quatre télescopes, augmentant ainsi son pouvoir collecteur, soit recevoir la lumière en provenance de l'un ou l'autre télescope pris indépendamment, ce qui permet une utilisation plus flexible du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) d'observation. ESPRESSO fut spécifiquement conçu pour exploiter cette infrastructure.

La lumière en provenance des quatre télescopes est régulièrement combinée au sein de l'Interféromètre du VLT afin de permettre l'étude de détails extrêmement fins d'objets comparativement brillants. Mais l'interférométrie (L'interférométrie est une méthode de mesure qui exploite les interférences intervenant entre plusieurs ondes cohérentes entre elles.), qui combine les faisceaux de manière "cohérente", ne peut exploiter le vaste potentiel collecteur des télescopes combinés pour étudier des objets de faible luminosité (3).

Paolo Molaro, le scientifique responsable du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une...), de préciser: "Cette magnifique réalisation constitue l'aboutissement d'un travail mené par une vaste équipe de scientifiques et d'ingénieurs sur plusieurs années. Il est merveilleux de voir ESPRESSO travailler de concert avec les quatre télescopes. J'attends avec impatience les passionnants résultats scientifiques à venir."

Acheminer la lumière combinée vers un seul et unique instrument permettra aux astronomes d'accéder à des informations jusqu'alors inaccessibles. Cette nouvelle installation constitue une véritable révolution pour l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue...) basée sur l'utilisation de spectrographes dotés d'une résolution élevée. Elle introduit de nouveaux concepts, tel l'étalonnage des longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter...) assisté d'un peigne de fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans précision, on...) laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le...), offrant une précision inégalée ainsi qu'une reproductibilité (La reproductibilité d'une expérience scientifique est une des conditions qui permet d'inclure les observations réalisées durant cette expérience dans le processus d'amélioration...) sans précédent, et désormais la capacité de combiner le pouvoir collecteur des quatre télescopes (4).

"En travaillant de concert avec les quatre télescopes, ESPRESSO nous donne un aperçu de ce que nous offrira la prochaine génération de télescopes tel l'Extremely Large Telescope de l'ESO dans quelques années", conclut Xavier Barcons, le Directeur Général de l'ESO.

Notes

(1) ESPRESSO - la prochaine génération de chasseur d'exoplanètes - a effectué ses toutes premières observations le 6 décembre 2017, au moyen de deux des quatre télescopes de 8,2 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la...) qui composent le VLT.

(2) Le terme "incohérent" signifique que la lumière en provenance des quatre télescopes est simplement additionnée, sans que les informations de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) soient prises en compte au contraire de ce qui se passe au sein de l'Interféromète du VLT.

(3) La nouvelle méthode de combinaison incohérente de la lumière offre le pouvoir collecteur d'un télescope dont l'ouverture est de 16 mètres. Toutefois, la résolution angulaire demeure celle d'un simple télescope de 8 mètres de diamètre, à la différence de l'Interféromètre du VLT dont la résolution atteint celle d'un télescope (virtuel) dont l'ouverture effective équivaut à la distance maximale séparant les télescopes le constituant.

(4) L'"AstroComb", un système d'étalonnage des longueurs d'ondes reposant sur l'utilisation d'un peigne à fréquence laser, a été développé et fabriqué par Menlo Systems GmbH à Martinsried en Allemagne.


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Source: ESO
 
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