Le télescope Vista observe le Cosmos en profondeur

Le Télescope VISTA de l'ESO a créé la plus grande image profonde du ciel jamais réalisée dans l'infrarouge. Cette nouvelle image d'une zone quelconque du ciel a été réalisée dans le cadre du programme d'observation UltraVISTA. On peut y voir plus de 200 000 galaxies. Elle ne constitue qu'une partie d'une énorme quantité d'images entièrement traitées, issue de l'ensemble des programmes d'observation de VISTA, et maintenant mise à disposition des astronomes du monde entier par l'ESO. UltraVISTA est une mine de trésors qui est utilisée pour étudier les galaxies distantes de l'Univers jeune, mais aussi pour bien d'autres projets scientifiques.


Le télescope VISTA de l'ESO a été braqué sur la même zone de ciel à maintes reprise afin d'accumuler lentement la très faible lumière émise par les galaxies les plus distantes. Au total, plus de six mille poses, représentant un temps d'exposition global de 55 heures, prises avec cinq filtres de couleurs différentes, ont été combinées pour créer cette vue. Cette image réalisée dans le cadre du programme d'observation UltraVISTA est la plus profonde (1) vue du ciel dans l'infrarouge de cette dimension jamais réalisée.

Le télescope VISTA à l'Observatoire de Paranal de l'ESO, au Chili, est le plus grand télescope au monde dédié aux grands sondages de l'Univers. C'est également le plus puissant télescope infrarouge pour les sondages en service actuellement. Depuis sa mise en service en 2009 la grande majorité de son temps d'observation a été allouée à de grands sondages publics, certains couvrant de grandes parties du ciel austral et d'autres ciblées sur de petites zones. Le sondage UltraVISTA a été consacré au champ COSMOS, une zone du ciel pratiquement vide en apparence qui a déjà été étudiée de manière intensive avec d'autres télescopes, parmi lesquels le télescope spatial ESA/NASA Hubble (3). UltraVISTA est de loin le plus profond des six sondages de VISTA et permet de dévoiler les objets les moins lumineux.

Les données des sondages réalisés avec VISTA - plus de 6 terabytes d'images au total - sont en cours de traitement dans des centres de données répartis en Europe avant d'affluer ans les archives scientifiques de l'ESO pour être mises à disposition des astronomes du monde entier.

A première vue, les images UltraVISTA paraissent quelconques, avec quelques étoiles brillantes et un peu partout, des étoiles plus faibles. Mais en réalité, la plupart des ces objets les moins lumineux ne sont pas des étoiles de la Voie Lactée, mais de très lointaines galaxies, contenant chacune des milliards d'étoiles. En agrandissant l'image afin qu'elle occupe tout l'écran et en zoomant, on en découvre de plus en plus. De fait, au total, on peut dénombrer plus de 200 000 galaxies sur cette image.

L'expansion de l'Univers décale la lumière des objets lointains vers les plus longues longueurs d'onde. Cela signifie que la plupart de la lumière des étoiles venant des galaxies les plus distantes que nous pouvons observer se retrouve dans la partie infrarouge du spectre lorsqu'elle arrive sur Terre. VISTA, en tant que télescope infrarouge ultra sensible avec un grand champ, est particulièrement puissant pour repérer les galaxies distantes de l'Univers jeune. En étudiant les galaxies dans la lumière décalée vers le rouge, à des distances de plus en plus grandes, les astronomes peuvent également retrouver la manière dont les galaxies se sont formées et ont évolué au cours de l'histoire du cosmos.

Un examen minutieux de l'image permet de dévoiler des objets rougeâtres dispersés parmi les galaxies de couleur crème, plus nombreuses - Ce sont essentiellement des galaxies très lointaines, vues telles qu'elles étaient quand l'Univers n'avait qu'une petite fraction de son âge actuel. L'analyse péliminaire des images du sondage UltraVISTA, combinées avec des images prises avec d'autres télescopes, ont révélé la présence de nombreuses galaxies, vues telles qu'elles étaient quand l'Univers avait moins d'un milliard d'années et quelques-unes sont même vues à des époques encore plus précoces.

Bien que la présente image d'UltraVISTA soit déjà la plus profonde image infrarouge de cette taille existant à ce jour, les observations continuent. Le résultat final, d'ici quelques années, sera encore plus significatif.

Les grands sondages sont des ressources indispensables aux astronomes et l'ESO a mis en place un programme (4) afin que le riche héritage de VISTA et de son compagnon observant dans le visible, le télescope dédié au sondage de l'Univers du VLT (VLT Survey Telescope - VST) soit accessible pour les astronomes pour les décennies à venir.


Notes:

(1) les astronomes utilisent le mot profond pour exprimer le fait que les images prises avec de très longs temps de pose cumulés peuvent détecter des objets les plus faibles possibles. Normalement, de nombreux clichés de courtes poses sont pris et sont ensuite recombinés numériquement.

(2) UltraVISTA a réalisé des images du champ COSMOS. Ce champ couvre une surface d'environ dix fois celle de la pleine Lune (environ deux degrés carrés), soit une taille similaire au champ du télescope VISTA, dans la constellation du Sextant.  Il a été cartographié par une multitude de télescopes, ce qui signifie qu'une série d'études et de recherches peuvent bénéficier de cet ensemble de données.

(3) Les nouvelles observations du programme UltraVISTA fournissent des observations très profondes du champ COSMOS dans l'infrarouge, qui complètent les observations obtenues à différentes longueurs d'onde par d'autres télescopes depuis la Terre et l'espace.

(4) Les données provenant des télescopes de l'ESO sont habituellement directement stockées dans de gigantesques archives numériques. Mais, une nouvelle initiative appelée Phase 3, consiste à collecter les données de l'ESO ayant été spécifiquement traitées par des groupes d'astronomes en Europe et à les mettre à disposition ainsi traitées et donc directement prêtes à être utilisées. Le traitement des grandes images astronomiques, telles que celles des  télescopes dédiés aux grands relevés, est un véritable défi et nécessite d'importantes ressources informatiques et l'expertise de spécialistes. Aussi, la fourniture de données uniformes totalement traitées et décrites de manière compréhensible, au lieu des données brutes des télescopes, aide considérablement la communauté à exploiter pleinement les données.