VLTI: un télescope virtuel de 100m pour une image unique de T Leporis
Publié par Adrien le 20/02/2009 à 00:16
Source: ESO & Gilbert Javaux - PGJ Astronomie
Illustration: ESO/J.-B. Le Bouquin
Une équipe d'astronomes français a capturé une des images les plus nettes en couleur jamais faites. Ils ont observé l'étoile T Leporis, qui apparaît dans le ciel aussi petite qu'une maison de deux étages sur la Lune. L'image a été prise avec le VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de l'ESO, imitant un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument...) virtuel d'environ 100 mètres de large, et révèle une coquille moléculaire sphérique autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) âgée.

"C'est l'une des premières images faites en utilisant l'interférométrie (L'interférométrie est une méthode de mesure qui exploite les interférences intervenant entre plusieurs ondes cohérentes entre elles.) en proche infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.)," commente l'auteur principal Jean-Baptiste Le Bouquin. L'interférométrie est une technique qui combine 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...) de plusieurs télescopes, ayant pour résultat une vision aussi nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le terme est un emprunt au grec ancien...) que celle d'un télescope géant avec un 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...) égal à la plus grande séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) entre les télescopes utilisés. Réaliser ceci exige des composants du système du VLTI d'être placés à une précision d'une fraction d'un micromètre (Un micromètre (symbole μm) vaut 10-6 = 0, 000 001 mètre.) sur environ 100 mètres et d'être maintenus ainsi dans toutes les observations (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 appropriés. Le plaisir...) - un défi technique formidable.


T Leporis capturé par le VLTI

Quand ils font de l'interférométrie, les astronomes doivent souvent se contenter de franges, le motif caractéristique de lignes foncés et lumineuses produit quand deux faisceaux de lumière se combinent, duquel ils peuvent modeler les propriétés physiques de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette...) étudié. Mais, si on observe un objet sur plusieurs cessions avec différentes combinaisons et configurations de télescopes, il est possible de placer ces résultats ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...) pour reconstruire une image de l'objet. C'est ce qui a été fait avec le VLTI de l'ESO, en utilisant les Télescopes Auxiliaires de 1.8 mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983,...).

"Nous avons pu construire une image étonnante, et révéler la structure de peau (La peau est un organe composé de plusieurs couches de tissus. Elle joue, entre autres, le rôle d'enveloppe protectrice du corps.) d'oignon (L’oignon (l'orthographe ognon est préconisée par les rectifications orthographiques du français en 1990), prononcé /ɔ.ɲɔ̃/, est une plante herbacée...) de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) d'une étoile géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes...) à une étape tardive de sa vie (La vie est le nom donné :) pour la première fois," note Antoine Mérand, membre de l'équipe. "Les modèles numériques et les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) indirectes nous ont permis d'imaginer l'aspect de l'étoile avant, mais il est tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) à fait étonnant que nous pouvons maintenant la voir, et en couleurs."

Bien qu'elle soit de seulement 15 par 15 pixels de large, l'image reconstruite montre un plan rapproché extrême d'une étoile 100 fois plus grande que le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type...), un diamètre correspondant approximativement à la distance entre la 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 le Soleil. Cette étoile est, à son tour, entourée par une sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points...) de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) moléculaire, qui est environ trois fois plus grande encore.

T Leporis, dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par...) du Lièvre (Lepus), est localisée à 500 années-lumière. Elle appartient à la famille des étoiles Mira (Mira peut désigner :), bien connue des astronomes amateurs. Ce sont des étoiles variables géantes qui ont presque épuisé leur carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) et perdent de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...). Elles approchent de la fin de leurs vies en tant qu'étoiles, et mourront bientôt, devenant des naines blanches. Le Soleil deviendra une étoile Mira dans quelques milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf...) d'années, engloutissant la Terre dans la poussière et le gaz expulsés lors de son agonie finale.

Les étoiles Mira sont parmi les plus grandes usines de molécules et de poussières dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.), et T Leporis n'est pas une exception. Elle palpite avec une période de 380 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa...) et perd l'équivalent de la masse de la Terre chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.). Puisque les molécules et la poussière sont formées dans les couches de l'atmosphère entourant l'étoile centrale, les astronomes voudraient pouvoir voir ces couches. Mais ce n'est pas une tâche facile, étant donné que les étoiles elles-mêmes sont si lointaines - en dépit de leur taille intrinsèque énorme, leur rayon apparent dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) peut être juste un millionième de celui du Soleil.

"T Leporis semble si petite depuis la Terre que seules les installations interférométriques, telles que le VLTI à Paranal, peuvent prendre une image d'elle. Le VLTI peut résoudre des étoiles 15 fois plus petites que celles résolues par le télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Il est nommé en l'honneur de l'astronome...)," indique Le Bouquin.

Pour créer cette image avec le VLTI les astronomes ont dû observer l'étoile pendant plusieurs nuits consécutives, utilisant les quatre Télescopes Auxiliaires VLT (ATs) amovibles de 1,8 mètre. Les ATs ont été combinés en différents groupes de trois, et ont été également déplacés dans différentes positions, créant plus de configurations interférométriques nouvelles, de sorte que les astronomes ont pu émuler un télescope virtuel d'approximativement 100 mètres de large et contruire une image.

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