Pan-STARRS - Définition

Introduction

Pan-STARRS (acronyme de Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System) est un projet de relevé astronomique qui effectuera de l'astrométrie et de la photométrie d'une grande partie du ciel quasiment en continu. En détectant toute différence par rapport aux observations précédentes des mêmes zones du ciel, on espère découvrir un très grand nombre de nouveaux astéroïdes, comètes, étoiles variables et autre objets célestes. Sa mission principale est de détecter les objets géocroiseurs qui pourraient provoquer des impacts cosmiques. Il est prévu de créer une base de données comprenant tous les objets visibles depuis Hawaii (les trois quarts du ciel) jusqu'à une magnitude apparente de 24.

Le premier télescope de Pan-STARRS, appelé PS1, est situé au sommet du Haleakalā à Maui et a été mis en service le 6 décembre 2008, sous la responsabilité de l'université d'Hawaii. Les trois autres télescopes constituant le réseau seront achevés en 2012 pour un coût total de 100 millions d'USD. Le financement de l'ensemble du projet a été obtenu.

Le projet Pan-STARRS est une collaboration entre l'Institute for Astronomy de l'université d'Hawaii, le laboratoire Lincoln du MIT, le Maui High Performance Computing Center et Science Applications International Corporation. La construction des télescopes est financée par l'US Air Force. Une fois que le télescope PS1 aura passé ses tests de qualification opérationnelle, attendus à l'automne 2008, le projet Pan-STARRS se focalisera sur la construction de PS4.

Le fonctionnement du premier télescope Pan-STARRS (PS1) est financé par The PS1 Science Consortium ou PS1SC un consortium comprenant la Société Max-Planck en Allemagne, l'université nationale centrale à Taiwan, les universités d'Edinburgh, de Durham et l'université Queen's de Belfast au Royaume-Uni, les universités Johns-Hopkins et Harvard aux Etats-Unis et le réseau de l'observatoire Las Cumbres.

Instruments

Pan-STARRS utilisera quatre télescopes de 1,8 m qui seront situés soit sur le Mauna Kea soit sur le Haleakala à Hawaii. Les quatre télescopes du système définitif 'PS4' pointeront dans la même direction : les données seront comparées pour éliminer les artefacts des CCD dus aux défauts des puces, aux pixels défectueux et aux rayons cosmiques, puis les images seront additionnées pour donner l'équivalent d'un télescope unique de 3,6 m.

Un télescope prototype 'PS1' a été construit et a vu sa première lumière avec une caméra à faible résolution en juin 2006. Le télescope a un champ de vision de 3°, ce qui est extrêmement important pour un télescope de cette taille, et est équipé de la plus grande caméra numérique jamais construite, enregistrant presque 1,4 milliards de pixels par image. Le plan focal est équipé de 60 modules CCD montés de façon compacte et disposés sous la forme d'une matrice 8 × 8. Les quatre angles ne sont pas équipés de CCD, car l'optique ne permet pas de former une image correcte dans les angles. Chaque module CCD, appelé Orthogonal Transfer Array (OTA), fait 4800 × 4800 pixels et est constitué de 64 cellules, chacune de 600 × 600 pixels. Cette caméra gigapixel ou 'GPC' a vu sa première lumière le 22 août 2007 en photographiant la galaxie d'Andromède.

Chaque image nécessite environ 2 gigaoctets de stockage et les temps d'exposition sont compris entre 30 et 60 secondes (suffisant pour enregistrer des objets jusqu'à la magnitude apparente de 24), plus environ une minute pour le traitement numérique de l'image. Puisque les images seront prises en continu, il est prévu que 10 téraoctets de données seront enregistrées par 'PS4' chaque nuit. A cause de ce très grand volume de données, le logiciel de traitement enregistrera les positions et les magnitudes de tous les objets de l'image puis l'image elle-même sera effacée. La comparaison à une base de données d'objets invariables connus compilée à partir d'observations antérieures fournira les objets recherchés : tout ce qui a changé de luminosité et/ou de position pour une raison quelconque.

Le très grand angle de vision des télescopes et les temps d'exposition courts permettront de photographier environ 6 000 degrés carrés de ciel chaque nuit. La totalité du ciel fait 4π stéradians, soit 4π × (180/π)² ≈ 41253,0 degrés carrés, dont environ 30 000 degrés carrés sont visibles depuis Hawaii, ce qui signifie que l'intégralité du ciel peut être photographiée sur une période de 40 heures (soit environ 10 heures par nuit pendant quatre jours). Compte tenu qu'il faut éviter les périodes où la Lune est trop brillante, cela signifie qu'une surface équivalente à celle du ciel entier pourra être balayée quatre fois par mois, ce qui est sans précédent.

On pense que le projet est réalisable avec la technologie actuelle, bien que sur une plus grande échelle que ce qui a été précédemment réalisé.