Very Large Telescope - Définition et Explications

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Introduction

Le Very Large Telescope (VLT) est un ensemble de 4 télescopes principaux et 4 auxiliaires à l'Observatoire du Cerro Paranal, situé dans le désert d'Atacama au nord du Chili, à une altitude de 2 635 mètres. Il permet l'étude des astres dans les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) allant de l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) à l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...).

C'est un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) européen de l'Observatoire européen austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère...) (ESO).

Histoire

L'idée du VLT a germé en 1977, lors de la conférence de l'ESO, à Genève en Suisse, mais ce n'est qu'en 1983 que le projet commence véritablement à prendre forme et que la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) d'un site commence. Le Conseil de l'ESO lance officiellement le projet VLT le 8 décembre 1987.

En 1988, le Chili donne le site de Cerro Paranal à l'ESO. Ce site a une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de 725 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...) et est officiellement choisi en 1990. Les travaux commencent un an plus tard.

En 1992, le premier miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme...) primaire est coulé par la société allemande Schott et trois ans plus tard le premier dôme () et le premier miroir primaire sont terminés. Le polissage par la société Réosc du premier miroir primaire est terminé en 1997, est ensuite amené de France et installé sur sa cellule support. Celle-ci a été conçue et réalisée par le consortium Giat industries et SFIM.

En mai 1998, le premier télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) opérationnel enregistre sa première lumière (L'expression première lumière désigne le moment où un télescope...). L'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) suivante le second télescope est inauguré. Le président de la République du Chili, Eduardo Frei, inaugure officiellement le VLT le 5 mars. En 2001, tous les télescopes principaux sont opérationnels.

En 2002, une équipe franco-allemande utilisant le VLT prouve la présence d'un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...) au centre de la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois...).

En 2004, l'instrument AMBER est installé et permet de recombiner trois des quatre télescopes de huit mètres, faisant du VLT le plus grand télescope du monde (Le mot monde peut désigner :) (en surface collectrice et pouvoir de résolution (En optique, le pouvoir de résolution d'un système optique désigne sa capacité à distinguer des...) combinés).

En 2006 la première lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) du dernier instrument de première génération, CRIRES, a eu lieu.

Installations

Télescopes principaux

L'UT Antu, avec en premier plan un AT

Il y a quatre télescopes principaux (aussi appelés UT pour Unit Telescope) :

  • UT1 : Antu (Le Soleil), mis en service en juin 1998.
  • UT2 : Kueyen (La Lune), mis en service en octobre 1999.
  • UT3 : Melipal (la Croix du Sud), mis en service en janvier 2000.
  • UT4 : Yepun (Vénus), mis en service en septembre 2000.

Les noms des télescopes sont en langue Mapuche, un dialecte local.

Le diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) de chacun des miroirs primaires est de 8,2 mètres. Outre leur taille importante, leur particularité est d'être très fins, seulement 17,6 centimètres d'épaisseur. Cette finesse offre des avantages importants au niveau du coût de fabrication, car comme les miroirs sont plus fins, ils sont moins lourds.

Mais cela occasionne des difficultés lors de leur fabrication et leur mise en place. Même s'ils sont fins, ils pèsent tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) de même 23 tonnes chacun et leur poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) a tendance à les déformer. Pour y remédier, l'ESO a mis au point (Graphie) un système d'optique active. Ce système est constitué de 150 vérins hydrauliques axiaux répartis en trois secteurs de 50 vérins sous la surface du miroir assurant la mobilité du miroir suivant trois degrés de libertés et une répartition homogène de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) du miroir en 150 points. Ce système a été conçu et réalisé par Giat Industries, devenu depuis 2006 Nexter System, fabricant d'équipements militaires et en particulier du char Leclerc (Le char Leclerc ou AMX-56 est un char d'assaut français, fabriqué par Nexter (anciennement GIAT...). Sous chacun des 150 vérins hydrauliques, 150 vérins électriques (étudiés et réalisés par SFIM) rajoutent ou retranchent des forces qui modifient la répartition des masses de façon à annuler les déformations locales du miroir, pour leur garder une forme optimale quelle que soit la position du télescope. Soixante quatre vérins latéraux permettent de positionner le miroir suivant deux autres degrés de libertés, soit cinq au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...). Seule la rotation autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de l'axe principal du miroir n'est pas commandée et reste fixe. La mesure des six degrés de libertés du miroir par rapport à la cellule est obtenue par calcul, à partir de la matrice Jacobienne du système constitué par six capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) d'élongation, de qualité métrologique, positionnés entre le miroir et la cellule au moyen de rotules magnétiques, répartis à la périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus...) du miroir suivant une cinématique (En physique, la cinématique est la discipline de la mécanique qui étudie le...) - dite de Steward - à symétrie ternaire.

Cependant la souplesse des miroirs ne permet pas de déformations rapides et le système d'optique active se contente de compenser les déformations des miroirs dues à la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). D'autres miroirs souples, beaucoup plus petits, appelés miroirs déformables, permettent quant à eux de corriger les aberrations rapides dues à la turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse...) atmosphérique. C'est ce qu'on appelle l'optique adaptative (L'optique adaptative est une technique qui permet de corriger en temps réel les déformations...) et on les trouve notamment dans l'instrument NAOS ou bien les systèmes MACAO du VLTI.

Toutes ces corrections automatiques font du VLT l’un des télescopes les plus performants du monde.

Le site du télescope est situé sur une zone à forte activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) sismique, il est donc soumis à des risques de tremblements de terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) puissants. La cellule support du miroir a été équipée d'un système autonome en énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) permettant la mise en sécurité automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) du miroir. Ce dispositif est constitué d'accéléromètres et d'actionneurs pneumatiques venant mettre le miroir en précontrainte de sécurité en une fraction de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) après détection de l'activité sismique.

Instruments

Le VLT est capable d'observer la lumière dans un large spectre. C'est pour cette raison que les télescopes principaux disposent de plusieurs foyers permettant d'y installer divers instruments :

Instrument Lien Objectifs Emplacement
CRIRES CRIRES Spectrométrie dans l'infrarouge Foyer Nasmyth A de UT1
FORS2 FORS 1 et 2 Imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) et spectroscopie multi-objets Foyer Cassegrain de UT1
ISAAC (ISAAC est un algorithme capable de générer des nombres pseudo-aléatoires, tombé dans le domaine...) ISAAC Imagerie et spectrométrie dans l'infrarouge proche Foyer Nasmyth B de UT1
FLAMES FLAMES Spectrométrie multi-objets Foyer Nasmyth A de UT2
FORS1 FORS 1 et 2 Imagerie et spectrométrie Foyer Cassegrain de UT2
UVES UVES Spectrométrie dans le visible et le proche ultraviolet Foyer Nasmyth B de UT2
VISIR VISIR Imagerie et la spectrométrie dans le milieu infrarouge Foyer Cassegrain de UT3
VIMOS VIMOS Imagerie et la spectrométrie multi-objets Foyer Nasmyth B de UT3
SINFONI SINFONI Spectrométrie dans le proche infrarouge Foyer Cassegrain de UT4
CONICA CONICA Imagerie dans le proche infrarouge Foyer Nasmyth B de UT4
NAOS NAOS Ce n'est pas un instrument d'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) mais de correction, il utilise l'optique adaptative en étant placé entre le télescope et CONICA Foyer Nasmyth B de UT4
AMBER AMBER Recombine 3 télescopes dans l'infrarouge proche, de 1 à 2.4 micromètre (Un micromètre (symbole μm) vaut 10-6 = 0, 000 001 mètre.). Haute résolution angulaire et spectroscopie simultanées. Laboratoire focal du VLTI
MIDI MIDI Recombine 2 télescopes dans l'infrarouge lointain, de 7 à 14 micromètre avec de la résolution spectrale. Laboratoire focal du VLTI

La technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) multi-objets (MOS pour Multi Object Spectroscopy ou en français Spectroscopie multi-objets) permet de prendre le spectre lumineux de plusieurs objets en une seule pose. Cela permet d'améliorer l'efficacité du télescope, puisque cela évite de faire plusieurs poses. À titre d'exemple, VIMOS peut mesurer les distances et les propriétés de près 1 000 objets célestes en une seule observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...). Là où VIMOS effectue ses relevés en quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :), il faudrait plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) sans la technologie MOS.

Télescopes auxiliaires

Deux AT sur le plateau de Paranal

Le VLT a été prévu pour pouvoir faire fonctionner les quatre télescopes principaux ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...), ou en recombinaison par paires ou triplets. Cette technique est appelée l'interférométrie optique (par opposition à l'interférométrie radio utilisée par les radiotélescopes). Pour compléter le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...), on peut ajouter un groupe de télescopes mobiles. C'est pour cette raison que quatre télescopes auxiliaires (aussi appelés AT pour Auxiliary Telescope) font également partie des installations. Ces télescopes auxiliaires sont réservés à l'interférométrie, au contraire des UT. Il est donc possible de mener en parallèle des observations monotélescope "classiques" sur les UT, et des observations interférométriques avec les AT.

Chacun des télescopes auxiliaires dispose d'un miroir de 1,8 mètre de diamètre.

Le premier a été installé en janvier 2004. Le second est arrivé à la fin 2004. Le troisième est arrivé fin 2005. Les deux premiers ont été testés ensemble, avec succès, dans la nuit du 2 au 3 février 2005. Ils ont été remis officiellement à la communauté des astronomes, le 1er octobre 2005.

Les quatre télescopes auxiliaires sont opérationnels depuis 2007.

Page générée en 0.381 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique