À quoi ressemblent les télescopes les plus puissants du monde et que peuvent-ils révéler sur l'univers ?

 

En 1623, le physicien italien Galileo Galilei a une idée qui va changer l'histoire de la science : il passe tout un été à observer le Soleil à l'aide d'un télescope.

Cette idée géniale lui permet de déduire que le soleil n'est pas une sphère parfaite, mais qu'il a des taches qui se déplacent dans le temps.

Galilée a également découvert les cratères à la surface de la Lune, nommé les quatre principaux satellites de Jupiter (Europe, Io, Ganymède et Callisto) et a eu l'intuition que Saturne avait des anneaux.

L'utilisation de la lunette astronomique (un instrument connu auparavant, mais qui n'avait jamais été utilisé pour observer le ciel) a ouvert de nouvelles perspectives passionnantes.

Depuis lors, les astronomes se sont efforcés de concevoir des instruments qui nous permettent d'aller toujours plus loin dans notre compréhension du cosmos. Un télescope plus grand est capable de capter plus de lumière, et donc d'aller plus loin.

De plus, nous avons depuis longtemps développé des outils d'observation capables de voir à d'autres longueurs du spectre électromagnétique, c'est-à-dire la lumière que nos yeux ne peuvent pas voir.

Nous disposons aujourd'hui de grands alliés pour observer l'univers dans toute son ampleur. Dans cet article, je vous parlerai de trois d'entre eux, qui sont parmi ceux qui ont le plus réjoui les scientifiques ces derniers temps.

Le Grand télescope des Canaries

Situé à l'observatoire Roque de los Muchachos, sur l'île de La Palma, le Grand télescope des Canaries (GRANTECAN) possède un miroir principal de 10,4 mètres. Cela en fait le plus grand télescope optique de la planète - pour l'instant.

La construction du futur ELT (Extrêmement grand télescope) au Chili, qui aura un miroir primaire de 39 mètres, menace sa suprématie. Il devrait recevoir sa première lumière en 2028.

L'instrumentation de GRANTECAN lui permet d'opérer dans les domaines optique et infrarouge, un type de rayonnement que nos yeux ne voient pas et qui nous permet d'étudier, entre autres, les poussières interstellaires. Grâce à ses capacités, nous avons pu observer un grand nombre d'étoiles : planètes extrasolaires, étoiles évoluées, galaxies peu lumineuses, etc.

Parmi ses découvertes, citons la détection d'une galaxie (UG00180) située à 500 millions d'années-lumière et la découverte de la plus petite étoile jamais observée, TMTS J0526B. Elle n'est que sept fois plus grande que la Terre.

ALMA, le système Atacama

ALMA est l'acronyme de Atacama Large Millimetre Array, c'est-à-dire le grand réseau millimétrique d'Atacama. Il s'agit actuellement du plus grand interféromètre de la planète.

Un interféromètre est constitué d'un ensemble de radiotélescopes qui observent l'univers dans la gamme des radiofréquences, les ondes électromagnétiques les moins énergétiques du spectre. En effet, les images fournies par une seule antenne sont de faible résolution : elles sont très pixellisées. Si nous utilisons plusieurs antennes pour observer le même objet en même temps, nous obtiendrons une bien meilleure qualité.

Situé sur le Llano de Chajnantor (Chili), une vaste plaine aride et sèche, située à une altitude d'environ 5 000 mètres, ALMA dispose de 66 antennes de sept et 12 mètres de diamètre. Leurs différentes configurations permettent de sonder l'univers "froid", invisible à nos yeux.

Grâce à ce puissant observatoire, nous avons pu observer des disques protoplanétaires (d'où émergeront des systèmes planétaires), des galaxies en formation et la mort de nombreuses étoiles.

Cependant, la plus grande réalisation à laquelle l'ALMA a participé est le premier "cliché" jamais réalisé d'un trou noir. Cette image a été obtenue en combinant ses données avec celles d'autres radiotélescopes situés autour de la Terre, dans le cadre d'une collaboration appelée Event Horizon Telescope (télescope de l'horizon).

Il s'agit du trou noir supermassif situé à l'intérieur de la galaxie M87 et de la première image d'un objet invisible. Découvert en 2019, il a marqué une étape importante pour l'humanité.

Le James Webb

Mais il n'y a pas que des télescopes à la surface de la Terre. Le premier exemple est le James Webb, un télescope spatial construit avec la coopération de 14 pays. Il est exploité par les agences spatiales européenne (ESA), américaine (NASA) et canadienne (CSA).

Ses principaux objectifs sont l'observation des objets les plus lointains de l'univers, comme la formation des premières galaxies, et l'étude de la formation des étoiles et des planètes.

Bien que le diamètre de son miroir (6,5 mètres) soit inférieur à celui des meilleurs télescopes terrestres (comme GRANTECAN), il possède un avantage qui le place à l'avant-garde de l'astronomie moderne : étant hors de l'atmosphère, il obtient des images d'une grande netteté.

Ses premières données scientifiques ne datent que de 2022, mais elle a déjà permis d'observer, par exemple, la plus ancienne galaxie connue à ce jour (la galaxie de Maisie), des restes de supernovae et des photographies étonnantes de planètes de notre système solaire.

La qualité de ses images fait que nous attendons beaucoup de ce géant de l'espace. Nous continuerons à voir de plus en plus loin.

*Manuel González García est responsable de la gestion des plans et des programmes au parc scientifique d'Andalousie.

*Cet article a été publié dans The Conversation et reproduit ici sous la licence Creative Commons.

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