Crédit:ESO/L. Calçada
Ce sera le plus grand télescope jamais construit. L’European-Extremely Large Telescope (E-ELT) fait partie de la prochaine génération de télescopes géants en cours de construction (voir notre article Cyclopes géants: ces télescopes qui scruteront le ciel). Situé au sommet du Cerro Amazones, dans le désert d’Atacama au Chili, il devrait nous livrer ses premières images du ciel vers 2024.
Si ces immenses télescopes peuvent devenir réalité, c’est grâce à deux innovations que les chercheurs n’ont cessé de perfectionner depuis quelques années : la fragmentation des miroirs, et l’optique adaptative.
Miroir fragmenté
Crédit: ESO
Dans le cas du miroir de l’E-ELT, de 39 mètres de diamètre, il n’aurait pas pu être construit en un seul bloc. Le miroir principal sera donc composé de 798 segments hexagonaux, d’environ 1,40 m de largeur et 5 cm d’épaisseur, ayant tous une forme différente selon leur position dans la mosaïque finale.
Optique adaptative
L’E-ELT sera également un modèle en termes d’optique adaptative. Ce système consiste à corriger en permanence les fluctuations de la lumière dues à la turbulence de l’atmosphère terrestre (notamment liées aux masses d’air de température différente), grâce à un ou plusieurs miroirs secondaires déformables, qui compensent en temps réel ces distorsions au micron près, en bougeant plusieurs centaines de fois par seconde !
Le système optique de ce télescope géant sera constitué de quatre autres miroirs dont un déformable, d’environ 2,4 m de diamètre, doté de plus de 5300 points d’actionnement pour l’optique adaptative. « Pour un télescope de cette taille, les miroirs déformables doivent avoir un bien plus grand nombre d’actionneurs, et les calculateurs des capacités de calcul bien plus grandes », souligne Daniel Rouan, chercheur au pôle Haute Résolution Angulaire en Astrophysique à l’Observatoire de Paris, qui travaille justement sur la performance des calculateurs.
Pour déterminer quelles sont les fluctuations atmosphériques à corriger et donner l’ordre correspondant aux actionneurs, il faut bien évidemment mesurer ces fluctuations. Pour ce faire, les télescopes utilisent des « étoiles-guides », simulées à l’aide des faisceaux laser que l’on aperçoit souvent sur les photos, jaillissant du télescope.
Ces puissantes impulsions laser excitent les atomes de la couche de sodium dans l’atmosphère (une couche située vers 100 km d’altitude, où on trouve une concentration relativement grande d’atomes de sodium).
Les atomes ainsi excités émettent par fluorescence un éclair d’intense lumière jaune, créant ainsi une sorte d’étoile artificielle, brillant pendant un temps très court. Ces « étoiles-guides » permettent aux systèmes d’optique adaptative de s’ajuster en continu (environ mille cycles par seconde), à l’aide d’un point de référence.
L’E-ELT sera doté de 6 à 8 lasers qui cartographieront en 3D les turbulences atmosphériques.
Crédit: ESO