En 2007, l'Observatoire européen austral (ESO) a achevé les travaux sur le très grand télescope (VLT) à l'observatoire de Paranal, dans le nord du Chili. Ce télescope au sol est l'instrument optique le plus avancé au monde, composé de quatre télescopes unitaires avec miroirs principaux (mesurant 8,2 mètres de diamètre) et de quatre télescopes auxiliaires mobiles de 1,8 mètre de diamètre.
Récemment, le VLT a été amélioré avec un nouvel instrument connu sous le nom de Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), un spectrographe panoramique à champ intégral qui fonctionne à des longueurs d'onde visibles. Grâce au nouveau mode d'optique adaptative que cela permet (connu sous le nom de tomographie laser), le VLT a récemment pu acquérir des images de Neptune, d'amas d'étoiles et d'autres objets astronomiques avec une clarté irréprochable.
En astronomie, l’optique adaptative fait référence à une technique dans laquelle les instruments sont capables de compenser l’effet de flou provoqué par l’atmosphère terrestre, ce qui est un problème grave en ce qui concerne les télescopes au sol. Fondamentalement, lorsque la lumière traverse notre atmosphère, elle se déforme et rend les objets distants flous (c'est pourquoi les étoiles semblent scintiller lorsqu'elles sont vues à l'œil nu).
Une solution à ce problème consiste à déployer des télescopes dans l'espace, où les perturbations atmosphériques ne sont pas un problème. Une autre consiste à s'appuyer sur une technologie avancée qui peut corriger artificiellement les distorsions, résultant ainsi en des images beaucoup plus claires. L'une de ces technologies est l'instrument MUSE, qui fonctionne avec une unité d'optique adaptative appelée GALACSI - un sous-système de l'Adaptive Optics Facility (AOF).
L'instrument permet deux modes d'optique adaptative - le mode champ large et le mode champ étroit. Alors que le premier corrige les effets des turbulences atmosphériques jusqu'à un kilomètre au-dessus du télescope sur un champ de vision relativement large, le mode Champ étroit utilise la tomographie laser pour corriger presque toutes les turbulences atmosphériques au-dessus du télescope pour créer des images beaucoup plus nettes, mais sur une plus petite région du ciel.
Il se compose de quatre lasers qui sont fixés au quatrième télescope unitaire (UT4) diffusant une lumière orange intense dans le ciel, simulant des atomes de sodium élevés dans l'atmosphère et créant des «étoiles guides laser» artificielles. La lumière de ces étoiles artificielles est ensuite utilisée pour déterminer la turbulence dans l'atmosphère et calculer les corrections, qui sont ensuite envoyées au miroir secondaire déformable de l'UT4 pour corriger la lumière déformée.
En utilisant ce mode champ étroit, le VLT a pu capturer des images de test remarquablement nettes de la planète Neptune, des amas d'étoiles lointaines (comme l'amas d'étoiles globulaire NGC 6388) et d'autres objets. Ce faisant, le VLT a démontré que son miroir UT4 est capable d'atteindre la limite théorique de la netteté de l'image et n'est plus limité par les effets de la distorsion atmosphérique.
Cela signifie essentiellement qu'il est désormais possible pour le VLT de capturer des images du sol plus nettes que celles prises par le Le télescope spatial Hubble. Les résultats de l’UT4 aideront également les ingénieurs à effectuer des adaptations similaires au télescope extrêmement grand (ELT) de l’ESO, qui s'appuiera également sur la tomographie laser pour effectuer ses levés et atteindre ses objectifs scientifiques.
Ces objectifs comprennent l'étude des trous noirs supermassifs (SMBH) au centre des galaxies éloignées, des jets de jeunes étoiles, des amas globulaires, des supernovae, des planètes et des lunes du système solaire et des planètes extra-solaires. En bref, l'utilisation de l'optique adaptative - testée et confirmée par le MUSE du VLT - permettra aux astronomes d'utiliser des télescopes au sol pour étudier les propriétés des objets astronomiques de manière beaucoup plus détaillée que jamais.
De plus, d'autres systèmes d'optique adaptative bénéficieront des travaux avec le Adaptive Optics Facility (AOF) dans les années à venir. Il s’agit notamment du GRAAL de l’ESO, un module d’optique adaptatif de la couche de masse qui est déjà utilisé par l’imageur infrarouge grand champ Hawk-I. Dans quelques années, le puissant instrument ERIS (Enhanced Resolution Imager and Spectrograph) sera également ajouté au VLT.
Entre ces améliorations et le déploiement de télescopes spatiaux de prochaine génération dans les années à venir (comme le Télescope spatial James Webb, qui se déploiera en 2021), les astronomes s'attendent à mettre beaucoup plus en évidence l'univers. Et ce qu'ils voient est sûr d'aider à résoudre certains mystères de longue date, et en créera probablement beaucoup plus!
Et assurez-vous de profiter de ces vidéos des images obtenues par le VLT de Neptune et NGC 6388, gracieuseté de l'ESO:
