Spectacle laser dans le ciel de l’Atacama

Au milieu du désert aride de l’Atacama, dans la province d’Antofagasta au nord du Chili, se trouve l’un des observatoires astronomiques les plus puissants au monde : l’observatoire européen du mont Paranal et ses quatre télescopes de 8 mètres de diamètre, les VLT (Very Large Telescope). Au cours de deux missions d’observations en juin et juillet 2017 nous avons effectué les tout premiers tests d’un système d’optique adaptative à étoiles laser pour un des instruments. Un moment unique !

MUSE et le système d’optique adaptative du VLT
MUSE (acronyme pour Multi Unit Spectroscopic Explorer) est un instrument de toute dernière génération construit par un consortium européen dirigé par le Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL). Il équipe un des télescopes du mont Paranal depuis 2014. Le télescope collecte la lumière, mais l’instrument est l’outil d’analyse et de mesure. La particularité de MUSE ? Produire des spectres, en dispersant la lumière selon ses longueurs d’onde, en chaque point d’une image : c’est ce qu’on appelle la spectrographie 3D. Même si MUSE n’est pas le premier instrument de ce type, c’est celui qui permet d’observer la plus grande surface de ciel (et donc de produire la plus grande quantité de données) en une seule observation.

MUSE a récemment été associé à un système d’ « optique adaptative ». Le principe est de pouvoir corriger les turbulences de l’atmosphère, qui font «scintiller» les objets et dégradent la qualité des images, grâce à quatre faisceaux lasers puissants tirés depuis le télescope vers l’atmosphère. En étudiant l’image de ces lasers sur le ciel, il est possible de déterminer les déformations subies par la lumière et de les corriger grâce à un miroir déformable dont on modifie l’aspect en temps réel (environ 50 fois par seconde).
L’objectif de notre mission : effectuer les premiers tests de MUSE avec ce nouveau système d’optique adaptative. En pratique nous avons mesuré les performances obtenues, optimisé la séquence d’observation, recherché d’éventuels problèmes… et bien sûr obtenu de superbes images astronomiques !

Résultats Obtenus
Un des résultats les plus directs que nous avons mesuré est le gain en qualité d’image, qui donne la capacité de l’instrument à mesurer des détails très fins sur des sources astrophysiques. Notre cible de choix a été les amas globulaires, qui sont des grands rassemblements d’étoiles (plusieurs milliers) couvrant toute la zone de ciel observée par l’instrument, et qui sont autant de sources ponctuelles qui nous permettent de mesurer la qualité de nos observations. Le système a parfaitement fonctionné avec un gain moyen d’un facteur 2 en résolution spatiale, nous avons pu tester l’instrument sur différentes sources, des planètes aux galaxies les plus lointaines.

Les performances obtenues ont permis de valider les missions et le système ‘MUSE+optique adaptative’ peut désormais être mis à disposition de la communauté scientifique souhaitant l’utiliser, en toute confiance. Les premières observations scientifiques proprement dites débuteront dès le mois d’août avec l’étape de ‘vérification scientifique’. En attendant, notre équipe peut célébrer cette étape et être fière des résultats obtenus !

 

Contact:
Johan Richard: johan.richard@univ-lyon1.fr

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