EELT-SAF-Hammer-19 mai 2010



Mise à jour le 29 Mai 2010


CONFÉRENCE "L'AVÈNEMENT DES TÉLESCOPES ULTRA GÉANTS "
Par François HAMMER
Astronome Observatoire de Paris, GEPI
Au FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).
Le Mercredi 19 Mai 2010 à 20H30

Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos et des animations.
(François Hammer a eu la gentillesse de nous donner sa présentation complète (en pdf), elle est disponible sur ma liaison ftp et s'appelle. ELT_SAF_Hammer.pdf elle est dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2009/2010)

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

Un grand merci à l'ESO (Thank you Lars!) qui nous a fourni une importante documentation que l'on a pu distribuer au public.


BREF COMPTE RENDU







François Hammer, astronome à l'Observatoire de Paris fait partie du laboratoire GEPI: Galaxie – Étoile – Physique – Instrumentation, qui a pour thèmes de recherches principaux la formation et l’évolution des étoiles, de notre Galaxie et des nombreuses galaxies qui constituent la matière lumineuse de l’Univers.

Il a été aussi en poste quelques années au CFHT de Hawaï.


La tendance actuelle est au télescopes que l'on appelle "ultra géant" (extremely large en anglais), comme le E-ELT (European Extremely Large Telescope) dont nous allons parler ce soir, mais aussi comme ceux des projets américains "concurrents" comme le GMT (Giant Magellan Telescope) de 21m et le TMT (Thirty Meter Telescope) de 30m.











Lorsque l'on trace sur une courbe l'évolution du diamètre des télescopes au cours du temps, on s'aperçoit qu'en gros, le diamètre double tous les 50 ans.

On le voit sur la diapo ci-contre.













LE TÉLESCOPE EUROPÉEN ULTRA GÉANT E-ELT.




C'est un télescope révolutionnaire de 42m de diamètre comportant un miroir principal constitué de près de 1000 segments hexagonaux identiques de approximativement 1,4m et épais de 50mm.

Pourquoi un télescope de plus en plus grand :
· pour collecter plus de lumière et ainsi atteindre les premiers instants de l'Univers, il devrait collecter 15 fois plus de lumière que le VLT!
· pour avoir une meilleure résolution. (il devrait avoir une résolution de 5 milli arc sec)

(document : © ESO)




Il sera aussi utilisé dans le domaine du proche infra rouge.

Sa structure optique devrait comporter une technologie nouvelle qu'aucun autre télescope n'a : 5 miroirs.



Voilà le gain en résolution que l'on attend avec l'E-ELT, de g à d : vue par Hubble; vue par le VLT avec OA (optique adaptative) et enfin vue avec l'E-ELT (avec OA aussi)


Il devrait peser 5200t et sa structure mécanique souple, supportant les miroirs est constituée de 85.000 éléments.


Bien entendu le miroir principal est équipé d'une optique adaptative afin de s'affranchir des turbulences atmosphériques.

Le principe de l'optique adaptative (OA) a été fondée d'ailleurs en France à l'Observatoire de Paris.

Son principe : L'OA consiste à s'adapter et donc à corriger les variations de la densité de l'air (turbulences = ennemis héréditaires des astronomes) en agissant sur des miroirs déformants plus rapidement que ne varient ces turbulences. C'est là toute l'astuce, si on est capable de mesurer ou d'analyser (par un capteur) la variation due à la turbulence on peut agir sur des actionneurs qui vont déformer (très très légèrement de l'ordre du micron!) le miroir.
Ces actions ont lieu en moyenne 100 fois par seconde, on reconfigure donc le télescope régulièrement à cette cadence.
L'image devient alors extrêmement "piquée".

Mais le problème est d'avoir un capteur de cette turbulence si possible au niveau des étoiles en visant une étoile brillante dans le parage de la zone à étudier; cela n'étant pas toujours possible on crée des étoiles artificielles pour résoudre la question, ce sont les étoiles guides créées par une lumière Laser se reflétant sur des très hauts nuages d'altitude.


Ce procédé est déjà utilisé au VLT par exemple avec le système NACO.




LES GALAXIES ET LEURS OBSERVATIONS.

Une équipe d'astronomes Européens menés par François Hammer a pour la première fois étudié en parallèle la morphologie de 116 galaxies locales et de 148 galaxies éloignées, construisant ainsi deux séquences de Hubble, une actuelle et une il y a 6 milliards d’années. Cette démarche consistant à étudier les objets à deux époques différentes de l’histoire de l’Univers permet de mieux comprendre l’évolution des galaxies.




Contrairement à ce que l’on croyait, les astronomes démontrent que la séquence de Hubble (décrivant la classification des galaxies) il y a six milliards d'années est très différente de celle que nous connaissons aujourd’hui.
« Il y a six milliards d'années, il y avait beaucoup plus de galaxies particulières que maintenant.
« Ceci signifie qu'en six milliards d’années, ces galaxies particulières doivent se transformer en galaxies spirales, impliquant de profondes transformations à des époques relativement récentes. »

On pense que ces galaxies particulières se sont formées par collisions et fusions.

Voir l'article plus détaillé paru dans les astronews il y a quelques mois à ce sujet.




Pour observer de telles galaxies lointaines, on a utilisé le système "giraffe" au VLT, c'est un spectrographe multi-fibres.

Ce système permet d'attribuer à certaines galaxies, plusieurs carrés de détection grâce auxquels on peut déterminer plusieurs spectres, et donc ainsi accéder (grâce à l'effet Doppler) au mouvement de rotation des étoiles dans ces portions de galaxies.








L'UNIVERS LOINTAIN.

Les objets lointains pour être détectés doivent être lumineux si ce n'est très lumineux, c'est le cas des sursauts gamma (en anglais gamma ray bursts ou GRB), phénomènes les plus violents de l'Univers.
L'énergie correspondante à une sursaut gamma est de l'ordre de 10 millions de fois celle d'une galaxie!!

Le GRB le plus lointain détecté jusqu'à présent (correspondant à un décalage vers le rouge, le fameux z, de 8,4) est "daté" de près de 600 millions d'années après le Big Bang! C'est l'événement nommé : GRB 090423.

Le VLT est équipé d'un instrument spécial pour étudier les GRB, le VLT/X-SHOOTER.

Il a la capacité d’enregistrer, en une seule fois, avec une haute sensibilité, la totalité du rayonnement d’un objet céleste - depuis l’infrarouge jusqu’à l’ultraviolet.

Sur le futur E-ELT, les objets lointains vont aussi bien sûr être étudiés; pour cela on met au point divers instruments comme :

· ELT/EAGLE, devrait aussi fournir le spectre intégral des objets les plus lointains.
· EVE, dont F Hammer est responsable devrait permettre de comprendre ce qui se passe autour des galaxies lointaines, et notamment étudier le gaz dans les halos.
· CODEX devrait vérifier de façon directe l'expansion de l'Univers, en effectuant les mêmes mesures sur un espace de 10 ans.



LA RECHERCHE D'EXOPLANÈTES.


Cela devrait être le domaine de prédilection de l'E-ELT.

L'instrument EVE devrait permettre, par la mesure précise des vitesses radiales, de découvrir nombre d'exoplanètes, et en se concentrant si possible vers les exo-terres.

On espère aussi pouvoir assister directement à la formation de systèmes planétaires.


L'ESO.



L'ESO (European Southern Observatory), ou Observatoire austral Européen est une organisation fondée en 1982 par de nombreuses nations européennes dont la mission principale est de fournir des équipements de pointe permettant aux astronomes et aux astrophysiciens de mener des recherches de premier plan dans des conditions optimales.

Son siège est situé près de Munich, à Garching.

L'ESO possède une vingtaine de télescopes, dont les plus célèbres sont au Paranal, le VLT.






La construction de l'E-ELT a été décidée, son coût devrait être aux alentours de 1 milliard d'euros.

La localisation de l'E-ELT vient d'être déterminée, ce sera à côté du VLT le Mont Armazones; c'est une montagne haute de 3060 mètres dans la partie centrale du désert d'Atacama au Chili, à quelques 130 kilomètres au sud de la ville d'Antofagasta et à environ 20 kilomètres du Mont Paranal.





POUR ALLER PLUS LOIN.

Les videos de l'ESO sur l'EELT.

Le centre de notre galaxie grâce au Laser.

Le GRB 090423 vu par nos amis allemands du MPE.

X-shooter : le spectrographe le plus efficace pour saisir le ciel

Site de Optimos/EVE.

Voir aussi le CR de la conférence de Guy Monnet sur "un télescope géant pour l'Europe" à l'IAP.

La croissance des galaxies : CR de la conférence de G Mamon à l'IAP le 10 nov 2009




Bon ciel à tous


Jean Pierre Martin membre de la commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
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