Communiqué / Publication


Un nouveau dispositif d’optique adaptative installé sur le VLT génère des images d’une très grande résolution

le 18 juillet 2018

Le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO vient de capturer sa première lumière au moyen d’un tout nouveau dispositif d’optique adaptative baptisé Tomographie Laser – et d’acquérir des images tests particulièrement résolues de la planète Neptune, d’amas d’étoiles et d’autres objets célestes. L’instrument pionnier MUSE positionné en mode Champ Etroit et combiné au module d’optique adaptative GALACSI, peut désormais utiliser cette nouvelle technique de correction de la turbulence en diverses altitudes atmosphériques. Il devient dès lors possible de capturer, depuis le sol et dans le domaine visible, des images dotées d’une résolution supérieure à celle des images acquises par le Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA. Ces résultats sont le fruit d'une collaboration scientifique incluant le Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (UCBL, Insu/CNRS, Ens Lyon).

Crédit: ESO/P. Weilbacher (AIP)
Clichés de Neptune acquis par le VLT doté ou non d’un dispositif d’optique adaptative. Crédit: ESO/P. Weilbacher (AIP)

L’instrument MUSE (Explorateur Spectroscopique doté de Plusieurs Unités) qui équipe le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO fonctionne avec un dispositif d’optique adaptative baptisé GALACSI. Ce module utilise le Système d’Etoiles Guides Laser 4LGSF, un sous-système d’Optique Adaptative (AOF). L’AOF procure une optique adaptative aux instruments qui équipent la quatrième unité télescopique (UT4) du VLT. MUSE fut le premier instrument à bénéficier de cette nouvelle installation et dispose désormais de deux modes d’optique adaptative – le Mode Champ Large et le Mode Champ Etroit.

Le Mode Champ Large de MUSE combiné au Mode Sol de GALACSI permet de corriger des effets de la turbulence atmosphérique jusqu’à une altitude de 10 000 mètres et sur un champ de vue relativement étendu. Le nouveau Mode Champ Etroit basé sur la tomographie laser corrige de la plupart des effets de la turbulence atmosphérique au-dessus du télescope et génère des images bien plus détaillées, mais sur une surface du ciel beaucoup plus restreinte.

Grâce à cette nouvelle instrumentation, le télescope UT4 de 8 mètres atteint la limite théorique de netteté de l’image et s’affranchit totalement des effets de la turbulence atmosphérique. Un tel résultat est extrêmement difficile à atteindre dans le domaine visible. Les images acquises sont comparables, en termes de netteté, à celles capturées par le Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA. Les astronomes peuvent désormais étudier, dans les moindres détails, des objets aussi fascinants que les trous noirs supermassifs situés au centre de galaxies lointaines, les jets issus de jeunes étoiles, les amas globulaires, les supernovae, les planètes du Système Solaire ainsi que leurs satellites, et bien d’autres objets.

L’optique adaptative est une technique permettant de compenser l’effet de flou généré par l’atmosphère terrestre, effet également appelé "déformation de l'image astronomique", un problème d’envergure rencontré par l’ensemble des télescopes opérant depuis le sol. La même turbulence atmosphérique responsable du scintillement des étoiles observées à l’oeil nu, se traduit par l’acquisition d’images floues de l’Univers au moyen des grands télescopes. En effet, la lumière en provenance des étoiles et des galaxies subit une déviation lors de sa traversée de l’atmosphère terrestre. Ce phénomène oblige les astronomes à user de technologies intelligentes pour améliorer artificiellement la qualité des images acquises.

Afin d’atteindre cet objectif, quatre lasers brillants reliés à l’UT4 projettent sur le ciel des rayons de 30 centimètres de diamètre de couleur orange vive. Ces rayons excitent les atomes de sodium présents dans la haute atmosphère et génèrent des Etoiles Guides Laser artificielles. Les systèmes d’optique adaptative utilisent la lumière de ces “étoiles” pour quantifier le degré de turbulence atmosphérique et déterminer les corrections à apporter, quelque mille fois par seconde. S’ensuit la distorsion du miroir secondaire mince et déformable de l’UT4, en réponse à la déviation de la lumière.

MUSE n’est pas le seul instrument à bénéficier de cette Installation d’Optique Adaptative. Un autre système d’optique adaptative baptisé GRAAL fonctionne déjà de concert avec la caméra infrarouge HAWK-I. S’ensuivra, dans quelques années, le nouvel instrument ERIS, doté de performances élevées. Ces développements essentiels dans le domaine de l’optique adaptative augmentent encore la puissance des télescopes de l’ESO, tournés vers l’Univers.

La mise à disposition de ce nouveau mode d’acquisition d’images constitue une étape clé pour l’Extremely Large Telescope de l’ESO, qui utilisera la Tomographie Laser pour atteindre ses objectifs scientifiques. Les résultats obtenus sur l’UT4 au moyen de l’AOF permettront aux ingénieurs et aux scientifiques de l’ELT d’implémenter une semblable technologie d’optique adaptative sur le géant de 39 mètres de diamètre.

Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1824.

Communiqué de presse de l'ESO à retrouver en intégralité à ce lien

Liens

Contacts

  • Thierry Botti
    Laboratoire d'Astrophysique de Marseille / Observatoire des Sciences de l'Univers Institut Pythéas
    Marseille, France
    Tel: +33 4 95 04 41 06
    Email: thierry.botti[at]osupytheas.fr
 
  • Roland Bacon
    Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (UCBL, Insu/CNRS, Ens Lyon) 
    Lyon, France
    Mobile: +33 6 08 09 14 27
    Email: roland.bacon[at]univ-lyon1.fr






     

Publié le 19 juillet 2018