Au sommet d'une montagne aplatie dans le désert d'Atacama, au Chili, l'un des plus grands télescopes du monde peut aider les scientifiques à répondre à la question séculaire «Y a-t-il de la vie?» En cours de construction et en cours de Le télescope Magellan (GMT) a poussé les scientifiques à innover et à créer de nouvelles technologies dans le but de voir les objets les plus faibles et les plus distants de l'univers.
Pour la localisation du télescope, les scientifiques ont choisi l'observatoire Las Campanas, situé dans une zone dépourvue de pollution lumineuse et d'un temps dégagé pendant plus de 300 jours par an en moyenne. Un consortium de dix universités et centres de recherche, y compris le Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian, s'emploie à couvrir le coût de 1 milliard de dollars du télescope. (Une fois terminé, son budget de fonctionnement annuel sera d’environ 36 millions de dollars.)
«Le défi pour la construction de ce télescope est que nous voulions avoir un très grand miroir primaire», a déclaré Charles Alcock, directeur du Harvard-Smithsonian Centre. "La raison pour laquelle ces miroirs doivent être grands, c'est parce que nous recherchons des objets très faibles." Très gros, c'est un euphémisme; alors que le miroir principal du télescope spatial Hubble a un diamètre de huit pieds, celui du GMT mesurera plus de quatre-vingts pieds. Avec un diamètre dix fois supérieur à celui de Hubble, il produira également des images de planètes lointaines qui transitent devant des étoiles dix fois plus précises. Une fois terminé, l'enceinte de GMT aura une hauteur de 22 étages et s'étendra sur une superficie de la taille de trois terrains de football.
La construction de ces énormes miroirs se déroule à plus de 12 000 km du Chili, au Steward Observatory Mirror Lab, situé sous le stade de football de l'Université de l'Arizona. Sous la direction du professeur d'astronomie J. Roger P. Angel, une équipe est en train de mouler par rotation les miroirs en nid d'abeille légers de GMT, nommés pour leur apparence modelée. La plupart des télescopes contiennent deux miroirs, mais Angel et son équipe en utilisent sept. Le miroir primaire contiendra sept pièces de verre individuelles, chacune pesant 20 tonnes. Six miroirs extérieurs incurvés entoureront le miroir principal, créant ce que Alcock du Harvard-Smithsonian Center décrit comme «une forme unique dans l’histoire de la conception de miroirs de précision». Les sept miroirs forment une mosaïque et agissent comme un grand miroir un seul objectif.
À mesure que les télescopes deviennent plus grands, les miroirs doivent aussi. Angel a décidé de faire de cette mission sa mission, car, ajoute-t-il, "le secteur de la fabrication de verre ne s'est pas du tout occupé de cela." Angel dit que si ses homologues extraterrestres utilisent des télescopes pour observer la Terre, "j'aime imaginer qu'ils utilisent des miroirs similaires à nous."
Le miroir en nid d'abeille est la technologie essentielle derrière les super-télescopes qui entraînent les scientifiques plus loin que jamais. Le grand télescope binoculaire en Arizona, inauguré en 2004, utilise des miroirs en nid d'abeille, tout comme le télescope à miroirs multiples (MMT), également en Arizona. Le MMT a été mis en service dans les années 1970 et Angel l'a équipé d'un nouveau miroir en 1992. Les scientifiques privilégient ces miroirs car ils ont tendance à refroidir la nuit, contrairement à d'autres types qui restent chauds et provoquent des effets chatoyants qui gâchent les images.
Après six années d'innovation technologique, le laboratoire d'Angel a achevé le premier miroir de GMT en 2012. L'équipe dispose désormais de quatre miroirs à différentes étapes de développement, avec jusqu'à 30 personnes travaillant sur chacun d'eux. «Le plus gros défi consiste à nous assurer que tout est en ordre, alors que la forme est aussi difficile», déclare Angel. Depuis l’Arizona, les miroirs achevés se rendront par la route - un facteur qui limitait leur taille - à un bateau en partance pour le Chili. Angel attend l'achèvement et le test du second miroir avant de commencer les envois.
«Le télescope géant Magellan est très intéressant car il est probablement, plus que tout autre télescope que nous ayons jamais construit, réellement basé sur la technologie moderne», a déclaré l'astrophysicien et prix Nobel de 2011, Brian Schmidt, lors d'un événement organisé à Smithsonian au début du mois. «Il a des lasers, il a ce système optique adaptable. Tout est construit ensemble. »M. Schmidt est membre du corps professoral de l'Australian National University, qui fait partie du consortium GMT.
Schmidt et les autres scientifiques espèrent beaucoup que la mise en service de l’Equipe GMT sera un succès. Heureusement pour eux, contrairement au télescope spatial Hubble, le système GMT a l'avantage d'être basé sur la Terre, au cas où des problèmes se poseraient.
Andrea Dupree, astrophysicienne au Harvard-Smithsonian Center, a déclaré: «Le véritable truc, c’est que les télescopes captent la lumière et la projettent sur un instrument, c’est là que vous faites des progrès technologiques."
Avec le GMT, les scientifiques disposeront de suffisamment de lumière pour photographier des planètes lointaines et peut-être même en apprendre davantage sur leurs atmosphères. S'ils découvrent des signes d'oxygène, trouver d'autres formes de vie ne sera peut-être pas très loin. L'énorme taille du télescope permettra également aux scientifiques de se familiariser avec la matière noire et de répondre aux questions sur le moment et la manière dont les premières étoiles se sont formées. "La possibilité de parcourir et d'explorer ces premières étoiles est certainement l'une des choses que je veux vraiment faire avec le télescope géant Magellan", a déclaré Schmidt lors de l'événement.
Les scientifiques investis dans l'avenir de la GMT sont tous d'accord pour dire qu'il est difficile de prévoir le type de questions sur l'univers auxquelles leur nouvelle technologie pourrait répondre. «Les découvertes les plus excitantes vont être inattendues», déclare Dupree.
