Le télescope géant Magellan GMT est la prochaine génération de télescopes terrestres géants qui promet de changer notre façon de concevoir l’univers. Il sera construit à l’observatoire de Las Campanas, au Chili. Le télescope devrait être opérationnel en 2021.
Table des matières
Informations générales
Vue générale du futur télescope GMT
Le télescope GMT a une conception unique qui présente les avantages suivants. Il s’agit d’un miroir principal segmenté qui utilise sept des plus grands miroirs monolithiques modernes. Six d’entre eux ont un diamètre de 8,4 mètres et pèsent 20 tonnes. Ils entourent un segment central situé le long de l’axe, formant une surface optique unique de 24,5 mètres de diamètre, d’une superficie totale de 368 mètres carrés.
Comparaison du GMT avec d’autres grands télescopes
Le GMT aura un pouvoir de résolution 10 fois supérieur à celui du télescope spatial Hubble. Le projet GMT est un consortium international regroupant les plus grandes universités et instituts de recherche du monde.
Comment cela fonctionnera-t-il ?
Guidage par laser, c’est-à-dire création d’une «étoile» artificielle pour régler l’optique
Le GMT fonctionne de la manière suivante : la lumière frappe le miroir principal (GM), puis est réfléchie sur des miroirs secondaires plus petits et enfin, à travers une ouverture dans le GM, sur un CCD (dispositif à couplage de charge). La lumière est alors mesurée par divers instruments montés sur le télescope.
Construction
L’ébauche du futur segment
Les miroirs primaires du GMT ont été conçus par des experts du Steward Observatory Mirror Lab de l’Université de l’Arizona (Steward Observatory Mirror La b-SOML) à Tucson, Arizona, États-Unis.
Polissage d’un des sept segments du miroir primaire
Chaque segment du miroir est une merveille de la technologie moderne et de la verrerie. Sa surface est polie avec une précision d’environ un millionième de pouce. Bien que les miroirs du GMT soient beaucoup plus grands que ceux de n’importe quel autre télescope, le poids total du verre est considérablement inférieur à ce que l’on pourrait attendre. Ce résultat est obtenu grâce à l’utilisation d’une structure en nid d’abeille. Le miroir lui-même est composé d’un grand nombre de segments hexagonaux, ce qui a permis de réduire le poids du produit, par rapport à un miroir d’une seule pièce, d’un facteur 5 !
Miroir principal
Le miroir principal comparé à la figure humaine
Le futur miroir (composé de 1 681 ébauches encastrées dans un substrat en nid d’abeille) est placé dans un four rotatif géant, où la rotation fait prendre au verre une forme parabolique. Cela permet de réduire considérablement le temps nécessaire au meulage ultérieur et de diminuer le poids. Ce miroir géant est essentiellement creux et sera refroidi par des ventilateurs pour le ramener à la température de l’air nocturne, ce qui minimisera les distorsions dues aux sources de chaleur.
Optique adaptative
L’un des aspects techniques les plus délicats de la construction d’un télescope moderne est l'»optique adaptative». Les miroirs secondaires du télescope sont flexibles. Sous chaque miroir secondaire (il y en a 7 au total), il y a des centaines d’actionneurs qui ajustent en permanence la surface du miroir pour égaliser les turbulences atmosphériques. Ces actionneurs, contrôlés par des ordinateurs, transformeront les étoiles scintillantes en points lumineux. C’est alors que GMT pourra produire des images 10 fois plus claires que celles du télescope spatial Hubble.
Emplacement
Image de la lumière zodiacale obtenue depuis le futur emplacement du télescope. Auteur : Yuri Beletsky.
Situé dans l’un des endroits les plus hauts et les plus secs de la planète, dans le désert d’Atacama, le télescope géant de Magellan pourra être observé plus de 300 nuits par an. La montagne Las Campanas (plus de 2550 mètres d’altitude), où sera installé le GMT, a une altitude de plus de 2550 mètres. Il n’y a pratiquement pas de précipitations dans cette région et l’absence de pollution lumineuse, associée à un air sec et clair, fait du pic Las Campanas un emplacement idéal pour le futur télescope GMT.
Objectifs d’observation futurs
Image d’exoplanètes autour de l’étoile HR8799, obtenue en 2010.
L’une des questions les plus intéressantes à laquelle il faut encore répondre est peut-être la suivante : sommes-nous seuls dans l’Univers ? Le télescope géant Magellan peut nous aider à y répondre. La recherche de signes de vie sur d’autres planètes est l’un des plus grands projets de l’histoire de l’humanité. Il est extrêmement difficile d’obtenir des photographies de bonne qualité des exoplanètes. En raison de la grande distance et de la lumière intense de l’étoile mère, qui bloque la majeure partie de la lumière réfléchie par la planète.
Possibilités
Observation simulée du disque autour de l’étoile HR 4796A, d’une taille de 70 UA, à l’aide du télescope spatial Hubble — à gauche et GMT à droite.
Les miroirs de GMT collecteront plus de lumière que n’importe quel autre télescope, à l’exception du télescope E-ELT, de près de 40 mètres de diamètre, qui devrait être opérationnel un an plus tard, c’est-à-dire en 2022, et qui sera également situé au Chili.
Modélisation d’une image d’un amas globulaire situé dans la galaxie Centaurus A, à une distance d’environ 13 millions d’années-lumière. 13 millions d’années-lumière. La première image est celle du télescope Hubble, avec le télescope Gemini de 8,1 m de diamètre au centre et le télescope GMT à droite.
La résolution sans précédent du télescope permettra de répondre à certaines des questions les plus fascinantes de l’astronomie du 21e siècle. Comment les premières galaxies se sont-elles formées ? Quelle est la nature de la matière noire et de l’énergie noire qui composent notre Univers ? Quel est le destin futur de l’Univers ?
Comparaison des images d’une exoplanète proche de l’étoile βPic obtenues avec le télescope VLT 8 m et des images simulées du télescope GMT.
Technologie de fabrication du miroir principal
Le miroir principal du GMT comporte sept segments qui fonctionnent ensemble comme une seule unité avec une résolution télescopique de 24,5 mètres de diamètre. Chacun des sept segments du miroir a un diamètre de 8,4 mètres. La limitation de la taille d’un segment est imposée par la technologie actuelle et son transport vers le futur observatoire.
Rendu informatique du futur télescope
Les miroirs sont fabriqués en verre borosilicaté de haute qualité. Les segments de miroir sont polis avec une précision de 25 nm. Après le polissage, la surface est recouverte d’une fine couche d’aluminium afin d’obtenir une réflectivité maximale.
Un segment de miroir est monté sur l’axe du télescope. Les six autres miroirs sont montés autour du segment central. Chaque segment est monté dans sa propre «cellule» avec un système de support actif qui maintient le miroir dans la bonne position par rapport aux autres segments.
Outil de meulage au diamant pour la finition de la surface
Les miroirs sont fabriqués en trois étapes :
- Fusion du verre dans un moule rotatif
- Meulage de la surface brute
- Polissage de la surface selon les tolérances optiques.
Le miroir est ensuite transporté au sommet de la montagne et monté dans le télescope pour les essais ultérieurs.
Avantages
Télescope sur fond de Voie lactée
Le télescope GMT est dans une position favorable, le site pour son installation dispose déjà de routes d’accès, d’eau, d’électricité et de communications. Il n’y a pas de pollution lumineuse et il est probable qu’il en restera ainsi pendant des décennies. Les conditions météorologiques sont stables depuis plus de 30 ans. De nombreux objets intéressants peuvent également être observés depuis l’hémisphère sud, tels que le Grand et le Petit Nuage de Magellan, qui sont nos voisins les plus proches et le centre de notre Voie lactée.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023