Nous, les humains, avons une faim insatiable de comprendre l'Univers. Comme l'a dit Carl Sagan, «La compréhension est l'ecstasy». Mais pour comprendre l'Univers, nous avons besoin de meilleures et meilleures façons de l'observer. Et cela signifie une chose: de grands, énormes, énormes télescopes.
Dans cette série, nous examinerons 6 des super télescopes du monde:
- Le télescope géant de Magellan
- Le très grand télescope
- Le télescope de 30 mètres
- Le télescope européen extrêmement grand
- Le grand télescope synoptique
- Le télescope spatial James Webb
- Le télescope infrarouge à champ large
Le télescope géant de Magellan (GMT) est en cours de construction au Chili, à l’observatoire de Las Campanas, qui abrite les prédécesseurs du GMT, les télescopes de Magellan. La région d'Atacama au Chili est un excellent emplacement pour les télescopes en raison de ses superbes conditions d'observation. C'est un désert de haute altitude, donc il y fait extrêmement sec et frais, avec peu de pollution lumineuse.
Le GMT est construit par les États-Unis, l'Australie, la Corée du Sud et le Brésil. Il a commencé la construction des installations en 2015 et la première lumière devrait être au début des années 2020.
Les miroirs segmentés sont le summum de la technologie en ce qui concerne les super télescopes, et le GMT est construit autour de cette technologie.
Le miroir principal du GMT se compose de 7 miroirs séparés: un miroir central entouré de 6 autres miroirs. Ensemble, ils forment une surface optique de 24,5 mètres (80 pieds) de diamètre. Cela signifie que le GMT aura une surface totale de collecte de lumière de 368 mètres carrés, soit près de 4 000 pieds carrés. Le GMT surclassera le télescope spatial Hubble en ayant une puissance de résolution 10 fois supérieure.
Il y a une limite à la taille des miroirs simples qui peuvent être construits, et les miroirs de 8,4 mètres dans le GMT sont aux limites des méthodes de construction. C’est pourquoi les systèmes segmentés sont utilisés dans le GMT et dans d’autres super télescopes conçus et construits dans le monde entier.
Ces miroirs sont des prouesses d'ingénierie modernes. Chacun est composé de 20 tonnes de verre et sa construction prend des années. Le premier miroir a été coulé en 2005 et était encore en cours de polissage 6 ans plus tard. En fait, les miroirs sont si massifs, qu'ils ont besoin de 6 mois pour se refroidir lorsqu'ils sortent du casting.
Ce ne sont pas de simples miroirs plats. Ils sont décrits comme des croustilles, plutôt que plats. Ils sont asphériques, ce qui signifie que les faces des miroirs ont des surfaces fortement incurvées. Les miroirs doivent avoir exactement la même courbure pour fonctionner ensemble, ce qui nécessite une fabrication de pointe. La forme paraboloïdale des miroirs doit être polie avec une précision supérieure à 25 nanomètres. C'est environ 1 / 25ème de la longueur d'onde de la lumière elle-même!
En fait, si vous preniez l'un des miroirs du GMT et l'étaliez de la côte est à la côte ouest des États-Unis, la hauteur de la plus haute montagne du miroir ne serait que de 1/2 pouce.
Le plan prévoit que le télescope géant de Magellan commence à fonctionner avec seulement quatre de ses miroirs. Le GMT aura également un miroir supplémentaire construit, juste pour les imprévus.
La construction des miroirs GMT a nécessité des méthodes et des équipements de test entièrement nouveaux pour atteindre ces précisions exigeantes. Toute la tâche incombait au Richard F. Caris Mirror Lab de l'Université de l'Arizona.
Mais GMT est plus que son miroir principal. Il possède également un miroir secondaire, également segmenté. Chacun des segments du miroir secondaire doit fonctionner de concert avec son segment correspondant sur le miroir principal, et la distance entre le miroir secondaire et le miroir principal doit être mesurée dans une partie sur 500 millions. Cela nécessite une ingénierie rigoureuse pour la structure en acier du corps du télescope.
L'ingénierie derrière le GMT est extrêmement exigeante, mais une fois qu'il sera opérationnel, qu'est-ce que cela nous aidera à apprendre sur l'Univers?
"Je pense que les choses vraiment excitantes seront des choses dont nous n'avons pas encore pensé." -Dr. Robert Kirshner
Le GMT nous aidera à résoudre de nombreux mystères dans l'Univers, comme l'explique le Dr Robert Kirshner, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, dans cette vidéo.
Les objectifs scientifiques du GMT sont bien définis et il n'y a pas vraiment de surprise. Les objectifs du GMT sont d'améliorer notre compréhension de certains aspects fondamentaux de notre univers:
- Formation d'étoiles, de planètes et de disques
- Systèmes planétaires extrasolaires
- Populations stellaires et évolution chimique
- Assemblage et évolution de la galaxie
- Physique fondamentale
- Première lumière et réionisation
Le GMT collectera plus de lumière que tout autre télescope que nous avons, c'est pourquoi son développement est si vivement suivi. Ce sera la première «portée à imager directement des planètes extrasolaires, ce qui sera extrêmement excitant. Avec le GMT, nous pourrons peut-être voir la couleur des planètes, et peut-être même des systèmes météorologiques.
Nous sommes habitués à voir des images des bandes orageuses de Jupiter et des phénomènes météorologiques sur d'autres planètes de notre système solaire, mais être capable de voir quelque chose comme ça sur des planètes extra-solaires sera étonnant. C’est quelque chose que même les personnes occasionnelles intéressées par l’espace seront immédiatement fascinées. C’est comme si la science-fiction prenait vie.
Bien sûr, nous sommes encore loin de tout cela. La première lumière n'étant pas prévue avant le début des années 2020, nous devrons être très patients.
