Comment le réchauffement climatique affecte les observations astronomiques

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L’étoile guide laser du VLT : depuis le télescope Yepun de 8,2 mètres du V

L’étoile guide laser du VLT : depuis le télescope Yepun de 8,2 mètres du VLT, un faisceau laser s’élève dans le majestueux ciel austral et y crée une étoile artificielle à 90 kilomètres d’altitude, haut dans la mésosphère terrestre. L’étoile guide laser (LGS en anglais) fait partie du système d’optique adaptative du VLT et est utilisée comme référence pour corriger l’influence de l’atmosphère terrestre sur les images. ESO / G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)

Les observations astronomiques avec des télescopes terrestres sont extrêmement dépendantes des conditions atmosphériques locales. Le changement climatique provoqué par l’homme va influencer négativement certaines de ces conditions sur les sites d’observation du monde entier, comme le rapporte une équipe de recherche dirigée par l’Université de Berne et le Pôle de recherche national (PRN) PlanetS.

La qualité des observations astronomiques au sol dépend essentiellement de la clarté de l’atmosphère au-dessus de l’endroit d’où elles sont effectuées. Les sites des télescopes sont donc choisis avec beaucoup de soin. Ils sont souvent construits en hauteur, au-dessus du niveau de la mer, de sorte qu’il y ait moins d’atmosphère entre eux et leurs cibles. De nombreux télescopes sont également construits dans des déserts, car les nuages et même la vapeur d’eau empêchent de voir clairement le ciel nocturne.

Dans une étude publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics et présentée lors du congrès Europlanet Science 2022 à Grenade, une équipe de chercheurs dirigée par l’Université de Berne et le Pôle de recherche national (PRN) PlanetS montre comment l’un des plus grands défis de notre époque - le changement climatique d’origine humaine - affecte désormais même notre vision du cosmos.

Un point aveugle dans le processus de sélection

’Bien que les télescopes aient généralement une durée de vie de plusieurs décennies, les conditions atmosphériques ne sont prises en compte que pour une courte période lors du choix du site. En général, il s’agit des cinq dernières années, ce qui est trop court pour saisir les tendances à long terme et encore moins pour représenter les changements futurs dus au réchauffement climatique’, explique Caroline Haslebacher, auteure principale de l’étude et chercheuse au Pôle de recherche national PRN PlanetS à l’Université de Berne. L’équipe de recherche, composée de chercheurs de l’Université de Berne et du PRN PlanetS, de l’EPF Zurich, de l’Observatoire européen austral ESO et de l’Université de Reading en Grande-Bretagne, s’est donc donné pour mission de mettre en évidence cette perspective à long terme.

Détérioration des conditions tout autour du globe

Leur analyse des tendances climatiques futures, basée sur des modèles climatiques mondiaux à haute résolution, montre que les principaux observatoires astronomiques, de Hawaï aux îles Canaries, en passant par le Chili, le Mexique, l’Afrique du Sud et l’Australie, connaîtront probablement une augmentation de la température et de la teneur en eau de l’atmosphère d’ici 2050. Cela pourrait à son tour entraîner une perte de temps d’observation et une perte de qualité des observations réalisées.

Aujourd’hui, les observatoires astronomiques sont conçus en fonction des conditions locales actuelles et n’ont que peu de possibilités d’adaptation. Les conséquences possibles des conditions climatiques pour les télescopes sont donc par exemple un risque accru de condensation en raison d’un point de rosée plus élevé ou des systèmes de refroidissement qui fonctionnent mal, ce qui peut alors entraîner davantage de turbulences de l’air dans la coupole du télescope’, explique Haslebacher.

Le fait que les effets du changement climatique sur les observatoires n’aient pas été pris en compte jusqu’à présent n’était pas un oubli, comme le dit Marie-Estelle Demory, co-auteur de l’étude, mais était dû en grande partie à l’état de la technique : ’C’est la première fois qu’une telle étude a été possible. Grâce à la résolution supérieure des modèles climatiques globaux développés dans le cadre du projet PRIMAVERA d’Horizon 2020, nous avons pu étudier très précisément les conditions à différents endroits du globe, ce que nous ne pouvions pas faire avec les modèles traditionnels. Ces modèles sont des outils précieux pour notre travail à la Wyss Academy’, a déclaré la chercheuse principale à l’Université de Berne et membre de la Wyss Academy for Nature.

Cela nous permet maintenant d’affirmer avec certitude que le changement climatique anthropique doit être pris en compte dans le choix des sites pour les télescopes de la prochaine génération, ainsi que dans la construction et l’entretien des installations astronomiques", explique Haslebacher.


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