Un spectrographe haute performance pour un télescope géant

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Cette photo montre la vaste colline du Cerro Armazones au Chili, où se trouve l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO. Le sol martien peut sembler plat vu d’ici, mais le sommet se trouve à plus de 3 000 mètres au-dessus du niveau de la mer. Les télescopes terrestres fonctionnent mieux lorsque l’atmosphère qui les sépare de l’Univers est réduite au minimum, ce qui rend le sommet de l’ELT idéal pour les observations. Image : ESO/G. Vecchia

L’Observatoire Européen Austral (ESO) lance la conception et la construction du ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES) avec un consortium international dont font partie l’Université de Genève (UNIGE) et l’Université de Berne (UNIBE), les deux institutions hôte du Pôle de Recherche National PlanetS. Ce spectrographe est destiné à l’Extremely Large Telescope (ELT), actuellement en construction au Chili. ANDES permettra notamment de sonder l’atmosphère des exoplanètes à la recherche de traces de vie.

L’accord pour la conception et la construction d’ANDES entre l’ESO et le consortium d’institutions dont l’Université de Genève et l’UNIBE font partie a été signé aujourd’hui dans les locaux du siège social de l’ESO en Allemagne par Xavier Barcons, directeur général de l’ESO et Roberto Ragazzoni, président de l’Institut National Italien d’Astrophysique (INAF). L’INAF dirige le consortium de 13 pays pour cet instrument à 120 millions d’euros, l’équivalent d’un petit satellite spatial.

ANDES est un puissant spectrographe, un instrument qui décompose la lumière en ses différentes couleurs afin que les astronomes puissent déterminer les propriétés des objets astronomiques, telles que leur composition chimique. Il sera installé sur le Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, le futur télescope de 39 mètres de diamètre déjà en construction sur le mont Armazones, dans le désert d’Atacama au Chili. L’instrument aura une précision record dans les domaines du visible et du proche infrarouge et, associé au puissant système de miroirs de l’ELT, il ouvrira la voie à des recherches couvrant de nombreux domaines de l’astronomie.

’La contribution de l’Université de Genève se focalise principalement sur l’un des quatre spectrographes qui composeront ANDES, le spectrographe RIZ (dans les longueurs d’ondes rouge et proche infrarouge) pour le coté instrumental et sur les applications d’ANDES dans le domaine des systèmes planétaires pour le côté scientifique’ explique Christophe Lovis, professeur associé à l’Université de Genève et représentant suisse pour le consortium d’ANDES. ’ANDES permettra en effet de sonder l’atmosphère des exoplanètes à la recherche de biosignatures. Il sera un atout majeur pour les scientifiques du Centre pour la Vie dans l’Univers, le centre de recherche nouvellement créé au sein de l’Université de Genève pour explorer la difficile question de la vie ailleurs que sur Terre’ précise Christophe Lovis.

Si la signature officielle a lieu aujourd’hui, c’est déjà l’effervescence au sein des équipes du département d’astronomie de l’Université de Genève. ’Nous avons déjà un design optique solide du spectrographe RIZ mais il reste encore des défis à surmonter. Un exemple: les dimensions du télescope sont telles que les pièces optiques du spectrographe, qui seront elles-mêmes d’une taille conséquente, devront rester alignées à moins de 1/10’000ème de l’épaisseur d’un cheveu pour nous permettre de détecter le signal d’une exo-terre’ indique Audrey Lanotte, ingénieure opticienne à l’Université de Genève. ’Le projet monopolise déjà une dizaine de spécialistes au sein de l’Université de Genève. Ce type de projet demande une excellente coordination entre les différents métiers. C’est très stimulant!’ ajoute Audrey Lanotte.

L’UNIBE contribue aussi à ANDES en fournissant une autre pièce maîtresse: le système de distribution de la lumière. Celui-ci permettra la calibration des différents spectrographes avec des sources de lumière stables. ’La Suisse est l’un des principaux contributeurs à cet instrument. L’expertise et la collaboration historique de l’UNIBE et de l’Université de Genève, consolidée ces dernières années à travers le PRN PlanetS, permet à la Suisse de se positionner comme une référence internationale en matière de recherche et de conception d’instrument de haute précision pour l’observation et l’étude des exoplanètes, y compris leur processus de formation’ conclut Christoph Mordasini, professeur et directeur exécutif de la Division Recherche Spatiale et Sciences Planétaires (WP) de l’UNIBE.

L’ELT avec ses 39 mètres de diamètre devrait voir sa première lumière à l’horizon 2028 et ANDES y sera installé quelques années plus tard, vers 2032. En plus de sa contribution essentielle à la recherche sur les exoplanètes et la vie dans l’Univers, la combinaison ELT/ ANDES permettra des avancées inédites dans d’autres domaines de l’astrophysique tels que la mesure des constantes fondamentales de la physique, l’étude des galaxies lointaines ou encore la détection des premières étoiles de l’Univers.