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Le plus grand interferomètre optique de la planète

Il est temps maintenant de s'interesser à la partie cruciale du VLT, l'approche interferomètrique. Lorsque que celui-ci est utilisé dans ce mode, on le nomme VLTI (Very Large Telescope Interferometer). C'est grâce à ce système qu'il peut arriver à recueillir un maximum de lumière et agir comme un appareil de diamètre la distance qui sépare les UTs. La partie délicate sera d'interpréter les messages de cette réunion lumineuse, celle-ci ne se traduisant pas par une image mais comme une série de raies sombres et brillantes, de franges d'interférences. La disposition des UTs et ATs a aussi été conçue pour mieux couvrir la surface collectrice (par des jeux de combinaisons et d'orientation).

Les observations par interférence observés ici sont le fruit du travail de l'anglais Young (début XIXème) qui met en évidence le comportement ondulatoire de la lumière grâce à sa fameuse expérience des fentes de Young. Il étudie alors les raies sombres et brillantes qui en sont issues. C'est le français Fizeau qui appliquera cela à l'astronomie pour essayer de déduire la taille des astres, et c'est Michelson et Pease au début du siècle qui réaliseront l'expérimentation à l'aide du téléscope de 2,5m du mont Wilson.

Figure: Expérience des fentes de Young
\begin{figure}\begin{center}
\resizebox{8cm}{!}{\psfig{file=young.eps}}\end{center}\end{figure}

L'installation est complexe mais le jeu en vaut la chandelle. Si tout se passe comme prévu, lorsque deux des quatre télescopes fonctionneront en mode interférométrique, la résolution maximale de l'ensemble sera celle d'un instrument de près de 200 m de diamètre ! Pour comparaison, les performances du VLTI seront environ cent fois meilleures que celles de Hubble dans les longueurs d'ondes qu'ils ont en commun (proche infrarouge et visible). Afin de se faire une idée, précise Vincent Coudé du Foresto, alors que le télescope spatial pourrait apercevoir depuis Paris un récipient situé à Lyon, le VLTI pourrait par exemple compter les petits pois qu'il contient ! Sa vue sera si perçante qu'il sera en mesure de distinguer un homme allongé sur la Lune ! Le fait d'accroître la résolution par près de 100 dans certains cas, enchaîne Francesco Paresce, astronome et responsable des programmes scientifiques de l'ESO, ouvre forcément de nouvelles fenêtres d'exploration et décuple le potentiel de découvertes. De l'ultraviolet à l'infrarouge, le VLTI sera capable, grâce à ses instruments, d'analyser la surface et la composition exacte d'étoiles. La résolution angulaire sera telle que l'on sera capable d'étudier très finement les disques d'accrétion autour d'étoiles. On pourra aussi rechercher, avec une précision inégalée, des planètes extrasolaires, et notamment des jupiters chauds, ces astres dont la taille est proche de la géante de gaz mais qui tournent très près de leur étoile. Tout un programme de recherches très pointues sur les étoiles de faible masse, les naines brunes et les céphéides est également prévu.

À partir de cette année, le VLTI sera en mesure de fournir une astrométrie de très haute précision (50 $\mu$s d'arc au moins). Les grands téléscopes pourront alors scruter hors de la Voie Lactée (après une période de calibrage sur des astres plus proches) et on s'attend ainsi à découvrir quelques curiosités. Comme le dit Vincent Coudé du Foresto : On peut imaginer qu'ils détecteront des quasars, des trous noirs. Le VLTI sera alors un outil de rêve pour la cosmologie. Il s'attaquera à la densité de matière dans l'univers, sa structure à grande échelle et étudiera les galaxies très lointaines. À titre de comparaison, le VLTI sera 100 fois plus précis qu'Hubble. Voilà à titre d'exemple une des premières image fournie :

\begin{figure}\begin{center}
\resizebox{10cm}{!}{\psfig{file=warp.eps}}\end{center}\end{figure}

Tout cela comporte malgré tout un bémol : le coût, 150000 Euros par nuit d'observation.


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Christian Vincenot 2004-04-27