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Mon stage dans le désert #1 : Le Very Large Telescope

Posté par Celia Capella 22 avril 2019 0 commentaire

Depuis février 2019, je suis en stage à l’observatoire astronomique du Cerro Paranal dans le désert de l’Atacama au Chili. Dans cette série d’articles, je vais tenter de vous décrire le mode de vie des astronomes et ingénieurs sur ce lieu de travail peu commun, telle une envoyée spéciale en terre hostile.

Pour commencer, une petite présentation s’impose. L’observatoire du Cerro Paranal est un site abritant de nombreux télescopes opérés par l’Observatoire Européen Austral (European Southern Observatory en anglais, ESO). Cet organisme intercontinental regroupe 16 états et a été créé en 1962 par 5 pays européens. Il a pour but de concevoir, construire et opérer des télescopes à la pointe de la technologie pour observer le ciel depuis l’hémisphère sud.

Sur cette image, les différents sites de l’ESO sont présentés: du centre de recherche à Garching en Allemagne aux différents sites d’observation au Chili: La Silla, Paranal, ALMA, etc.

Le site du Cerro Paranal est l’un des meilleurs sites au monde pour observer les étoiles: très peu de nuages, une atmosphère très sèche et une pollution lumineuse quasiment inexistante. Mais un ciel aussi beau, ça se mérite! Ainsi, travailler à Paranal nécessite de vivre pendant plusieurs jours à 2635m d’altitude, avec un taux d’humidité inférieur à 5% et totalement isolé au milieu du désert le plus aride du monde. C’est dans ce contexte peu commun que je réalise un stage de 5 mois, alternant 8 jours de travail à l’observatoire et 6 jours de repos dans la capitale chilienne, Santiago.

Dans ce premier volet de ma série sur le stage, je vais m’intéresser aux télescopes présents sur le lieux et le travail réalisé par les astronomes et les chercheurs sur place.

Sur le Cerro Paranal, on retrouve différents télescopes:

  • Quatre Unitary Telescopes (UT), télescopes dont les miroirs primaires font 8,2 m de diamètre. Ce sont les miroirs non segmentés les plus grands du monde : imaginez une seule et unique pièce de verre de plus de 8 m de diamètre, polie de manière très précise par l’entreprise Reosc (française! Cocorico! ).

Le moins qu’on puisse dire, c’est que ce sont de beaux bébés : sur la photo suivante, une personne choisie de manière tout à fait aléatoire propose une échelle de taille.

Ces télescopes sont utilisés toutes les nuits par des astronomes du monde entier qui déposent tous les 6 mois les demandes de temps d’observation qui seront acceptées ou non par l’ESO.

  • Quatre Auxialiary Telescopes (AT), dont les miroirs primaires font 1,8 m de diamètre. Après les quatre mastodontes que je viens de décrire, ils peuvent paraître petits. Mais l’union fait la force, et ces télescopes sont utilisés de manière conjointe grâce à une technique nommée interférométrie stellaire. Ensemble, ils offrent la résolution d’un télescope dont le diamètre équivalent correspond à la distance entre les deux télescopes les plus éloignés : c’est ce que l’on appelle le Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Les UT sont également utilisés de manière conjointe, mais seulement quelques nuits par mois.

Pour combiner les rayons lumineux des différents télescopes, ils doivent avoir parcouru exactement la même distance avant d’arriver au laboratoire. Il existe donc sous la plateforme sur laquelle se trouvent les télescopes des tunnels et un système nommé ligne à retard pour permettre d’égaliser les chemins optiques quelle que soit la position des télescopes et la direction pointée sur le ciel. Le sujet de mon stage concerne ces lignes à retard, je passe donc une partie de mon temps de travail dans ces immenses tunnels. Pour ceux qui s’intéressent à l’aspect technique (les petits fous), l’ESO propose une infographie explicative :

Schéma de principe de l’interféromètre VLT. La lumière d’un objet céleste lointain pénètre dans deux des télescopes VLT et est réfléchie par les différents miroirs dans le tunnel interférométrique, sous la plate-forme d’observation située au sommet du Paranal. Deux Delay Lines à chariots mobiles ajustent en continu la longueur des trajectoires afin que les deux faisceaux interfèrent de manière constructive et produisent des franges au foyer interférométrique dans le laboratoire.
  • D’autres télescopes se trouvent sur le site: le VST, VISTA et l’ensemble de télescopes SPECULOOS. Je ne vais pas les décrire ici, mais toutes les informations sont disponibles sur le site de l’ESO.

A Paranal, les ingénieurs travaillent le jour pour entretenir et améliorer les installations. Ils partent tôt le matin de l’hôtel situé au camp de base, à 10 minutes de voiture du Cerro. Leurs bureaux se trouvent au pied des télescopes, leurs fenêtres offrant une vue sur la mer de nuage qui recouvre presque constamment l’océan Pacifique.

Les ingénieurs travaillent sur différents projets concernant les télescopes, détectent et solutionnent les problèmes rencontrés pensant la nuit, etc. Quand un problème nécessitent leur présence pendant la nuit, ils sont appelés et se rendent au télescopes pour permettre au reste de la nuit de se dérouler correctement.

La journée est rythmée par les appels à la radio, un système de « talky walky » utilisé par les communications sur le site. Les langues les plus couramment utilisées sont l’espagnol et l’anglais, exigeant des employés une maîtrise de ces deux langues – l’anglais restant tout de même la langue officielle.

La nuit, les astronomes observent le ciel à la recherche d’exoplanètes, ou observant le centre de notre galaxie pour étudier son trou noir central, entre autres sujets de recherches. Si il y a une chose qui peut faire suer un astronome, c’est la pollution lumineuse. Les lumières artificielles sont donc réduites à leur minimum: les stores des fenêtres sont fermés, les lampes de poches tournées vers le sol, les voitures roulent en feu de position. Récemment, une voiture nouvellement arrivée sur le site a même vu ses feux couverts de manière relativement artisanale (comprenez : avec du scotch), car ils étaient jugés trop lumineux et pouvaient gêner les observations.

Dans la salle de contrôle, des astronomes du monde entier scrutent les écrans des ordinateurs pour diriger leurs observations. Ils auront un an pour traiter les données et écrire leurs articles de recherche : passé ce délais, toutes les données recueillies par les télescopes de l’ESO passeront dans le domaine public et pourront être utilisées par les autres chercheurs pour écrire leurs papiers. En réalité, vous ou moi pouvons utiliser ces données… A condition de les comprendre et de savoir les exploiter !

C’est donc dans ce contexte international que je travaille en ce moment, avec les ingénieurs du groupe instrumentation et optique. Dans les prochains articles sur le sujet, je vous présenterai plus précisément la vie quotidienne à Paranal et le point de vue des femmes qui travaillent dans ce contexte parfois très masculin. Ce teasing étant fait, je vous laisse sur quelques photos que j’ai prises sur les lieux.

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