Astro2009

Le 5 mars 2009 j’étais accueilli au Gran Tecan, le plus grand télescope du monde, qui se trouve aux Îles Canaries. Visite guidée.

Situation

Le Gran Tecan est installé à l’Observatoire del Roque de los Muchachos, sur l’île canarienne de La Palma. Cet observatoire, qui accueille également d’autres instruments, se situe à 2396 mètres d’altitude (longitude 17°52′34″W, latitude 28°45′34″N), sous l’un des plus beaux ciels de la planète. L’observatoire est géré par l’Instituto de Astrofisica de Canarias.

Historique

Le Gran Tecan, ou TGC (Gran Telescopio Canarias) a été inauguré en 2007 par le Roi d’Espagne après 20 années d’études et de réalisation. Son financement a été assuré par :

• la Communauté autonome des Canaries
• l’Administration Générale Espagnole
• l’Institut Astronomique de Mexico (5%)
• l’Université de Floride (5%)

En échange ces deux partenaires bénéficient chacun de 5% du temps d’observation et sont membres du comité de sélection des programmes du GTC.

Conception du GTC

Le miroir primaire est composé de 36 miroirs hexagonaux d’une surface collectrice totale de 75,7 mètres carrés, soit l’équivalent d’un miroir sphérique de 10,40 mètres de diamètre.

La lumière collectée est focalisée sur un miroir secondaire puis renvoyée vers un miroir tertiaire qui dirige le faisceau en direction des différents instruments d’analyse : spectrographes et analyseurs dans le domaine visible et infra-rouge (Osiris, CanariCam, Elmer et Emir).

La partie optique bénéficie de deux systèmes d’optimisation :

• l’optique active : c’est un procédé d’alignement optimal des 3 miroirs qui tient compte de la température, de la gravité (selon l’inclinaison du télescope) et des défauts de construction

• l’optique adaptative : ce procédé analyse l’agitation atmosphérique plusieurs fois par seconde et déforme légèrement en temps réel chaque miroir hexagonal pour corriger les effets néfastes de la turbulence

Le télescope est supporté par une monture altazimutale qui tourne sur deux axes, horizontalement et verticalement. L’ensemble du télescope (monture et optique) repose sur un film d’huile ce qui permet des mouvements très faciles et très doux : quand les moteurs sont débrayés, on fait tourner les 300 tonnes de l’ensemble à la main !

Une coupole de 32 mètres de diamètre abrite le GTC ; la température à l’intérieur est maintenue au même niveau que la température extérieure pour éviter la turbulence quand on ouvre la trappe de la coupole. Un système automatisé sélectionne chaque nuit les observations les mieux adaptées aux conditions atmosphériques et astronomiques (transparence et turbulence de l’air, présence ou non de la Lune,…)

Gros plan sur le miroir primaire

Chacun des 36 miroirs hexagonaux a une épaisseur de 8 centimètres ; à l’arrière de chaque miroir 36 vérins motorisés assurent les micro-corrections dictées par l’ordinateur qui interprète les analyses de turbulence atmosphérique.

Les 36 miroirs ne sont pas exactement identiques : il en existe 6 modèles différents. Un jeu complet de miroirs est visible dans le laboratoire d’optique sous le GTC : ces miroirs “de secours” permettent un roulement pendant la réaluminure sans interrompre les observations.

Chaque mois trois miroirs hexagonaux sont réaluminés (il faut donc un an pour refaire toute la surface du Gran Tecan).

L’aluminure se déroule dans un caisson étanche de 12 000 litres de volume : après avoir enlevé la précédente aluminure par un procédé chimique, le miroir est amené dans la chambre, face à aluminer vers le bas.

La chambre est refroidie à très basse température et on y réalise un vide très poussé. La nouvelle aluminure est ensuite vaporisée. Quelques heures plus tard on retire le miroir hexagonal (deux jours sont nécessaires pour mener à bien l’ensemble des opérations pour chaque miroir).

Autres instruments de l’Observatoire

• Magic Telescope : il s’agit d’un télescope Cherenkow destiné à étudier les sursauts gamma, des rayonnements à très haute énergie produits lors de phénomènes cosmiques violents.

• Isaac Newton Telescope : télescope de 2,54 mètres de diamètre destiné à l’imagerie grand champ
• Carlsberg Meridian Telescope : lunette de 0,176 mètre de diamètre utilisée pour la réalisation de catalogues d’étoiles (coordonnées et magnitude)
• William Herschel Telescope : instrument de 4,2 mètres de diamètre qui étudie les supernovae dans les galaxies
• Nordic Optical Telescope : télescope de 2,6 mètres de diamètre dédié à la spectroscopie et la sismologie stellaire

• Dutch Open Telescope : télescope solaire de 0,45 mètre de diamètre
• Swedish Solar Telescope : télescope solaire de un mètre de diamètre
• Telescopio Nazionale Galilee : instrument de 3,6 mètres de diamètre, étude des comètes et astéroïdes
• Liverpool Telescope :  deux mètres de diamètre, étude des étoiles, quazars et noyaux galactiques
• Mercator : télescope de 1,2 mètre de focale qui observe les étoiles variables et les lentilles gravitationnelles
• Superwasp : ensemble de 8 caméras pouvant photographier la totalité du ciel en 45 minutes, à la recherche de planètes extrasolaires par la méthode des transits

Remerciements

Cette visite a été rendue possible grâce à l’intervention de Laurent Courier et Véronique Amat, de l’association Cap Astro, présents sur place.

Merci également à Manuela Abril, ingénieur en charge des optiques du Gran Tecan, pour cette visite très détaillée.

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