Membres du consortium du futur réseau international CTA (Cherenkov Telescope Array), deux scientifiques de l’Observatoire de Paris ont été invitées, en Arizona, à l’inauguration d’un nouveau prototype américain.
A l’instar du prototype français de petite taille développé sur le site meudonnais de l’Observatoire de Paris, ce nouveau modèle américain a été réalisé avec la technologie « Schwarzschild-Couder » à deux miroirs ; la différence est qu’il est de taille intermédiaire.
Dédié à l’étude des rayonnements gamma de l’Univers, CTA est l’un des plus ambitieux projets de télescope au sol du XXIe siècle.
Ce futur observatoire vise à terme à déployer une flotte de 118 télescopes à la surface planétaire. Conçus avec trois tailles différentes : petite, moyenne, grande, ceux-ci seront répartis en deux réseaux : l’un implanté dans l’hémisphère nord, l’autre dans l’hémisphère sud.
Pour l’heure, plusieurs types de technologies sont éprouvées et s’incarnent à travers le développement de prototypes.
Les atouts d’une technologie « Schwarzschild-Couder » à deux miroirs
Le concept à deux miroirs a été proposé au siècle dernier par Karl Schwarzschild (1873-1916), puis optimisé par André Couder (1897-1979) alors astronome opticien à l’Observatoire de Paris.
Avant l’avènement du projet CTA, la technologie « Schwarzschild-Couder » des deux miroirs n’avait jamais été mise en œuvre en astronomie. Et ce, pour différentes raisons, dont les difficultés techniques liées à la fabrication des miroirs asphériques et non-coniques. Elle est pourtant supposée permettre d’atteindre des performances proches des limites théoriques accessibles en astronomie « gamma ».
L’option de cette technologie pour le système optique des télescopes CTA a retenu l’attention des astronomes car elle permet d’améliorer significativement la qualité des images obtenues sur un grand champ de vue, par rapport aux télescopes à miroir unique utilisés jusqu’ici en astronomie gamma au sol.
En effet, le miroir secondaire corrige des aberrations et réduit l’échelle de la surface sensible du plan focal. Autre avantage : il permet aussi l’utilisation de nouveaux photomultiplicateurs au silicium (SiPM), bien adaptés et nettement moins coûteux que les tubes photomultiplicateurs traditionnels.
Avec l’inauguration de ce nouveau prototype aux Etats-Unis, le nombre de télescopes de type Schwarzschild-Couder installés dans le monde dans la perspective de CTA est désormais porté à trois : en comptant le prototype français inauguré à Meudon en 2015 et aussi, un prototype italien de 4 m développé sur les pentes de l’Etna.
Le projet CTA dans sa globalité
La construction de l’infrastructure dans l’hémisphère sud au Chili débutera courant 2019, à la suite de la signature officielle des contrats intervenue fin décembre 2018.
Cette portion australe du réseau comportera 99 télescopes, sur les 118 au total :
- 4 télescopes de grande taille (23 m de diamètre),
- 25 de tailles intermédiaires (9 à 12 m de diamètre),
- 70 de petite taille (4 m de diamètre),
Le reste, implanté dans l’hémisphère nord, en Espagne aux Iles Canaries, sur le site de La Palma, comprendra 19 télescopes :
- 4 télescopes de grande taille
- 15 télescopes de taille intermédiaire.
Déjà un tout premier télescope de grande taille a été officiellement sélectionné pour CTA dans l’hémisphère nord et assemblé aux Canaries en 2018.
31 pays contribuent à CTA, avec plus de 200 instituts de par le monde.