Les grands observatoires d'aujourd'hui

Depuis que Galilée utilisa, pour la première fois, une lunette astronomique, les astronomes se sont peu à peu dotés d'instruments de plus en plus performants. On trouvera, sur cette page, quels sont les grands observatoires d'aujourd'hui. Les astronomes professionnels, aujourd'hui, scrutent le ciel par le biais d'observatoires terrestres, de radio-télescopes et d'observatoires spatiaux

note: chaque notice d'instrument ou d'observatoire est accompagnée d'une référence Internet. Celles-ci sont malheureusement toutes en langue anglaise

Observatoires terrestres Radio-télescopes

Télescopes spatiaux

Observatoires terrestres

les télescopes Keck I et Keck II au sommet du Mauna Kéa à Hawaï

La plupart des observatoires terrestres contemporains que les astronomes professionels utilisent aujourd'hui abritent des instruments du type télescope. Les instruments, désormais, sont opérés depuis une salle de commande confortable, située à proximité du dôme

• le sommet du Mauna Kéa. Le plus grand observatoire du monde, aujourd'hui, est situé au sommet du Mauna Kéa, sur la plus grande île d'Hawaï. 13 télescopes sont rassemblés sur ce sommet volcanique (4025 m -13 796 pieds), travaillant dans le visible, l'infra-rouge, le sub-millimétrique et les ondes radio. Le Keck Observatory comprend les célèbres télescopes jumeaux Keck (Keck I et Keck II), les plus grands télescopes du monde. Chaque télescope est haut comme un bâtiment de 8 étages, pèse 300 tonnes et est équipé d'un miroir cellulaire de 10 mètres. Les télescopes Keck utilisent des optiques adaptatives dans le visible et le moyen infra-rouge (les optiques compensent les turbulences atmosphériques) et peuvent être utilisés sur la base de l'interférométrie, cette technique qui permet de combiner les images, dans le visible, de deux ou plusieurs instruments. Les télescopes sont la propriété du Caltech, le California Institute of Technology. D'autres institutions ou pays travaillent au sommet du Mauna Kéa: l'université d'Hawaï, la NASA, le Canada, la France, le Royaume-Uni et le Japon. Le James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) est le plus grand télescope du monde dans les ondes sub-millimériques. Le Subaru, un télescope de 8,2 mètres qui travaille dans le visible et l'infra-rouge, est opéré par le Japon. une bonne introduction aux télescopes du Mauna Kéa peut se faire à partir de cette page: http://www.ifa.hawaii.edu/mko/maunakea.htm (elle se trouve via le site University of Hawaii, Institute for Astronomy)
• l'ESO (European Southern Observatory). L'ESO est un institut de recherche inter-gouvernemental européen situé dans l'hémisphère austral. 11 pays participent à l'observatoire, dont le quartier général est à Garching, près de Munich, en Allemagne. L'ESO comprend deux sites: celui du Paranal, celui de La Silla. Le site du Paranal est le site principal. Il se trouve à 130 km (82 miles) au Sud d'Antofagasta, dans le désert d'Atacama, au Chili, au sommet du Cerro Paranal (2600 m -8600 pieds). L'observatoire du Paranal comprend 4 télescopes de 8,2 mètres. Ils peuvent être utilisés séparément, dans le visible et l'infra-rouge, ou combinés par l'interférométrie. On les appelle le "Very Large Telescope" (le "très grand télescope") -VLT- dans le premier cas, et le "Very Large Telescope Interferometer" -VLTI- dans le second. Le site de La Silla abrite essentiellement des instruments de taille moyenne, de l'ordre de 2 mètres de diamètre. La Silla se trouve à l'extrêmité sud du désert d'Atacama, à 160 km (100 miles) au Nord de La Serena (Chili). pour plus détails sur l'ESO, voir le site officiel: European Southern Observatory
• les télescopes du "National Optical Astronomy Observatory" -NOAO. Le "National Optical Astronomy Observatory" est une institution américaine. Elle est l'institution de gestion d'un consortium de 32 universités et autres institutions, l'AURA ("Association of Universities for Research in Astronomy"), et gère en son nom des observatoires de classe mondiale. Le NOAO est financé par la "National Science Fundation" (NSF), l'agence fédérale américaine responsable de la recherche scientifique. Elle finance 20% de tous les programmes universitaires soutenus financièrement par le gouvernement fédéral. Le NOAO a son quartier général à Tucson, en Arizona. L'institution gère le "Kitt Peak National Observatory", un observatoire qui compte plus de 20 instruments. Il se trouve sur la Kitt Peak Mountain, dans le désert du Sonora, à 90 km (55 miles) au sud-ouest de Tucson. L'un de ces instruments est un 4 mètres (le "Mayall"). L'observatoire du Kitt Peak abrite aussi le "National Solar Observatory" -NSO- avec le célèbre télescope solaire, incliné et en tunnel, le McMath-Pierce Solar Telescope. Le NSO possède aussi un autre site, entièrement consacré au Soleil, sur le "Sacramento Peak". Le NOAO, ensuite, gère aussi l'Observatoire Inter-Américain du Cerro Tololo ("Cerro Tololo Inter-American Observatory"), dans le Nord du Chili. S'y trouvent, entre autres, un 4 mètres. Le NOAO, enfin, représente la communauté astronomique des Etats-Unis dans le projet Gemini ("International Gemini Project"), un projet international. Le projet Gemini comprend deux télescopes jumeaux de 8,1 mètres, l'un situé dans l'hémisphère nord, au Mauna Kéa, l'autre dans l'hémisphère sud, près du Cero Tellolo, permettant ainsi, par ces deux emplacements, l'accès à tous les objets de la voûte céleste. Les deux instruments, bien qu'opérant indépendamment, sont reliés par une technologie de réseau moderne. Le quartier général du projet se trouve à Hilo, à Hawaï et à La Serena, au Chili. pour plus de détails sur le NOAO, voir le site du NOAO
• le Lick Observatory. Le Lick Observatory est un institut de recherche pluri-disciplinaire de l'université de Californie. L'observatoire est situé au sommet du mont Hamilton (1400 m -4200 pieds), dans la Diablo Range, à l'Est de San José, en Californie. Bien qu'ainsi situé à proximité de centres urbains, le Lick Observatory peut continuer un travail d'observation important car il a adopté un programme efficace de lutte contre la pollution lumineuse. L'utilisation d'une optique adaptative et d'une étoile-guide artificielle permet au télescope Shane, un télescope de 3 mètres, de compenser les turbulences atmosphériques. Le miroir du télescope est déformable et s'adapte immédiatement aux déformations mesurées des images. L'observatoire Lick abrite aussi l'ancienne grande lunette de 36 pouces (0,90 m), le "Lick Refractor". pour plus de détails, voir le site University of California Observatories/Lick Observatory
• l'Observatoire du Mont Palomar (le "Palomar Observatory"). Situé sur le mont Palomar (1800 m d'altitude -5600 pieds), à 160 km (100 miles) au sud-est de Pasadéna, en Californie, l'observatoire du mont Palomar est né en 1930. L'astronome George E. Hale cherchait alors un site, au nom du Caltech, pour un télescope de 5 mètres financé par la Fondation Rockefeller. Le télescope, le fameux télescope du mont Palomar, ne fut finalement opérationnel qu'en 1949. Baptisé, officiellement, dans le monde anglo-saxon, le "Hale Telescope", l'instrument, avec ses 5 mètres (200 pouces), fut, de 1948 à 1993, le plus grand télescope du monde. Le télescope du mont Palomar fut l'élément de base des recherches sur le Big Bang. Le télescope reste encore, aujourd'hui, un télescope très utilisé, en compagnie des autres instruments du site tels les célèbres télescopes 18 pouces et 48 pouces à chambre de Schmidt. pour plus de détails, voir le site officiel du mont Palomar: Palomar Observatory
• le Big Bear Solar Observatory (BBSO). Le Big Bear Solar Observatory est géré par l'Institut de Technologie du New-Jersey au nom d'un groupe d'universités. Il se trouve à 160 km (100 miles) à l'Est de Pasadéna, en Californie, sur le lac Big Bear, à une altitude de 2200 m (6700 pieds). Le Big Bear Solar Observatory est un observatoire solaire, le plus important au monde en la matière. pour plus de détails voir le site officiel: BBSO, Big Bear Solar Observatory

Radio-télescopes

antennes du VLA à Socorro, Nouveau-Mexique. NRAO

La radio-astronomie est cette branche de l'astronomie qui travaille dans les ondes radio. Elle étudie les ondes radio qui viennent des corps célestes -des trous noirs des galaxies au Soleil ou aux nuages interstellaires. La radio-astronomie n'a commencé que dans les années 1930. Les radio-télescopes travaillent dans des longueurs d'onde qui s'échelonnent de 10 mètres (30 MHz) à 1 mm (300 GHz). Comme leurs homologues optiques, les radio-télescopes peuvent être utilisés dans le cadre de l'interférométrie. Les puissances des instruments sont alors combinées et forment des récepteurs virtuels à haute résolution. Les radio-télescopes, par ailleurs, à une échelle encore plus vaste et même mondiale, peuvent être mis en réseau, atteignant des résolutions encore plus grandes

• les installations du "National Radio Astronomy Observatory", NRAO. Le NRAO, comme on l'a vu plus haut, est une institution de la National Science Foundation (NSF), l'agence fédérale américaine en matière de recherche scientifique. Le NRAO est géré par "Associated Universities, Inc.", un groupe d'universités du nord-est des Etats-Unis, fondé en 1946. Le NRAO gère 5 observatoires majeurs de radio-astronomie: le "Very Large Array" -VLA- qui est un ensemble de 27 antennes de 25 m (82 pieds) organisées en une forme de "Y". Le VLA se trouve à 80 km (50 miles) à l'Ouest de Socorro, au Nouveau-Mexique. Dans sa plus grande configuration, le Y peut atteindre 42 km (26 miles) de "diamètre". Le "Very Long Baseline Array" -VLBA- qui est un réseau mondial de radio-télescopes de 25 mètres (82 pieds), essentiellement localisés aux Etats-Unis (un des instruments est au Mauna Kéa). Les antennes, par exemple, se trouvent au Kitt Peak, à Owens Valley en Californie ou à Hancock, dans le New-Hampshire. Le "Green Bank Telescope" -GBT- qui est, actuellement, le plus grand radio-télescope orientable du monde. Il se trouve à Green Bank, en Virginie Occidentale. L'antenne a un diamètre de 100 mètres. Le "Atacama Large Millimeter Array" -ALMA- qui est un projet conjoint ESO (European Southern Observatory)-Etats-Unis-Canada. Il se composera de 64 antennes de 12 mètres (39 pieds) situées à Llano de Chajnantor, au Chili, dans le désert d'Atacama. Les antennes pourront être configurées de diverses manières, pouvant composer un ensemble variant en dimension entre 150 m (500 pieds) et 16 km (10 miles). Le "Expanded Very Large Array" -EVLA- qui est un projet qui prévoit d'ajouter 8 antennes au VLBA. pour plus de détails sur le NRAO, voir le site du National Radio Astronomy Observatory

Télescopes spatiaux

le télescope Hubble en orbite. NASA

La NASA a actuellement trois observatoires spatiaux en orbite: le télescope Hubble, le "Chandra X-Ray Observatory" et le "Spitzer Space Telescope". Les trois observatoires permettent des observations dans une bonne partie du spectre électro-magnétique: le visible, l'ultra-violet et l'infra-rouge. La NASA avait également en orbite le "Compton Gamma Ray Observatory", qui travaillait dans les rayons gamma, mais il a cessé de fonctionner, brûlant en rentrant dans l'atmosphère

• le "Hubble Space Telescope". Le "Hubble Space Telescope" ou, plus simplement, "le télescope Hubble", ou "Hubble", a commencé à voir le jour, en tant que projet, vers 1970. L'idée était alors défendue par l'astrophysicien Lyman Spitzer. Le télescope spatial commença finalement d'être construit en 1981 à Baltimore. Hubble fut finalement placé en orbite en avril 1990 par la mission STS-31 de la navette spatiale américaine. Un grave défaut optique fut alors découvert et il fallut qu'une mission complémentaire installe un pack de correcteurs optiques sur le télescope. Ce fut fait en 1993. Hubble travaille dans le visible et l'infra-rouge. Trois missions d'entretien ont été assurées par la navette spatiale -en 1997, 1999, et 2002- équipant le télescope de nouveaux instruments et apportant des pièces de rechange. Le destin de Hubble est incertain: le télescope spatial vieillit et, du fait de l'accident survenu à la navette Columbia en février 2003, la NASA hésite à envoyer une nouvelle mission vers le télescope, qui orbite à une altitude assez importante, à 600 km (375 miles). Une telle orbite permet aux observations d'échapper aux effets de distorsion de l'atmosphère terrestre tout en permettant cependant des missions d'entretien. Hubble accomplit une orbite toutes les 97 minutes. pour plus de détails, voir sur la page de Hubble à la NASA
• le "Chandra X-Ray Observatory" est un télescope spatial, semblable à Hubble, mais qui travaille dans les rayons-X. Chandra a été placé en orbite en juillet 1999 par la mission STS-93 de la navette spatiale américaine. Chandra est le télescope rayons-X le plus sophistiqué jamais construit. Son champ d'action lui permet d'observer les régions de hautes énergies de l'Univers. C'est Chandra qui produit ces images, maintenant bien connues, de restes de supernovas ou de nuages de gaz au centre des amas de galaxies. Le télescope doit son nom à l'astrophysicien américain Subrahmanyan Chandrasekhar, d'origine indienne, titulaire du prix Nobel. Chandra se trouve sur une orbite hautement elliptique, s'éloignant jusqu'à 139 000 km (86 500 miles) de la Terre. plus de détails sur le site officiel
• le "Spitzer Space Telescope". Le "Spitzer Space Telescope" est le plus récent télescope spatial de la NASA. Il a été lancé en août 2003. Originellement nommé le "Space Infrared Space Infrared Telescope Facility" (SIRTF), le télescope a été renommé le "Spitzer Space Telescope" en l'honneur de Lyman Spitzer Jr., de la Princeton University, qui fut, en 1946, le premier à proposer de placer des télescopes en orbite. Le Spitzer Space Telescope travaille dans l'infra-rouge. Ses premières études ont permis des vues renouvelées de la question des disques proto-planétaires et de la composition des nuages de gaz et de poussière de l'Univers. Le Spitzer Space Telescope a un emplacement bien particulier dans l'espace. Il s'agit d'éviter la chaleur de la Terre. Aussi, le télescope dérive-t'il, sur la trajectoire de la Terre, derrière celle-ci. Le télescope s'éloignera, au rythme de 0,1 UA par an, tout au long de sa mission. C'est le JPL qui gère le Spitzer Space Telescope pour la NASA. plus de détails sur le site officiel
• SOHO ("Solar and Heliospheric Observatory"). SOHO n'est pas tant un télescope spatial qu'une mission spatiale. Cependant, sa contribution à l'étude quotidienne du Soleil l'autorise à avoir sa place sur cette page. Le satellite SOHO est un projet conjoint Europe (ESA -European Space Agency)-NASA. Il a été lancé en décembre 1995 et il orbite au point de Lagrance L1, entre la Terre et le Soleil. Chaque jour, à différentes longueurs d'ondes, il fournit des données sur l'activité solaire. Ces données sont importantes car la "météo solaire" peut affecter les satellites en orbite terrestre. Le satellite, qui vieillit, a dû avoir son antenne à haut-gain placée en position de parking définitive en juin 2003. Le satellite, toutes les demi-orbites, doit être "retourné", ce qui occasionne des périodes d'intermittence des données aux alentours de tous les 3 mois

On notera, enfin, que des missions spatiales plus courtes -de la NASA ou d'autres agences spatiales- sont régulièrement placées en orbite et y effectuent des observations spécialisées. Ainsi, Galex étudie les galaxies dans l'ultra-violet ou Swift est spécialisé dans l'étude des explosions rayons gamma (les fameux "Gamma-Ray Bursts", les GRB)