LSST : un géant pour le cosmos

Le grand télescope LSST est actuellement en construction au Chili. Il fait partie de la classe des 8 mètres (typiquement la taille des plus grands télescopes actuellement en fonctionnement). Mais il présente une caractéristique très particulière qui le distingue des autres instruments et va sans doute constituer une vraie révolution dans le domaine : il a un champ de vue extrêmement large ! Il ne cherche pas à regarder avec un très fort grossissement une planète, une étoile ou une galaxie, il cherche à réaliser une carte globale de l’Univers. Jusqu’à maintenant nous ne connaissons, jusqu’à des profondeurs importantes, que de petites zones du ciel.

L’instrument permettra de cataloguer plusieurs milliards de galaxies (et 10 milliards d’étoiles), améliorant considérablement notre image du cosmos à grande échelle. De plus, parce qu’il reviendra périodiquement sur les mêmes zones du ciel, plus qu’une photographie il réalisera en fait un « film » permettant de mettre en évidence d’éventuels phénomènes variables. C’est une première à ce niveau de qualité et de sensibilité.

LSST tel qu'il sera dans quelques années (crédits : LSST collaboration)
LSST tel qu’il sera dans quelques années (crédits : LSST collaboration)

Pour quels enjeux scientifiques ?

Le premier objectif du projet est la compréhension de l’énergie noire. C’est le nom que l’on donne à l’origine de la mystérieuse accélération de l’expansion de l’Univers. Attention : que l’Univers « enfle » n’est pas étrange, c’est au contraire une prédiction de la relativité générale. Ce qui est curieux est que cette expansion soit de plus en plus rapide alors même que la gravité, comme force de freinage, devrait conduire à un ralentissement. À l’heure actuelle cette question est intensément discutée par la communauté internationale. L’instrument LSST permettra d’apporter des éléments de réponse à cette problématique en utilisant plusieurs sondes différentes et complémentaires.

De plus, LSST fera également face à un autre problème essentiel – peut-être plus important encore parce que tout à fait impossible à expliquer avec la physique connue : celui de la matière noire. On sait aujourd’hui que l’essentiel de la masse de l’Univers n’est pas composée d’objets bien identifiés. En obtenant, de façon indirecte, des cartes de la distribution de matière, LSST permettra de mieux comprendre son agencement et sa répartition.

Dans un tout autre domaine de l’astrophysique, LSST sera également en mesure d’apporter des informations précieuses sur la compréhension du système solaire. Il mesurera les propriétés de plusieurs millions d’objets (près de 100 fois plus que ce qui est aujourd’hui connu). Environ 75% des astéroïdes de plus de 150 mètres potentiellement dangereux pour la Terre seront ainsi détectés.

Enfin, la structure et la formation de notre galaxie, la Voie Lactée, seront mieux comprises grace à l’étude du mouvement de millions d’étoiles, donnant accès à un volume couvert environ 1000 fois plus grand que par les précédent catalogues de ce type.

Vue d'artiste du télescope (crédit : LSST collaboration)
Vue d’artiste du télescope (crédit : LSST collaboration)

Cette belle aventure est essentiellement menée par les Etats-Unis mais la France y participe maintenant activement. Au sein de l’IN2P3 (Institut National de Physique des Nucléaire et de Physique des Particules) du CNRS, il s’agit même d’une expérience prioritaire qui regroupe 9 laboratoires de recherche. Actuellement nous sommes dans la phase active et enthousiasmante de construction des « sous-systèmes » : l’instrument est en train de prendre corps ! Je suis personnellement responsable du banc d’étalonnage de la caméra de LSST et c’est une tâche très motivante parce qu’elle est, de loin, la plus complexe jamais construite dans l’historie de l’astronomie. D’autres laboratoires français s’occupent du système de filtres ou des capteurs CCD. Nous développons aussi une activité intense en simulation et préparation du programme de science. En 2020 tous les sous-systèmes seront intégrés. En 2021 les dernières vérifications seront faites et à partir de 2022 ou 2023 le télescope fonctionnera à plein temps en mode scientifique.

Ce que je trouve le plus extraordinaire avec ce type de projets, c’est bien sûr le fait que des résultats importants vont sans aucun doute émerger dans des thématiques bien identifiées mais aussi, et même surtout, la fenêtre ouverte sur l’inattendu qu’ils représentent ! Le plus intéressant viendra sans doute de ce qu’on n’imagine pas encore.

Site officiel de LSST

7 réflexions sur “ LSST : un géant pour le cosmos ”

  1. Salut Aurélien,

    Le télescope LSST sera, à n’en pas douter, un instrument exceptionnel. En quoi la camera est-t-elle d’une complexité jamais vu?

    Cordialement,
    Ilan

    1. Bonjour Ilan,
      Elle comporte 3.2 milliards de pixels, ce qui est un record. Et les qualités exigées en termes de bruit, de planéité, de linéarité, d’efficacité quantique, de cross-talk, etc. sont extrêmes :).
      Amitiés,
      Aurélien

      1. Merci pour ces précisions. une dernière question :
        à quoi ressemble ce banc d’étalonnage? et qu’étalonne-t-il ?

        Cordialement,
        Ilan

  2. « Environ 75% des astéroïdes de plus de 150 mètres potentiellement dangereux pour la Terre seront ainsi détectés ». Si ce taux est « aussi faible » pour un tel instrument, est-ce à cause de sa position dans l’hémisphère sud qui l’empêche d’accéder à l’hémisphère boréal ?

  3. Bonjour,
    Concernant la galaxie, n’est-ce pas Gaïa qui va révolutionner notre vision (non pas en magnitude mais en précision) ?
    Car le LSST n’aura pas la précision du satellite ?!
    Merci.

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