Le Chili, nouvelle porte des étoiles

Des conditions météo parfaites et une pollution lumineuse quasi nulle font du désert d’Atacama, au Chili, l’endroit idéal pour observer le ciel. Et les astronomes du monde entier y font des découvertes étonnantes ! 

Muni de 66 antennes mobiles, le radiotéléscope ALMA peut scruter les zones les plus froides et les plus lointaines de l'Univers. (Photo: Christoph Malin/Eso Photo Ambassador)
Muni de 66 antennes mobiles, le radiotélescope ALMA peut scruter les zones les plus froides et les plus lointaines de l’Univers. (Photo: Christoph Malin/Eso Photo Ambassador)

À 5 050 m d’altitude, sur un plateau du désert d’Atacama, dans le nord du Chili, 66 antennes mobiles pointent leurs paraboles argentées de 12 m de diamètre vers le ciel. Ce sont les « yeux » du radiotélescope ALMA, qui scrute les zones les plus froides et les plus lointaines de l’Univers.

Dans un bunker voisin, l’ordinateur le plus puissant d’Amérique latine traite des avalanches de gigabits à la seconde. Et dans la salle de contrôle, 2 000 m plus bas, l’astronome italienne Violette Impellizzeri observe un étrange ballet. «Nous rapprochons ou éloignons les antennes les unes des autres, comme on manipule le zoom d’un appareil photo de façon à obtenir la meilleure résolution possible, explique-t-elle. Quand l’observation commence, toutes les paraboles bougent ensemble pour viser le même point dans le ciel. Ce soir, nous observons la galaxie Circinus, aussi appelée ESO 97-G13, l’une des plus proches de notre Voie lactée… Nous cherchons de l’eau !»

ALMA (pour Atacama Large Millimeter Array) est le site astronomique le plus important du monde, celui de tous les superlatifs. Et le Chili, la Mecque de l’astronomie. Car en plus d’ALMA, deux autres télescopes d’exception observent le ciel depuis le nord du pays : celui de La Silla, à 600 km au nord de Santiago, et le Very Large Telescope, sur le mont Paranal. Avec la mise en service du Giant Magellan, en 2020, par un consortium international mené par les Américains, et celle, en 2021, du géant européen E-ELT — dont les diamètres seront respectivement de 24 m et 39 m, un record —, la position du Chili sera encore renforcée. «En 2025, 70 % des grands instruments mondiaux se trouveront au Chili. Pour un astronome, c’est devenu the place to be», assure Violette Impellizzeri, une femme de 38 ans vêtue d’un jean et d’un chemisier multicolore, bien loin du cliché de l’astronome en blouse blanche.


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L'ALMA. (Photo: Babak Tafreshi/Eso Photo Ambassador)
L’ALMA. (Photo: Babak Tafreshi/Eso Photo Ambassador)

Il a fallu 10 ans pour construire ALMA, qui a coûté 1,4 milliard de dollars. Pendant toutes les années de la conception du télescope, de 2003 à 2013, l’astronome Christine Wilson a représenté les scientifiques canadiens. «Au début, il y avait trois projets de télescopes portés par l’Amérique du Nord, l’Union euro­péenne et le Japon, raconte-t-elle. Devant l’ampleur du défi, et du budget, ils ont fusionné pour aboutir à ALMA. Par rapport aux radiotélescopes comparables, celui-ci a une résolution 10 fois plus importante. Il peut voir des objets moins brillants que les autres télescopes et obtenir des images plus nettes. Il est même plus précis que Hubble, qui se trouve pourtant dans l’espace.»

Dans les longueurs d’onde observées par ALMA, le rayonnement émane de gigantes­ques nuages froids intersidé­raux, mais aussi des toutes pre­­mières galaxies, donc des plus anciennes. Ces régions sont obscures et opaques à la lumière visible, mais transparentes pour ALMA. D’où ces images inédites, parfois féeriques, produites par le radiotélescope : étoiles et planètes en formation dans leur cocon de gaz, galaxies naissantes aux limites de l’Univers, nuages de molécules complexes qui sont les prémices de la vie.

«L’une des images les plus spectaculaires, prise fin 2014, montre un système qui se crée autour de l’étoile HL Tauri, avec des cercles concentriques à l’endroit où la matière s’agrège pour former les planètes, rapporte Christine Wilson. On n’avait encore jamais vu ça !»

Les installations de l'ALMA. (Photo: ALMA)
Les installations de l’ALMA. (Photo: ALMA)

Ces prouesses sont d’autant plus remarquables qu’elles sont réalisées dans des conditions extrêmes. Sur le plateau andin de Chajnantor, le vent peut souffler à 100 km/h et la température nocturne descendre à – 30 °C. Un décor quasi martien dans lequel les antennes d’ALMA, de 100 tonnes chacune, sont déplacées une à une par un véhicule spécial muni d’une pince géante. «Nous étions encore en phase de tests, avec un temps limité d’observation, mais depuis la fin 2015, le rythme s’est accéléré, se félicite l’astronome canadienne. On pourra sonder de façon simultanée des dizaines d’étoiles jeunes — c’est ma spécialité — pour décomposer toutes les étapes de leur formation. Les découvertes vont se multiplier !»

Le Suisse Serge Guniat, ingénieur en chef d’ALMA, annonce même un saut dans l’inconnu : «Les possibilités d’ALMA nous surprennent chaque jour et nous sortons du programme que nous avions initialement planifié ; de la validation d’hypothèses, on passe à “on ne sait pas trop ce qu’on va voir”. C’est quelque chose qui n’arrive pas si souvent dans notre domaine scientifique, et nous en sommes justement à ce moment.»

À 400 km de là, le Very Large Telescope pourrait distinguer les phares d’une voiture qui se déplacerait sur la Lune grâce à ses quatre miroirs de 8,2 m. En activité depuis 1998, il est l’obser­vatoire le plus prolifique du monde, avec 550 publications scientifiques chaque année. Ses astronomes, logés dans une résidence futuriste qui a servi de cadre au tournage de 007 Quantum — le 22e James Bond —, ont depuis longtemps prouvé qu’ils préféraient la science à la fiction. En 2004, ils ont obtenu la première image directe d’une exoplanète, une planète extrasolaire. Et en décembre 2008, ils présentaient une étude complète sur le trou noir géant qui occupe le centre de notre galaxie.

L'intérieur du Very Large Telescope. (Photo: Frédéric Faux)
L’intérieur du Very Large Telescope. (Photo: Frédéric Faux)

Mis en service dans les années 1960 par les Européens, l’observatoire de La Silla n’est pas en reste. Équipé de l’un des instruments les plus performants au monde pour détecter les exoplanètes, il a mené à la découverte, en 2010, d’un système de sept planètes autour d’une étoile située à 127 années-lumière. Un an plus tard, deux équipes de chercheurs utilisaient des spectres d’explosions d’étoiles obtenus par ces deux observatoires pour montrer que l’expansion de l’Univers s’accélérait… Un big bang scientifique qui leur a permis de décrocher le prix Nobel de physique.

Pourquoi le Chili est-il si propice à l’observation ? Le désert d’Atacama, qui s’étend sur des centaines de kilomètres, est l’un des plus secs de la planète. Il est si aride que les pics andins qui le bordent et dépassent sou­vent les 6 000 m sont presque dépourvus de glaciers. Ces con­di­tions garantissent aux astronomes un nombre record de nuits sans nuages — 340 par année dans certaines régions — et ont attiré les scientifiques de l’European Southern Observatory (ESO), une organisation internationale, dès les années 1960.

«La qualité atmosphérique est importante, mais le Chili a d’autres atouts», dit l’astronome belge Olivier Hainaut, qui travaille pour l’ESO. «Nos observatoires chiliens sont épargnés par la pollution industrielle ou lumineuse, car les centres urbains sont très éloignés. Le Chili est par ailleurs un pays avec de bonnes infra­structures et stable politiquement, ce qui est primordial pour préserver ces investissements.»

Pour l’astronome québécois Christian Marois, pionnier de la détection d’exoplanètes, c’est «une véritable révolution» qui se prépare au Chili ainsi qu’à Hawaï, où un télescope muni d’un miroir de 30 m recevra sa première lumière en 2018. «Avec un télescope de presque 40 m, comme l’E-ELT — au lieu de 8 m, comme c’était jusqu’à maintenant la norme pour les grands télescopes —, le temps mis pour accumuler la lumière dans les détecteurs n’est pas réduit de cinq fois, mais de cinq à la puissance quatre ! précise-t-il. Pour certaines observations, par exemple la détection d’exoplanètes en imagerie thermique, on pourra faire en une nuit ce qui prenait auparavant des centaines d’heures. Nous allons savoir si ces nouvelles “Terres” sont habitables, si leur atmosphère con­tient de l’ozone, de l’eau… et même des traces de vie.»

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