CONFERENCE - MATISSE, l'imageur de poussières cosmiques à 4 télescopes

Conférence présentée par Alexis MATTER, astronome à l'Observatoire de la Côte d'Azur.

Port du masque recommandé en intérieur.

Résumé :

La course aux télescopes de plus en plus grands prend sa source dans le désir d'observer l'Univers toujours plus loin et avec toujours plus de détail. A l'heure actuelle, la classe des télescopes de 10 mètres de diamètre constitue ce que nous avons de plus grand. Cette limite technologique sera prochainement dépassée avec l'arrivée à l'orée 2030 de l'ELT (l'Extremely Large Telescope) avec son miroir segmenté de 39 mètres de diamètre. Cependant, une autre voie est possible dans l'accès aux détails les plus fins des sources astrophysiques, c'est l'interférométrie stellaire. Basée sur le phénomène des interférences lumineuses découvert par Thomas Young en 1801, cette technique est née de l'idée d'Hyppolyte Fizeau en 1851 et utilisée notamment par Michelson en 1921 pour mesurer le premier diamètre d'une étoile. Partie à l'origine de dispositifs utilisant un même télescope, l'interférométrie stellaire consiste maintenant à mélanger et analyser la lumière collectée indépendamment par plusieurs télescopes pour obtenir la finesse de détails d’un télescope virtuel géant qui aurait un diamètre égal à la distance maximale entre les télescopes. Tel une rétine commune à plusieurs yeux, l'instrument réalisant ce mélange et cette analyse est appelé un interféromètre. La limitation en terme de finesse de détails (résolution) est dorénavant associée à la séparation entre les télescopes et non plus leur diamètre.

J'aborderai de manière illustrée et simple les concepts de base associées à cette technique plutôt mystérieuse et présenterai un bref historique de son développement. Je présenterai ensuite le réseau de télescopes le plus moderne utilisé pour l'interférométrie optique, le Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de l'Observatoire européen Austral (ESO) installé dans le désert d'Atacama au Chili. Ce réseau est composé de 4 télescopes de 8.2 m de diamètre et de 4 télescopes mobiles de 1.8m. Je me concentrerai en particulier sur le dernier interféromètre installé au VLTI et opérationnel depuis 2019, l'instrument MATISSE, qui est un projet porté par l'Observatoire de la Côte d'Azur. MATISSE est un instrument permettant de combiner la lumière de 4 des télescopes du VLT afin de reconstruire des images d'un niveau de finesse équivalent à celui que fournirait un télescope allant jusqu'à 200m de diamètre. Observant dans le domaine de l'infrarouge, MATISSE est en mesure d'observer avec une finesse de détails inégalée les environnements de gaz et de poussières chauds autour des étoiles jeunes et contenant les briques primordiales à l'origine des futurs planètes notamment telluriques, les phénomènes de perte de masse et de production de poussière des étoiles massives ou encore les disques de poussières qui alimentent les trous noirs au centre des galaxies. J'illustrerai cela par les images et résultats les plus récents obtenus avec l'instrument et qui ouvrent la voie à une meilleure compréhension de notre univers.