VLT (Very Large Telescope)

Les différents télescopes

Le VLT proprement dit comprend huit télescopes indépendants : quatre télescopes fixes – appelés télescopes unitaires ou UT pour Unit Telescope – équipés d’un miroir principal (dit primaire) de 8,2 mètres de diamètre ; quatre télescopes mobiles – dits télescopes auxiliaires ou AT pour Auxiliary Telescope – au miroir de 1,8 mètre de diamètre. En outre, deux télescopes additionnels complètent l’équipement du site de Paranal : le VLT Survey Telescope (VST) et le Visible and Infrared Survey Telescope (VISTA).

Les quatre télescopes fixes du VLT ont reçu chacun un nom d’objet astronomique dans le langage des Indiens mapuche du Chili : Antu (« Soleil »), Kueyen (« Lune »), Melipal (« Croix du Sud ») et Yepun (« Sirius »). Ils sont respectivement entrés en service en mai 1998, février 1999, janvier 2000 et septembre 2000. Les miroirs primaires sont des disques monolithiques (c’est-à-dire constitués d’un seul bloc) très minces (175 mm), qui ont été fondus par la société allemande Schott et polis par la firme française REOSC (Recherche et étude en optique et sciences connexes). Chacun de ces télescopes fixes peut accueillir à ses différents foyers solidaires du télescope (Nasmyth ou Cassegrain) une variété d’instruments pour analyser la lumière reçue.

En outre, des jeux de miroirs, mobiles ou fixes, permettent de faire cheminer la lumière par un parcours dit coudé, jusqu’en un foyer fixe (appelé foyer coudé), indépendant du mouvement du télescope qui compense la rotation terrestre. L’originalité du VLT est de posséder deux foyers coudés principaux. Le premier, dit foyer cohérent (ou F_C), peut être alimenté simultanément par un ou plusieurs des quatre télescopes fixes, ou par les télescopes auxiliaires. Un contrôle extrêmement précis et actif des chemins optiques depuis chaque télescope permet de préserver en F_C la phase des ondes lumineuses issues de chaque télescope, et donc d’additionner ces ondes de façon cohérente, en formant des franges d’interférence – c’est le principe de l’interférométrie. Le second foyer coudé, dit incohérent (ou F_I), peut également recevoir la lumière des quatre télescopes fixes, sans préservation de la phase mais avec simple addition de l’énergie lumineuse. F_Ifournit donc, comme dans le cas précédent, l’équivalent d’un télescope de plus grande surface collectrice de lumière, mais sans la résolution angulaire additionnelle que procure l’interférométrie. Ces deux foyers coudés sont situés dans un laboratoire souterrain fixe, très stable et pouvant donc être alimenté en lumière par tous les télescopes.

Les télescopes auxiliaires, mis en service de 2001 à 2006, peuvent être déplacés sur des rails et donc être positionnés avec précision en divers points de la plate-forme. La lumière qu’ils collectent alimente divers instruments placés au foyer coudé cohérent F_C. Cette possibilité, souple, de recombinaison de la lumière forme le Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Elle permet d’utiliser soit tout ou partie des télescopes auxiliaires indépendamment des télescopes fixes, soit tout ou partie des seuls télescopes fixes, soit même la combinaison de six des huit télescopes. Ce mode VLTI, combinant les faisceaux de plusieurs télescopes, fournit une résolution angulaire exceptionnelle de l’image obtenue, qui peut atteindre l’équivalent de ce qu’offrirait un télescope équipé d’un miroir de 200 mètres de diamètre (distance entre les deux télescopes les plus distants utilisés), soit environ une milliseconde d’arc à la longueur d’onde infrarouge de 1 micromètre (µm). Des modes d’opération plus élaborés permettent même d’améliorer cette résolution d’un facteur cent.

Les huit télescopes du VLT ont été progressivement équipés d’optique adaptative, un dispositif qui[...]