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L'image qui illustre cet article (ci-dessous) n'est pas seulement jolie. Elle révèle surtout les progrès du nouveau système d'optique adaptative du télescope Gémini sud, le GEMS (Gemini Multi-Conjugate Adaptive Optics System) par rapport à la génération précédente (baptisé Altair). Présenté comme le plus avancé au monde, ce système doit aider les astronomesastronomes à observer l'univers avec un niveau de précision et de clarté sans précédent en éliminant les distorsions dues à l'atmosphèreatmosphère terrestre.
Pour comprendre tout l'intérêt de cet instrument, il faut savoir que les observations depuis les télescopes terrestres sont dégradées par les turbulences atmosphériques. Pour remédier à ce problème, trois solutions existent. La première, la plus expéditive, consiste à les envoyer en orbite. La seconde, plus pragmatique, consiste à les construire sur des sites avec un niveau d'humidité très bas et en altitude, car les mouvements d'air y sont plus stables et la couche atmosphérique moins épaisse.
La célèbre nébuleuse d'Orion, vedette du ciel d'hiver dans l'hémisphère nord, comme les astronomes amateurs ne la voient jamais. Les deux photographies ont été saisies avec le même télescope Gémini sud mais avec deux systèmes d'optiques adaptatives différents : à gauche, avec le dispositif Altair en 2007 et à droite avec le nouveau GEMS. © Gemini Observatory, AURA
Corriger les perturbations de l'air avec l'optique adaptative
Quant à la troisième solution, il s'agit de les doter d'une optique adaptative (OA), un système qui corrige en temps réel les dégradations d'une image dues à la turbulence atmosphérique. Autrement dit, il s'agit de restituer l'image de la source lumineuse telle qu'elle aurait pu être prise avant de pénétrer dans l'atmosphère, en élimant les effets de déformation créés par l'atmosphère.
Bien que cette technologie soit très bien maîtrisée (elle existe depuis les années 1980), elle reste soumise à deux limitations qui restreignent le champ de correction et la couverture de ciel. Si l'incidenceincidence est faible pour les télescopes de petite taille, ce n'est pas le cas pour la génération des très grands télescopes et leurs miroirsmiroirs de 30 à 40 m de diamètre. Pour s'affranchir de cette contrainte, plusieurs concepts sont à l'étude, dont celui de l'optique adaptative multiconjuguée (MCAO). Cette technologie permet la correction d'une zone de champ assez grande, de l'ordre d'une à deux minutes d'arcminutes d'arc, et l'observation simultanée de plusieurs objets avec des résolutionsrésolutions inégalées.
Un premier pas vers la maîtrise de cette technologie a donc été franchi avec succès lors de l'entrée en service de l'instrument GEMS du télescope Gémini sud, qui utilise cette technologie de l'optique adaptative grand champ. Résultat : l'acuité de Gémini sud est supérieure à celle du télescope spatial Hubble.
