Le télescope SOAR, situé sur Cerro Pachón au Chili, a reçu une mise à niveau majeure avec l'installation du spectrrographie Echelle du télescope Soar (Steles). L'instrument tant attendu a obtenu la première lumière en août avec des observations du système d'étoiles binaires Eta carinae, ainsi que 13 autres cibles. Soar fait partie de la US National Science Foundation Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO), un programme de NSF NoirLab.
Steles a été installé sur le télescope SOAR le 30 juillet 2025 et le 6 août, de son perchoir sur Cerro Pachón au Chili, il a pointé vers la Constellation Carina pour observer l'une des paires d'étoiles les plus fascinantes de notre Voie laiteuse – Eta Carinae.
Eta carinae est un système d'étoiles binaires – deux étoiles en orbite autour des autres – avec une longue et curieuse histoire d'éclaircissement et de gradation. Le système est surtout connu pour sa « grande éruption » en 1837, au cours de laquelle il a subi une formidable explosion et est devenu l'un des objets les plus brillants du ciel nocturne, avant de vaincre à nouveau. Au cours des siècles depuis, les astronomes ont regardé Eta carinae car il fluctuait mystérieusement de luminosité.
Les estimations actuelles soutiennent que la plus grande étoile d'Eta Carinae est environ 90 fois la masse du soleil, tandis que la plus petite étoile est environ 30 fois la masse du soleil. Et tandis que le système est supérieur à 5 millions de fois plus lumineux que le soleil, il semble faible dans notre ciel en raison d'être fortement obscurci par la nébuleuse de l'homoncule – un nuage de matériau éjecté de la plus grande étoile pendant la grande éruption.
Cet objet fascinant a été choisi comme première cible légère pour Steles en reconnaissance de l'astronome brésilien Augusto Damineli, qui a été le premier à proposer qu'Eta carinae était un système binaire et qui a mené l'acquisition de la plupart du financement nécessaire à la construction et à l'installation de Steles à Soar.
Steles a été conçu au Brésil par le Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA), qui fait partie du Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (McTI), et l'Instituto de Astronomia, Geofísica e ciências atmosféricas de Universidade de Sénath Paulo (Iag / usp). La conception optique a été réalisée par Bernard Delabre de l'ESO. Les composants des détecteurs CCD de l'instrument ont été conçus, fabriqués et testés au CTIO.
L'instrument est arrivé au CTIO en mai 2016 avec une quantité substantielle d'assemblage et de tests encore nécessaires. Au cours des neuf prochaines années, les équipes ont travaillé avec diligence, surmontant les défis logistiques et techniques, les retards dus à la pandémie Covid-19, et la nécessité de multiples excursions du Brésil au Chili. Dans la nuit de la première lumière, les équipes ont ressenti un véritable sentiment d'accomplissement alors que Steles a réussi à acquérir les spectres de 14 étoiles, galaxies et nébuleuses planétaires.
« First Light marque la réalisation d'une étape importante, et nous la célébrons comme une réalisation conjointe des équipes LNA et CTIO / SOAR », explique Felipe Navarete, chercheuse chez LNA et Steles Instrument Scientist.
Steles travaille en divisant un faisceau de lumière entrante en deux bras, un pour les courtes longueurs d'onde de la lumière bleue (300–550 nanomètres) et une pour des longueurs d'onde plus longues de lumière rouge (530–890 nanomètres). Les réseaux de l'échelle dans chaque bras agissent de manière similaire à un prisme, séparant davantage chaque section de lumière dans son spectre de couleurs constituantes. Le spectre peut dire aux scientifiques des informations détaillées sur la composition chimique, le mouvement, la rotation et la distance d'un objet.
Steles peut voir une large gamme de lumière visible en un seul coup, ce qui signifie qu'il peut capturer la plupart des photons qui l'atteignent. Cette grande capacité de collecte de lumière, combinée à un système de détecteur sophistiqué et à l'excellente qualité d'image du télescope SOAR, permet à Steles de prendre rapidement des mesures précises des étoiles à faible éloignement.
Avec les données de haute qualité fournies par Steles, les scientifiques pourront étudier un grand nombre d'étoiles pauvres en métal dans et à l'extérieur de notre galaxie. Plus précisément, Steles recherchera la première génération théorisée des étoiles, connue sous le nom de population III, qui sont les premières étoiles nées de l'histoire de l'univers et ne contiennent pratiquement aucun métal – des éléments plus lourds que l'hélium. Ces étoiles les plus anciennes n'ont jamais été directement observées.
« Steles améliorera sans aucun doute les capacités spectroscopiques de Soar et sera une aubaine pour les chercheurs aux États-Unis et au Brésil », a déclaré le directeur du programme NSF, Chris Davis. « Steles propose une combinaison unique de résolution spectrale élevée et de capacité ultraviolette, ce qui en fait un outil puissant pour faire progresser notre compréhension de la formation d'étoiles et de planète, le support interstellaire et les étoiles chaudes. »
Les scientifiques prévoient que les données de Steles fourniront un aperçu de l'évolution chimique de la voie lactée et dévoilent les secrets du début de l'univers. Après quelques tests d'ingénierie sur ciel supplémentaires, Steles commencera sa recherche pionnière des plus anciennes étoiles de l'univers au début de 2026.
