Une meilleure vision de l'univers : ouverture du plus haut observatoire du monde

Ouverture de l'Observatoire Atacama de l'Université de Tokyo

Le 30 avril 2024, l'Observatoire Atacama (TAO) de l'Université de Tokyo a marqué une étape importante avec son ouverture officielle. Les chercheurs espèrent que cela permettra de résoudre certains des plus grands mystères, notamment la façon dont les planètes se forment, comment les galaxies évoluent et, finalement, comment l'univers lui-même a commencé.

D'une hauteur extraordinaire de 5 640 mètres, le TAO est aujourd'hui le plus haut observatoire astronomique du monde. Cette altitude exceptionnelle devrait offrir des capacités d’observation inégalées, même si elle présente également des défis uniques.

Les astronomes feront de plus en plus d’efforts pour avoir une meilleure vision de l’univers. Il y a des centaines d’années, certaines des premières lentilles ont été fabriquées pour les télescopes afin de rapprocher le ciel de la Terre. Depuis lors, il existe des télescopes optiques dotés de miroirs aussi grands que des bâtiments, des radiotélescopes dont les antennes s'étendent entre les sommets des montagnes, et il existe même un télescope spatial, le Télescope spatial James Webb, plus loin que la lune. Et maintenant, l’Université de Tokyo a ouvert un autre télescope révolutionnaire, financé en partie par le gouvernement japonais.

L'importance de l'altitude de TAO

Après 26 ans de planification et de construction, TAO est enfin opérationnel. Il s'agit officiellement du plus haut observatoire du monde et a obtenu un record mondial Guinness. Situé dans le désert d'Atacama au Chili, il se trouve non loin d'un autre observatoire remarquable fréquemment utilisé par les astronomes des institutions japonaises, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) radiotélescope. Mais pourquoi le TAO doit-il être si haut placé et quels avantages et inconvénients ce facteur apporte-t-il ?

« Je cherche à élucider les mystères de l'univers, comme l'énergie noire et les premières étoiles primordiales. Pour cela, vous devez observer le ciel d'une manière que seul TAO rend possible », a déclaré le professeur émérite Yuzuru Yoshii, qui dirige le projet TAO depuis 26 ans en tant que chercheur principal depuis 1998. « Bien sûr, il contient des informations sur l'état du ciel. des optiques, des capteurs, des composants électroniques et des mécanismes de pointe, mais l'altitude unique de 5 640 mètres est ce qui donne à TAO une telle clarté de vision. À cette hauteur, il y a peu d’humidité dans l’atmosphère qui pourrait avoir un impact sur sa vision infrarouge.

« La construction du sommet du Cerro Chajnantor a été un défi incroyable, non seulement techniquement, mais aussi politiquement. J'ai assuré la liaison avec les peuples autochtones pour garantir que leurs droits et leurs opinions soient pris en compte, avec le gouvernement chilien pour obtenir l'autorisation, avec les universités locales pour une collaboration technique et même avec le ministère chilien de la Santé pour garantir que les gens puissent travailler à cette altitude en toute sécurité. Grâce à toutes les personnes impliquées, la recherche dont je n'ai jamais rêvé pourra bientôt devenir une réalité, et je ne pourrais pas être plus heureux.

L’altitude incroyable de TAO rend le travail difficile et dangereux pour les humains. Le risque de mal des montagnes est élevé, non seulement pour les travaux de construction, mais même pour les astronomes qui y travaillent, surtout la nuit lorsque certains symptômes peuvent être pires. La question est donc : tous ces efforts et ces dépenses en valent-ils la peine ? Quels types de recherche offrira-t-il à la communauté astronomique et, par extension, aux connaissances humaines ?

« Grâce à l’altitude et à l’environnement aride, TAO sera le seul télescope au sol au monde capable de visualiser clairement les longueurs d’onde de l’infrarouge moyen. Cette zone du spectre est extrêmement utile pour étudier les environnements autour des étoiles, y compris les régions de formation des planètes », a déclaré le professeur Takashi Miyata, directeur de l'Observatoire Atacama de l'Institut d'Astronomie et responsable de la construction de l'observatoire.

« De plus, comme TAO est exploité par l'Université de Tokyo, nos astronomes y auront un accès total sur de longues périodes, ce qui est essentiel pour de nombreux nouveaux types de recherche astronomique qui explorent des phénomènes dynamiques impossibles à observer avec des observations peu fréquentes à partir de télescopes partagés. . Je suis impliqué auprès de TAO depuis plus de 20 ans ; en tant qu’astronome, je suis vraiment très excité et le véritable travail d’observation est sur le point de commencer.

Innovations technologiques et de recherche au TAO

Il existe un large éventail de domaines astronomiques auxquels le TAO peut contribuer, de sorte que les chercheurs auront différentes utilisations de ses instruments particulièrement privilégiés. Certains chercheurs contribuent même au TAO en développant des instruments spécifiques à leurs besoins.

«Notre équipe a développé le spectrographe multi-objets infrarouge à grand champ et couleur simultanée (SWIMS), un instrument capable d'observer une grande partie du ciel et d'observer simultanément deux longueurs d'onde de lumière. Cela nous permettra de collecter efficacement des informations sur un large éventail de galaxies, structures fondamentales qui composent l’univers. L’analyse des données d’observation SWIMS fournira un aperçu de la formation de ceux-ci, notamment de l’évolution des trous noirs supermassifs en leurs centres », a déclaré le professeur adjoint Masahiro Konishi. « Les nouveaux télescopes et instruments contribuent naturellement à faire progresser l’astronomie. J’espère que la prochaine génération d’astronomes utilisera le TAO et d’autres télescopes au sol et dans l’espace pour faire des découvertes inattendues qui remettront en question notre compréhension actuelle et expliqueront l’inexpliqué.

Perspectives futures et contributions du TAO

En raison de la relative disponibilité du TAO, davantage de jeunes astronomes devraient pouvoir l’utiliser qu’avec les générations précédentes de télescopes. Et en tant que télescope de nouvelle génération, TAO peut offrir aux chercheurs émergents une chance d’exprimer leurs idées d’une manière jamais possible auparavant.

« J'utilise diverses expériences en laboratoire pour mieux comprendre la nature chimique de la poussière organique dans l'univers, ce qui peut nous aider à en apprendre davantage sur l'évolution des matériaux, y compris ceux qui ont conduit à la création de la vie. Plus les observations astronomiques réelles seront meilleures, plus nous pourrons reproduire avec précision ce que nous voyons lors de nos expériences sur Terre. TAO peut grandement nous aider lorsque nous observons la poussière organique dans la gamme infrarouge moyenne », a déclaré Riko Senoo, étudiante diplômée.

« Même si à l'avenir je pourrai utiliser TAO à distance, je serai sur place pour aider à la construction de notre instrument spécialisé, l'imageur multi-champs infrarouge moyen pour observer l'univers inconnu (MIMIZUKU). TAO est situé dans une région reculée que je ne pourrais jamais visiter dans la vie de tous les jours, j'ai donc hâte d'y passer du temps.

Au fil du temps, il ne fait aucun doute que les astronomes actuels et futurs trouveront de plus en plus de moyens de réaliser des observations révolutionnaires avec TAO. L'équipe espère que les caractéristiques qui le rendent si nouveau – le fonctionnement à distance, les instruments très sensibles et, bien sûr, le fait qu'un télescope de haute précision a été développé avec succès pour fonctionner dans un environnement à basse pression – informeront et inspireront les concepteurs, ingénieurs et chercheurs qui contribuent aux installations d’observation astronomique partout dans le monde.