Grâce à une subvention de 11,3 millions de dollars de la Fondation canadienne pour l’innovation, des chercheurs de l’Université de Montréal et de l’Université de la Colombie-Britannique apporteront leur expertise au projet titanesque de construction du plus grand télescope du monde.

L’Extremely Large Telescope (ELT), qui sera le plus puissant du monde grâce à son miroir de 39 mètres de diamètre, fera partie du parc d’une vingtaine de télescopes situé dans la cordillère des Andes, au Chili, qui est dirigé par l’Observatoire européen austral (ESO). Il sera composé de 800 miroirs hexagonaux d’environ 1,45 mètre de diamètre chacun qui, une fois rassemblés, constitueront une surface totale de 39 mètres de diamètre. En comparaison, celui de l’Observatoire du Mont Mégantic (OMM) fait 1,6 mètre de diamètre.

Les chercheurs canadiens, dont ceux de l’Université de Montréal, de l’OMM et de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes (IREx), participeront à la conception d’un des instruments dont sera équipé l’ELT. Cet instrument dénommé ANDES « aura la capacité de détecter la composition chimique de l’atmosphère d’exoplanètes », souligne avec enthousiasme René Doyon, directeur de l’OMM et de l’IREx, et cochercheur principal de la contribution canadienne à ANDES.

La puissance du miroir de 39 mètres permettra d’observer avec plus de détails que jamais des galaxies lointaines, mais aussi l’atmosphère d’exoplanètes qu’on détectait par la méthode des transits. Cette méthode permet de voir les exoplanètes lorsqu’elles passent devant leur étoile et obscurcissent sa lumière. Toutefois, Il n’est pas toujours possible de voir le « transit » de ces exoplanètes depuis la Terre, notamment quand elles orbitent dans un plan qui n’est pas aligné avec notre ligne de visée. « L’exoplanète rocheuse Proxima b, découverte en 2016, qui est très proche du Soleil et qui orbite dans la zone habitable de son étoile, ne transite pas [dans notre ligne de visée]. On ne sait donc pas si elle a une atmosphère, et la seule façon qui nous permettra de le savoir, ce sera avec un instrument comme ANDES et surtout un très grand télescope, comme l’ELT », donne en exemple M. Doyon.

Cet ensemble sera en mesure de détecter des molécules d’eau, de méthane, d’oxygène et de dioxyde de carbone — les ingrédients nécessaires à l’apparition de la vie — dans l’atmosphère d’exoplanètes semblables à la Terre, et qui sont en orbite autour d’étoiles analogues au Soleil.

René Doyon fait remarquer que les chercheurs canadiens ont pu se joindre à ce projet européen, même si le Canada n’est pas membre de l’ESO, en raison de leur expertise en matière d’instrumentation astronomique et de leurs liens avec les chercheurs européens. Les équipes de l’OMM et de son laboratoire d’astrophysique expérimentale ont en effet préalablement mis au point le spectrographe NIRPS (Near-Infrared Planet Searcher) sur le télescope de 3,6 mètres de l’ESO, au Chili, le SPIRou (Spectropolarimètre infrarouge) sur le télescope Canada-France-Hawaii, et l’instrument NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) à bord du télescope spatial James Webb (TSJW).

L’ELT fonctionnera dans les longueurs d’onde du visible et surtout de l’infrarouge, tout comme le TSJW. « La détection des molécules d’oxygène et d’eau se fait dans le domaine infrarouge », rappelle M. Doyon qui souligne que « les technologies de l’astronomie infrarouge ont été développées à l’OMM ». « C’est d’ailleurs pour cette raison que nous avons participé à l’élaboration du TSJW. »

La participation du Canada à ce grand projet permettra aux « astronomes canadiens de bénéficier d’un accès garanti au télescope, ainsi qu’aux toutes premières données qu’il obtiendra. Comme cela est le cas avec le télescope spatial James Webb auquel le Canada a contribué en concevant et élaborant un des instruments [NIRISS] à son bord », fait remarquer M. Doyon.

Des télescopes complémentaires

Comment l’ELT se compare-t-il au TSJW dont on vante les prouesses ? « Les deux télescopes sont complémentaires. Il y a des choses que Webb peut faire, mais que l’ELT ne pourra pas faire, et vice versa. L’ELT sera plus puissant que le TSJW dans l’infrarouge. Ce sera beaucoup plus facile de savoir si Proxima b a une atmosphère, par exemple, avec l’ELT. Et pour ce qui est de détecter les biosignatures, il n’y a que le télescope 39 mètres qui pourra le faire », répond René Doyon.

« Mais il y a plein d’avantages à ce qu’un télescope soit dans l’espace plutôt qu’au sol. Notamment, on doit doter les télescopes terrestres d’un système de correction de la turbulence qu’occasionne l’atmosphère [sur les rayons lumineux venant du ciel], ce qu’on n’a pas besoin de faire dans l’espace. Mais un télescope spatial est plus compliqué et coûte plus cher. L’avantage au sol est qu’on peut construire de plus grands télescopes pour des coûts similaires. Or, pour collecter la lumière des astres, on a besoin de miroirs les plus grands possibles », indique l’astronome.

« De plus, comme le TSJW se trouve à 1,5 million de kilomètres de la Terre, on ne pourra pas le réparer quand il tombera en panne, tandis qu’au sol, ce sera possible. »

L’ELT devrait être en marche vers le milieu de la prochaine décennie. « Ce sera une des machines les plus complexes que l’humanité n’aura jamais construites ! » lance René Doyon.