La plus grande caméra astronomique jamais construite

La plus grande caméra astronomique du monde bientôt prête à scruter le ciel

le 3 avril 2024

Tout juste assemblée, la caméra LSST¹ est désormais prête à être acheminée depuis le SLAC National Accelerator Laboratory aux États-Unis vers l’Observatoire Vera C. Rubin² au Chili où elle sera installée en mai 2024. Dotée de 3,2 milliards de pixels, c’est la plus grande caméra astronomique jamais construite³ . Sa conception aura nécessité près de deux décennies et mobilisé plusieurs centaines de scientifiques du monde entier, dont plusieurs équipes du CNRS⁴ . Pendant les dix prochaines années, la caméra observera le ciel austral quotidiennement, à raison de 800 clichés par nuit, couvrant chacun une surface équivalente à 40 fois celle de la Lune. Ses deux objectifs : étudier et cartographier en 3D l’Univers observable dit « statique », mais aussi surveiller les phénomènes célestes dits « transitoires ».

Partenaire historique du CNRS, SLAC a fait appel aux scientifiques de l’organisme afin de participer à l’élaboration du plan focal de la caméra ainsi qu’à la conception et construction de son changeur de filtres robotisé. Ce dernier permettra de changer automatiquement 5 à 15 fois par nuit les cinq filtres de couleurs dont est dotée la caméra, pesant entre 24 et 38kg chacun. En mesurant la quantité de lumière que les objets célestes émettent et en confrontant les images prises à travers les différents filtres, il sera possible de déterminer avec précision leur position et distance par rapport à la Terre. En parallèle, d’autres scientifiques du CNRS contribuent au développement de l’infrastructure informatique⁵ qui permettra de traiter quantitativement et qualitativement la somme colossale d’images des quelque 17 milliards d’étoiles et 20 milliards de galaxies observables qui seront collectées. Un véritable travail de fourmi visant à constituer le catalogue de données sur l’Univers le plus complet possible.

Pourquoi collecter autant de données ? Elles visent avant tout à mieux comprendre l’énergie sombre, identifiée comme le moteur de l’expansion accélérée de l’Univers et à mener des recherches approfondies sur la matière noire, deux substances mystérieuses qui constituent plus de 95 % du cosmos. Les données relatives au ciel transitoire seront quant à elles rendues publiques quasiment en temps réel et permettront notamment à la communauté scientifique de détecter d’éventuels astéroïdes qui pourraient s’avérer dangereux pour notre planète.
La caméra LSST sera livrée à l’Observatoire Vera C. Rubin aux abords de la Cordillère des Andes au Chili en mai 2024 afin d’être installée sur son télescope⁶. Les premières images sont attendues au printemps 2025.

Photographie de la caméra, avec l’un des filtres de couleur positionné. © Olivier Bonin/SLAC National Accelerator Laboratory.

Vue d’artiste de la caméra LSST montrant ses principaux composants, notamment les filtres de couleur montés sur le changeur construit par les équipes du CNRS. © Chris Smith/SLAC National Accelerator Laboratory.

Notes

1. Legacy Survey of Space and Time.
2. Du nom de l’astronome américaine Vera C. Rubin qui fut la première à établir la présence de matière noire dans les galaxies.
3. Ce projet est porté par le Laboratoire national de l’accélérateur SLAC (National Accelerator Laboratory) dépendant du département de l’Énergie des États-Unis (DoE) et administré par l’université de Stanford, en Californie.
   Cette caméra figure dans le Guinness World Records.
4. Issues du Centre de Calcul de l’IN2P3 (CNRS), Centre de Physique des Particules de Marseille (CNRS / Aix-Marseille Université), Laboratoire Astroparticule et Cosmologie (CNRS / CEA / Université Paris Cité / Observatoire de Paris), Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules (CNRS / Université Savoie Mont-Blanc), Laboratoire de Physique de Clermont Auvergne (CNRS / Université Clermont Auvergne), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (CNRS / Université Grenoble Alpes), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (CNRS / Sorbonne Université / Université Paris Cité), Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (CNRS / Université Paris-Saclay / Université Paris-Cité) et Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (CNRS / Université de Montpellier).
5. L’ensemble des images prises par le télescope seront stockées à Lyon, sur les serveurs du Centre de Calcul de l’IN2P3 (CNRS).
6. Le télescope comprend trois miroirs dont un primaire d’un diamètre de 8,4 mètres, d’une conception unique au monde qui lui confère un champ de vision exceptionnellement large, tout en conservant une forme compacte qui lui permet de se déplacer sur la surface du ciel rapidement. source: CNRS