Le 11 mars 2016 à 20h30, j’aurai le grand plaisir de vous présenter mes travaux de recherche à l’occasion de la 30e conférence organisée par la Société d’Astronomie Populaire de Limoges. Il s’agit d’une conférence grand public, et l’accès et libre et gratuit.
Si vous vous demandez bien quel est le rapport entre Limoges, et CHARA en Californie, le réseau de télescopes plus résolvant au monde dans le domaine des longueurs d’onde optiques, dites vous que c’est une histoire de cristaux, de lasers, de fibres optiques, et de changement de couleur !
Le contexte
Les télescopes actuels, même les plus gros avec leur plus de 10 m de diamètres, sont tout de même limités en résolution. Comprenez par là qu’ils ne sont pas capable de voir des détails aussi fin qu’on le voudrait, même en zoomant. Cette limitation est liée au phénomène de diffraction, et dépend du diamètre du miroir du télescope. Pour dépasser cette limitation technologique, la technique de synthèse d’ouverture utilise plusieurs petits télescopes (petits, tout est relatif, dans le cas du VLTI, chaque télescope fait 10 m de diamètre), que l’on fait fonctionner ensemble pour former un réseau de télescopes. Éloignez les télescopes de 300 m, et vous avez la même résolution qu’un télescope unique de 300 m de diamètre (je simplifie à l’extrême, mais l’idée est là). Seul hic, et pas des moindres, c’est que ce réseau de télescope ne donne pas d’images. Embêtant pour faire de l’imagerie ? Pas tant que ça. En fait, ce réseau de télescope est un interféromètre, et en combinant les lumières issues de chaque télescope, on obtient des « informations », qui, une fois traitées avec des algorithmes informatiques, permettent de remonter à certaines caractéristiques de l’objet que l’on observe, voire parfois à une image comme la surface d’une autre étoile que le Soleil ! Vous imaginez ? Les étoiles, qui ne sont vues que comme des points, même avec des gros télescopes, nous dévoilent enfin leur surface… Voir par exemple cet article pour voir la bouille d’Altaïr (constellation de l’Aigle), faite par le réseau de télescopes CHARA.
Les grands réseaux de télescopes actuellement en fonctionnement dans le monde sont très performants en lumière visible et proche infrarouge (de l’infrarouge pas très loin du rouge donc :)). En particulier, il est beaucoup plus difficile de travailler en infrarouge dit thermique. Pour faire simple, avec une température corporelle proche de 37°C, vous émettez vous-même de la lumière, invisible à vos yeux, mais parfaitement visible à la caméra thermique (vous comprenez mieux comment la lumière fait pour s’allumer toute seule lorsque vous entrez dans une pièce !). Un objet céleste froid, par exemple une exoplanète dans la zone d’habitabilité, émet le même type de lumière. Malheureusement, cette lumière est très difficile à capter et à analyser par les réseaux de télescopes actuels.
Et Limoges dans tout ça ? Eh bien, nous (équipe Imagerie Radar et Optique du laboratoire XLIM) travaillons depuis plus de 10 ans sur une nouvelle technique, qui consiste à transformer la lumière infrarouge venant du ciel, vers une lumière plus proche de la lumière visible, et ce sans perdre les précieuses informations portées par les photons qui ont été émis par l’objet du ciel observé ! Nous faisons pour cela interagir la lumière captée par les télescopes avec un faisceau laser, tout ça à l’intérieur de cristaux dit non-linéaires (peu importe ce qui se cache derrière ce nom barbare, ce qu’il faut retenir, c’est que dans certaines conditions bien particulières, ces cristaux peuvent changer la couleur de la lumière sans en altérer la précieuse information qu’elle contient). Après plusieurs années de travail en laboratoire, après deux missions préparatoires à l’observatoire du Mont Wilson en Californie en 2013 et 2014, nous avons effectué en 2015 LA mission, celle où l’on a tenté de démontrer, sur le ciel, avec le réseau CHARA, un des réseaux de télescopes les plus performants au monde, le changement de la couleur d’une étoile, puis la recombinaison des « nouvelles lumières » ainsi créées pour les faire interférer, et ainsi analyser l’étoile observée.
Est-ce que nous avons réussi ? Eh bien je vous invite à venir le vendredi 11 mars 2016, amphi Billy, à 20h30 pour en savoir plus…