Remonter aux toutes premières étoiles avec un « télescope de taille ultime » sur la Lune

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Un groupe d’astronomes de l’Université du Texas à Austin ont découvert qu’une idée de télescope mise au rancart il y a une décennie par la NASA permet de résoudre un problème insoluble pour tous les autres instruments actuels: étudier les premières étoiles créées dans l’univers. Les résultats des travaux seront prochainement publiés dans The Astrophysical Journal.

« À travers l’histoire de l’astronomie, les télescopes ont gagné en puissance, nous permettant de remonter plus en plus loin dans le temps, et de nous rapprocher de la création de l’univers, le Big Bang », affirme le professeur Volker Bromm, qui étudie les premières étoiles depuis des décennies. « Le télescope spatial James Webb, qui doit être lancé prochainement, permettra de remonter à la formation des premières galaxies. »

« Les théories veulent qu’il existait une époque avant celle-ci, lorsque les galaxies n’existaient pas encore, mais où naissaient les premières étoiles, dites de Population III. Ce moment de « première lumière » est au-delà de la portée du télescope James Webb, et il faut donc un télescope « ultime ». »

Ces premières étoiles ont pris vie il y a environ 13 milliards d’années. Elles sont uniques, nées d’un mélange d’hydrogène et d’hélium, et probablement des dizaines ou même 100 fois plus grosses que le Soleil. De nouveaux calculs effectués par la principale responsable des travaux, la scientifique Anna Schauer, qui travaille sur la mission Hubble de la NASA, révèlent qu’un projet déjà proposé, un télescope à miroir liquide installé à la surface de la Lune, pourrait étudié ces étoiles.

Proposé en 2008 par une équipe dirigée par un chercheur de l’Université de l’Arizona, ledit projet était appelée Lunar Liquid-Mirror Telescope (LLMT, Télescope lunaire à miroir liquide).

La NASA a évalué ce projet il y a 10 ans, mais avait décidé de ne pas aller de l’avant. Selon Niv Drory, principal chercheur à l’Observatoire McDonald de l’Université du Texas à Austin, la science entourant ces premières étoiles n’existait pas, à l’époque. « Ce télescope est parfait pour ce problème », dit-il.

La nouvelle proposition de télescope lunaire, surnommé « Télescope de taille ultime » par Mme Schauer, aurait un diamètre de 100 mètres. Il fonctionnerait de façon autonome à la surface de la Lune, avec une alimentation en énergie provenant d’une centrale solaire installé sur notre satellite naturel. Les données recueillies seraient retransmises à un satellite en orbite.

Plutôt que d’utiliser du verre recouvert d’un enduit spécial pour le miroir, celui-ci serait liquide, puisque le matériau est plus léger, et donc moins cher, pour le transporter jusque sur la Lune. Le miroir serait en fait un récipient géant tournoyant, recouvert d’un liquide métallique, et donc permettant de refléter la lumière.

Le télescope, dans son ensemble, serait stationnaire, et installé dans un cratère lunaire, possiblement au pôle sud ou noir de la Lune. Pour observer les premières étoiles, l’appareil observerait continuellement la même zone de l’espace, pour recueillir le plus de lumière possible.

« Nous vivons dans un univers rempli d’étoiles », rappelle M. Bromm. « Il est essentiel de savoir jusqu’à quand remonte la formation des étoiles au cours de l’histoire cosmique. L’émergence de ces astres représente une transition incontournable de la vie de l’univers, lorsque les conditions primordiales établies par le Big Bang ont laissé la place à une complexité toujours croissante, ce qui a éventuellement mené à l’apparition de la vie sur des planètes, et au développement d’espèces comme la nôtre. »

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