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ESPRESSO ou la nouvelle génération de chasseur de planète

Le nouveau spectrographe à ultra haute résolution, mis au point par un consortium dirigé par Francesco Pepe professeur au département d’astronomie de  l’Université de Genève et membre de PlanetS, a observé sa première étoile avec succès. Installé sur le site du VLT (Very Large Telescope) de l’ESO au Chili, ESPRESSO cherchera à mesurer de minuscules changements de la vitesse des étoiles signe de la présence d’une ou plusieurs planètes. C’est la première fois qu’un instrument pourra collecter la lumière des 4 télescopes de 8 mètres du VLT, soit l’équivalent d’un engin de 16 mètres de diamètre.

L’équipe d’ESPRESSO. (Photo Giorgio Calderone/INAF Trieste)

Après un voyage assez mouvementé entre Genève et le Chili, toutes les caisses contenant les pièces d’ESPRESSO sont bien arrivées à Paranal (voir le numéro de septembre de l’Observateur: http://nccr-planets.ch/fr/blog/2017/09/27/bye-bye-espresso/). Il aura ensuite fallu à peine deux mois à toute l’équipe pour remonter le spectrographe sur le site de Paranal, tests compris. Ces derniers avaient toutefois montré que quelques ajustements étaient nécessaires avant la première observation, ce qui a été réalisé lors d’une mission de deux semaines.

Le 27 novembre, date prévue pour la première lumière, toute l’équipe d’ESPRESSO était réunie avec les dirigeants de l’ESO pour pointer la première étoile. Ce spectrographe nouvelle génération est le successeur de HARPS qui était à ce jour le meilleur spectrographe au monde pouvant atteindre une précision de 1m/s sur la mesure des vitesses radiales des étoiles alors qu’ESPRESSO pourra lui atteindre une précision de quelques centimètres par seconde. « Le succès obtenu aujourd’hui est le résultat du travail de beaucoup de monde pendant 10 ans » explique Francesco Pepe, astronome à l’Université de Genève en charge du projet, « ESPRESSO n’est pas que simplement l’évolution de nos précédents instruments (dont HARPS) mais grâce à ses plus grandes précision et résolution, il marque un changement majeur dans le monde de la planétologie. Il ne sera pas surpassé pendant au moins une décennie. J’attends juste avec impatience la découverte de notre première planète rocheuse ». En effet ESPRESSO, avec sa précision d’une dizaine de centimètres par seconde sur la vitesse des étoiles (qui se déplacent à plusieurs dizaines de kilomètres par seconde), pourra mesurer la masse de planète aussi petite que la Terre.

Le premier spectre. (Photo l’Université de Genève)

La première observation a été pour l’étoile Tau Ceti. Elle a été faite en utilisant l’UT1 du VLT, les observations se faisant sur les quatre télescopes unis se feront ultérieurement. Les conditions météo étaient bonnes, la Lune était au premier quartier et quelques cirrus inoffensifs flânaient dans le ciel. Les observations ont marché du premier coup et les spectres acquis avec ESPRESSO ont la même qualité que ceux de HARPS obtenus cependant avec des temps de pose bien inférieurs. Gaspare Lo Curto, le responsable des instruments de l’ESO ne tarit pas d’éloges sur les membres de l’équipe d’ESPRESSO,  « ils n’ont pas seulement installé parfaitement le spectrographe mais également l’optique qui véhicule la lumière des télescopes jusqu’à l’appareil et qui est d’une grande complexité ».

Bien que conçu et pensé pour la chasse aux petites planètes, ESPRESSO aura d’autres applications. Il sera l’outil le plus puissant qui existe pour tester l’invariabilité des constantes de la physique du Big Bang à nos jours. D’infimes variations ont été prédites par certaines théories mais sans être observées de manière convaincante. Si ESPRESSO est le nec plus ultra de la technologie et de la spectrographie, on parle déjà de son grand frère HIRES qui devrait être installé sur le futur Extremely Large Telescope de l’ESO dont le miroir mesurera 39 mètres de diamètres. On évoque déjà des découvertes de planètes rocheuses plus petites que la Terre, comme Mars, et qui sait ? Comme la Lune peut-être ?

 

Le “front end” d’ESPRESSO qui permet d’unir la lumière des 4 VLT

Le spectre de HARPS (pause 93’000 sec) comparé à celui d’ESPRESSO (pause 3’600 sec)

La salle de contrôle (avec F. Pepe et D. Mégevand, de face)

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