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ANDES, le spectrographe qui traquera la vie dans l’Univers

L’Observatoire Austral Européen (ESO) va se doter d’un nouveau spectrographe pour son futur télescope géant. La Suisse y contribue grâce à son expertise liée aux exoplanètes et aux instruments de haute précision.

L’ESO lance la conception et la construction du ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph (ANDES) avec un consortium international dont font partie l’Université de Genève et l’Université de Berne, les deux institutions hôtes du Pôle de Recherche (PRN) National PlanetS. Le projet coûtera environ 120 millions d’euros et la Suisse est l’un des principaux contributeurs tant sur le plan instrumental que scientifique. Ce spectrographe de deuxième génération est destiné à l’Extremely Large Telescope (ELT), le futur télescope géant de 39 mètres de diamètre de l’ESO actuellement en construction au Chili. ANDES permettra notamment de sonder l’atmosphère des exoplanètes à la recherche de traces de vie, ou d’étudier les exoplanètes en formation dans leur disque protoplanétaire.

L’accord entre l’ESO et le consortium d’institutions dont les Universités de Genève et Berne font partie, pour la conception et la construction d’ANDES, a été signé aujourd’hui 5 juin 2024 dans les locaux du siège social de l’ESO en Allemagne par Xavier Barcons, directeur général de l’ESO et Roberto Ragazzoni, président de l’Institut National Italien d’Astrophysique (INAF). L’INAF dirige le consortium de 13 pays pour cet instrument à 120 millions d’euros, l’équivalent d’un petit satellite spatial.

ANDES sera installé à l’ELT qui est actuellement en construction au Chili.

ANDES est un puissant spectrographe, un instrument qui décompose la lumière en ses différentes couleurs afin que les astronomes puissent déterminer les propriétés des objets astronomiques, telles que leur composition chimique. Il sera installé sur l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, le futur télescope de 39 mètres de diamètre déjà en construction sur le mont Armazones, dans le désert d’Atacama au Chili. L’instrument aura une précision record dans les domaines du visible et du proche infrarouge et, associé au puissant système de miroirs de l’ELT, il ouvrira la voie à des recherches couvrant de nombreux domaines de l’astronomie.

«La contribution de l’Université de Genève se focalise principalement sur l’un des quatre spectrographes qui composeront ANDES, le spectrographe RIZ (dans les longueurs d’ondes rouges et proches infrarouges) pour le coté instrumental et sur les applications d’ANDES dans le domaine des systèmes planétaires pour le côté scientifique» explique Christophe Lovis, professeur associé à l’Université de Genève et représentant suisse pour le consortium d’ANDES. «ANDES permettra en effet de sonder l’atmosphère des exoplanètes à la recherche de biosignatures. Il sera un atout majeur pour les scientifiques du Centre pour la Vie dans l’Univers, le centre de recherche nouvellement créé au sein de l’UNIGE pour explorer la difficile question de la vie ailleurs que sur Terre» précise Christophe Lovis.

ANDES bénéficie de l’expertise développé à l’UNIGE, avec le spectrographe RIZ qui sera assemblé et testé dans la salle blanche de l’Astrotech, comme l’a été ESPRESSO ici en photo.

Si la signature officielle a lieu aujourd’hui, c’est déjà l’effervescence au sein des équipes du département d’astronomie de l’Université de Genève. «Nous avons déjà un design optique solide du spectrographe RIZ mais il reste encore des défis à surmonter. Un exemple: les dimensions du télescope sont telles que les pièces optiques du spectrographe, qui seront elles-mêmes d’une taille conséquente, devront rester alignées à moins de 1/10’000ème de l’épaisseur d’un cheveu pour nous permettre de détecter le signal d’une exo-terre» indique Audrey Lanotte, ingénieure opticienne à l’Université de Genève. «Le projet monopolise déjà une dizaine de spécialistes au sein de l’Université de Genève. Ce type de projet demande une excellente coordination entre les différents métiers. C’est très stimulant!» ajoute Audrey Lanotte.

L’Université de Berne contribue aussi à ANDES en fournissant une autre pièce maîtresse: le système de distribution de la lumière. Celui-ci permettra la calibration des différents spectrographes avec des sources de lumière stables. «La Suisse est l’un des principaux contributeurs à cet instrument. L’expertise et la collaboration historique de l’UNIBE et de l’UNIGE, consolidée ces dernières années à travers le PRN PlanetS, permet à la Suisse de se positionner comme une référence internationale en matière de recherche et de conception d’instrument de haute précision pour l’observation et l’étude des exoplanètes, y compris leur processus de formation» conclut Christoph Mordasini, professeur et directeur exécutif de la Division Recherche Spatiale et Sciences Planétaires (WP) de l’Université de Berne.

L’ELT avec ses 39 mètres de diamètre devrait voir sa première lumière à l’horizon 2028 et ANDES y sera installé quelques années plus tard, vers 2032. En plus de sa contribution essentielle à la recherche sur les exoplanètes et la vie dans l’Univers, la combinaison ELT/ ANDES permettra des avancées inédites dans d’autres domaines de l’astrophysique tels que la mesure des constantes fondamentales de la physique, l’étude des galaxies lointaines ou encore la détection des premières étoiles de l’Univers.