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La quête des étoiles

20 juin 2003

Chaque soir, un peu partout autour du monde, les astronomes scrutent le ciel à la recherche du prix le plus convoité de leur profession.

En sondant les milliards de systèmes planétaires — dont les quelque 30 milliards qui, croient-ils, composent la Voie lactée — ces mêmes astronomes espèrent trouver la trace, même la plus infime, de ce qu'ils appellent une « planète extra-solaire ». En effet, depuis quelques années, la recherche de planètes extra-solaires est devenue une véritable obsession astronomique. Avec raison, car leur découverte pourrait aider les scientifiques à répondre à l'une des questions fondamentales de l'humanité et qui remonte à la nuit des temps : est-ce qu'il y a de la vie « là-bas »?

« Chercher l'une de ces planètes, c'est un peu comme chercher une luciole qui vole autour d'un phare situé à des centaines de kilomètres », explique Colin Bradley, directeur de recherche au laboratoire de systèmes et d'optique adaptative de l'Université de Victoria. « C'est fascinant de penser que, pour la première fois, on pourrait obtenir de l'information provenant directement d'une autre planète. »

Désormais, grâce à l'aide de la Fondation canadienne pour l'innovation, les chercheurs du laboratoire de systèmes et d'optique adaptative de l'Université de Victoria disposeront des outils nécessaires pour observer de près l'univers et en avoir une image plus claire. Avec les fonds de la Fondation, le laboratoire expérimental de développement d'instruments en astrophysique de l'Université pourra modifier un certain nombre de vieux télescopes pour y intégrer « l'optique adaptative ». Cette toute nouvelle technologie filtre la lumière provenant des galaxies et permet aux télescopes optiques d'observer des planètes jadis masquées par la lumière de leurs étoiles hôtes.

Étoiles et planètes sont habituellement masquées, car les différences de température entre les trous d'air se déplacent à travers la ligne de visibilité directe du télescope et déforment la lumière qui entre. « C'est la turbulence des couches atmosphériques qui fait scintiller les étoiles », explique Colin Bradley. Un système d'optique adaptative détecte cette turbulence et s'y ajuste, ce qui donne une vue de l'espace d'une qualité exceptionnelle. »

Munis d'un télescope d'optique adaptative capable de détecter la lumière d'une planète, les scientifiques peuvent ensuite mesurer des gaz comme le gaz carbonique, le méthane et la vapeur d'eau qui composent l'atmosphère. L'un ou l'autre de ces composés pourrait indiquer la présence de vie. Ou la possibilité de vie.

Jusqu'à présent, personne n'a encore réussi à observer directement une planète à l'extérieur de notre système solaire. À l'heure actuelle, la principale technique employée pour étudier les planètes porte le nom de vitesse radiale. Elle mesure les variations de luminosité d'une étoile causées par la traction gravitationnelle d'une planète voisine. Même si la vitesse radiale ne permet pas aux astronomes d'observer directement la planète, elle a révélé qu'il y a définitivement des planètes qui méritent un examen plus approfondi.

En fait, et jusqu'à tout récemment, on n'avait pas pensé que la recherche de planètes extra-solaires pourrait se faire à partir du sol. Le télescope spatial était considéré comme la seule option de l'astronome. Le télescope spatial Hubble, par exemple, a produit, au cours des dix dernières années, des images qui ont permis d'améliorer considérablement notre compréhension de l'espace lointain.

De nouveaux super télescopes terrestres adaptés pour intégrer la technologie d'optique la plus perfectionnée changent actuellement notre façon de regarder la voûte étoilée. Ils inaugurent une nouvelle ère dans le domaine de l'astronomie.

Benefits

Révéler les secrets de l'univers est une tâche beaucoup trop grande pour un seul pays, voire une seule université. Seuls les pays les plus engagés dans la recherche peuvent espérer apporter une contribution significative au monde très compétitif de l'astronomie.

Pour s'assurer que le Canada reste à la fine pointe de l'astronomie, l'Université de Victoria (UVic) travaille main dans la main avec des partenaires de l'industrie et l'Institut Herzberg d'astrophysique (IHA) au Conseil national de recherches du Canada. En attirant des experts en génie mécanique, en informatique, en physique et en astronomie, l'UVic et l'IHA veillent à ce que le Canada demeure un acteur de taille dans la recherche de réponses aux mystères de l'espace.

« C'est une course pour voir qui fera équipe avec pour mettre au point la prochaine génération de télescopes, a indiqué Colin Bradley, directeur de la recherche au laboratoire des systèmes et d'optique adaptative. À l'heure actuelle, c'est un peu comme les Nations Unies de la science, et le Canada fait figure de leader. »

La nouvelle installation au laboratoire expérimental de développement d'instruments en astrophysique de l'UVic aura des répercussions directes sur plusieurs des projets dans la mire des astronomes au Canada et ailleurs dans le monde. Parmi ces projets, mentionnons le télescope spatial James Webb (JWST), le réseau d'antennes couvrant un kilomètre carré (SKA), le grand réseau millimétrique d'Atacama (ALMA) et le très grand télescope optique (VLOT).

Victoria était un choix naturel pour l'installation : non seulement la capitale de la Colombie Britannique abrite la plus grande concentration d'astronomes par habitant au Canada, mais l'université locale offre également des possibilités d'études supérieures uniques au pays.

Partenaires

Nombreux sont ceux qui pensent que les astronomes passent de longues soirées seuls dans leurs observatoires. La réalité, c'est qu'il existe un vaste réseau de partenaires internationaux qui s'entraident et appuient chaque projet qui explore les confins de l'univers.

Cet esprit d'équipe et de découverte est très présent au laboratoire expérimental de développement d'instruments en astrophysique de l'Université de Victoria (UVic). Les astronomes et les ingénieurs associés à l'UVic et à l'Institut Herzberg d'astrophysique du Conseil national de recherches travaillent ensemble à la construction du prestigieux observatoire Gemini.

Gemini est un excellent exemple de collaboration des scientifiques canadiens à un partenariat international pour l'avancement de l'astronomie. Ce partenariat international comprend deux télescopes. Chacun a un miroir primaire de 8,1 mètres de largeur. Il y en a un à Mauna Kea, à Hawaii et un autre à Cerro Pachon, au Chili. Outre la participation canadienne, le projet bénéficie aussi du soutien de l'Argentine, de l'Australie, du Brésil, du Chili, du Royaume-Uni et des États-Unis.

Concevoir des instruments astronomiques pousse la technologie à son maximum et nécessite une vaste gamme d'outils, qui vont de l'optique et la simulation par ordinateur au calcul haute vitesse. Cet exercice stimule aussi la compétitivité de l'industrie canadienne de haute technologie. Les partenaires industriels de pointe qui travaillent avec l'UVic englobent des entreprises spécialisées dans la conception de logiciels, de caméras perfectionnées et aussi la conception structurale.

Plusieurs entreprises canadiennes figurent parmi les partenaires industriels de pointe qui œuvrent avec l'UVic. Mentionnons notamment les logiciels de l'entreprise QNX Software Systems d'Ottawa, qui sont mis à contribution pour piloter les ordinateurs qui font tourner les simulations d'optique adaptative. La recherche en optique adaptative fait également appel aux caméras perfectionnées de Dalsa Corporation, de Waterloo. Et Amec Dynamic Structures, de Port Coquitlam, apporte son expertise dans la construction et ses méthodes novatrices dans la fabrication quand vient le moment de concevoir l'observatoire.

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