Observatoire Vera C. Rubin : un aperçu de l'univers entier

L'ère des mégatélescopes : élargir la vision de l'humanité sur le cosmos

À mesure que les sciences optiques ont progressé, du premier télescope de Galilée aux télescopes géants d’aujourd’hui, les astronomes ont acquis une compréhension plus approfondie de l’Univers.

En règle générale, chaque génération de télescope est devenue plus précise, capable de voir avec un niveau de grossissement plus élevé et dans une gamme plus large de longueurs d'onde lumineuses.

Dans certains cas, cela nécessite que le télescope soit dans l'espace, loin des interférences de l'atmosphère terrestre et de la pollution lumineuse humaine, comme pour le Télescope spatial James Webb (JWST). Dans d'autres cas, cela peut être réalisé par la construction de vastes réseaux de télescopes, comme par exemple dans le cas du Observatoire du réseau kilométrique carré (SKAO) pour la détection des ondes radio. (Suivez les liens pour des explications détaillées sur ces mégaprojets astronomiques.)

Un autre type de télescope vise non pas à observer des objets astronomiques spécifiques plus en profondeur, mais à observer le ciel dans son ensemble. On les appelle télescopes d'observation et ils peuvent observer une grande partie du ciel d'un coup. Ce faisant, ils peuvent détecter des régions spécifiques de l'espace, la variabilité de l'activité stellaire ou des objets spatiaux en mouvement qui seraient autrement manqués par les télescopes classiques.

L'objectif des télescopes d'observation étant fondamentalement différent, leur conception l'est également. Un nouvel outil fait son apparition dans ce domaine : le Observatoire Vera C. RubinIl commence à peine sa phase de test et a déjà découvert des milliers de nouveaux astéroïdes et changé notre façon de comprendre l’espace interstellaire.

Astronomie d'enquête et astronomie classique : principales différences

Une bonne explication de la différence entre l'astronomie d'enquête et l'astronomie classique est que l'astronomie d'enquête est similaire à l'enregistrement d'une vidéo en accéléré d'un paysage donné, tandis que l'astronomie classique s'apparente davantage à l'observation très proche d'une zone spécifique avec des jumelles.

Les jumelles fournissent beaucoup plus de détails sur un objet donné, mais chaque observation sera probablement de courte durée. En effet, il n'existe que quelques télescopes très puissants dans le monde et des millions d'étoiles et autres phénomènes stellaires à observer. Les astronomes sont donc en constante compétition pour le temps d'observation.

Par conséquent, la variabilité de la lumière des étoiles ou la rapidité des astéroïdes proches risquent fort de passer inaperçues. C'est pourquoi l'astronomie en accéléré est également nécessaire.

Présentation de l'observatoire Vera C. Rubin

Ce télescope était auparavant connu sous le nom de Grand Télescope Synoptique d'Étude (LSST). Vera Rubin était une astronome américaine dont les travaux ont apporté des preuves convaincantes de l'existence d'une matière « noire » invisible dans l'Univers. Plus précisément, elle a découvert, grâce à l'étude de la rotation des galaxies, qu'une masse invisible maintient les galaxies ensemble malgré leur vitesse de rotation élevée.

L'observatoire est situé au Chili, un pays où les projets astronomiques sont nombreux, grâce à certaines de ses régions qui offrent une combinaison gagnante : faible pollution lumineuse et ciel très clair dans les déserts de haute altitude. Le site choisi bénéficie en moyenne de 270 nuits claires par an.

Source: Wikipédia

La mission principale de l'observatoire Vera C. Rubin sera de mener une étude de 10 ans de l'ensemble du ciel austral disponible, créant un enregistrement en accéléré de la moitié de l'univers (en raison de la courbure de la Terre, un autre projet similaire dans l'hémisphère nord serait nécessaire pour un aperçu complet de l'ensemble de l'Univers).

L'enquête s'appelle la Enquête héritée de l'espace et du temps (LSST), et devrait générer plus de données que tous les autres télescopes optiques sur Terre réunis au cours de sa première année, soit 20 téraoctets de données chaque nuit.

Spécifications du télescope Vera C. Rubin : puissance, résolution et imagerie

Il s’agit de loin du télescope d’étude le plus puissant jamais fabriqué, et cela se voit dans ses spécifications techniques.

Le projet a duré 29 ans, de la conception à l'achèvement (1996-2025), dont 10 ans de construction active.

Le miroir primaire mesure 8.4 mètres de large (27.5 pieds) et pèse 16,783 37,000 kg (3.5 11.4 livres), auxquels s'ajoute un miroir secondaire de 350 mètres (386 pieds). Le poids total du télescope est d'environ XNUMX tonnes métriques (environ XNUMX tonnes américaines).

Le miroir principal a parcouru 7,000 30 miles de Tucson, en Arizona, jusqu'au sommet de la montagne au Chili, et disposait de moins d'un pied (environ XNUMX cm) d'espace libre pour passer à travers un tunnel routier en cours de route.

L'optique comprend trois lentilles correctrices pour réduire les aberrations optiques, la première lentille, avec un diamètre de 1.55 m, étant la plus grande lentille jamais construite.

Source: Wikipédia

L'appareil photo utilisé pour capturer les images mesure 1.65 mètre de haut et 3.65 mètres de long (5.4 x 12 pieds), atteignant une résolution de 3,200 XNUMX mégapixels. Autrement dit, il Il faut environ 400 écrans de télévision Ultra HD pour afficher une seule image Rubin.

La caméra prendra 1,000 5 photos par nuit (toutes les 2 secondes), soit un total de 10 millions de clichés pris au cours des 220 années d'existence du LSST. Ce résultat est rendu possible grâce à un puissant moteur déplaçant rapidement et sans vibration la monture de XNUMX tonnes.

Source: Wikipédia

Il dispose d'un large champ de vision, capable de capturer des images d'une zone du ciel 45 fois plus grande que la pleine lune.

Source: Wikipédia

Les images sont traitées avec 6 filtres de caméra différents, offrant une large gamme allant de la lumière proche ultraviolette à la lumière infrarouge.

Source: Observatoire Vera C. Rubin

Au total, l'observatoire Vera C. Rubin devrait être capable de détecter dans le ciel nocturne austral 17 milliards d'étoiles, 20 milliards de galaxies, 10 millions de supernovae et 6 millions d'objets du système solaire.

Le projet a impliqué plus de 30 pays et compte 130 employés à temps plein (80 aux États-Unis / 50 au Chili).

Enquête héritée de l'espace et du temps (LSST)

Les principaux objectifs du LSST sont :

• Comprendre la nature de la matière noire et de l'énergie noire
• Cartographie de la voie lactée
• Créer un inventaire du système solaire
• Explorer le ciel optique transitoire (étude des objets qui bougent ou dont la luminosité change).

Adapté à un télescope portant le nom du découvreur du phénomène, jusqu'ici expliqué par la matière noire, cet objectif du LSST cataloguera des millions de galaxies.

La taille et la masse d’un amas (ou « halo ») qui peut se transformer en galaxie dépendent des propriétés de la matière noire.

Si nous voyons un grand nombre de petites galaxies, cela confirmerait notre meilleure hypothèse actuelle sur les propriétés de la matière noire.

La cartographie de notre galaxie, la Voie lactée, nous aidera à comprendre comment elle s’est formée, notamment comment elle a auparavant absorbé des galaxies plus petites, formant des « flux » d’étoiles, dont 23 sont déjà connus.

Comme l'observatoire Rubin observera et prendra des images de l'ensemble du ciel nocturne austral toutes les trois nuits, il pourra réaliser un time-lapse de l'ensemble du ciel tous les 3 jours.

Ainsi, nous pourrons immédiatement savoir si quelque chose a changé. La plupart des découvertes porteront sur des objets qui changent. luminosité.

Cela sera particulièrement important pour trouver des supernovae, mais aussi des éruptions solaires dans d’autres étoiles que notre Soleil, ou des objets stellaires plus exotiques comme les étoiles à neutrons.

Il pourrait même détecter des événements rares comme des étoiles à neutrons ou des trous noirs entrant en collision les uns avec les autres, ou des étoiles déchirées par des trous noirs.

Enfin, les objets proches de l'espace semblent se déplacer beaucoup plus rapidement que les objets d'arrière-plan. Ainsi, les images classiques montrent un point lumineux se déplaçant rapidement, révélant qu'il s'agit d'astéroïdes proches.

Nous connaissons environ un million de ces astéroïdes et comètes, mais les scientifiques soupçonnent qu'il en existe au moins des dizaines de millions d'autres qui restent à découvrir, car ces objets sont difficiles à trouver : ils sont petits, éloignés et généralement sombres.

Il est à noter que les scientifiques ont découvert moins de 30 % d'astéroïdes de plus de 140 m (460 pieds). Les découvertes de Rubin porteront ce pourcentage à 60-90 %.

Autre point important : le télescope pourrait détecter des objets provenant de l'extérieur du système solaire, et il semble déjà y être parvenu. (Voir ci-dessous les résultats des premières observations pour en savoir plus.)

Pipeline de traitement des données de l'observatoire Rubin

20 téraoctets de données par jour représentent une quantité colossale à traiter. Cela équivaut à trois ans de visionnage de Netflix ou à plus de 50 ans d'écoute de Spotify.

Rubin émettra des alertes mondiales en temps réel, dans les 60 secondes, pour signaler les objets ayant bougé ou changé. Cela aidera d'autres scientifiques à pointer leurs propres télescopes vers les objets d'intérêt nouvellement découverts.

Ces résultats seront toutefois filtrés dans une installation classifiée du gouvernement américain en Californie pour les satellites espions classifiés et autres données confidentielles, qui seront publiées non expurgées seulement 3 jours plus tard.

Le transfert et la collecte des données utilisent plusieurs câbles à fibres optiques, dont certains spécialement installés pour le télescope, et impliquent de nombreuses universités et instituts de recherche différents.

Les données seront accessibles via Internet via le portail en ligne Plateforme scientifique Rubin. Il sera accessible à tous Des scientifiques des États-Unis et du Chili, ainsi que des membres du programme de contribution de Rubin. Après deux ans, chacun dans le monde pourra accéder aux données de Rubin.

Premières lumières de l'observatoire Rubin : premières découvertes

Nébuleuses et galaxies

Le 23 juin 2025, les premières images de l'observatoire Vera C. Rubin ont été publiées.

Source: Observatoire Vera C. Rubin

Et même s'il ne s'agissait que d'un test d'étalonnage, il a déjà produit des résultats qui ont impressionné la communauté scientifique. Parmi les images publiées figuraient : Nébuleuses des Triffides et de la Lagune, un nuage brillant et coloré de gaz et de poussière à environ 5,000 55 années-lumière, et l'amas de la Vierge, le grand ensemble de galaxies le plus proche de notre propre Voie lactée, à environ XNUMX millions d'années-lumière de la Terre.

Des étoiles de grande taille aux galaxies tentaculaires, Rubin transforme des poches d'espace apparemment vides transformées en tapisseries scintillantes.

Étoiles pulsantes

Le télescope Rubin a détecté 46 étoiles subtilement pulsées, dont la luminosité varie au fil du temps, généralement sur une période de moins d'une journée.

Au cours des 10 prochaines années, Rubin détectera jusqu'à environ 100,000 XNUMX de ces étoiles s'étendant à plus d'un million d'années-lumière, permettant aux scientifiques de cartographier les confins de notre Galaxie et d'explorer la structure du halo galactique qui entoure la Voie lactée et s'étend presque à mi-chemin de notre plus proche voisine, la galaxie d'Andromède.

Un essaim de nouveaux astéroïdes

Ces images préliminaires ont également révélé la présence de 2104 XNUMX nouveaux astéroïdes dans le système solaire. Parmi eux :

• 2015 astéroïdes dans la ceinture principale d'astéroïdes.
• 7 objets proches de la Terre.
• 11 Troyens de Jupiter (partageant l'orbite de Jupiter).
• 9 objets transneptuniens (objets glacés au-delà de l'orbite de Neptune).

Un visiteur interstellaire inattendu

Cependant, personne ne s’attendait à trouver lors de cette première série de tests un astéroïde/une comète provenant de l’extérieur de notre système solaire.

Non pas tant parce que l'observatoire Vera C. Rubin est incapable de détecter ces types d'objets, car il est parfaitement conçu pour détecter ces objets interstellaires rapides et de faible luminosité. Mais parce qu'on s'attend à ce qu'ils soient très rares. En trouver un a rapidement remis en question cette hypothèse.

Source: NASA

Il a été baptisé 3I/ATLAS, car il s'agit du seul troisième objet spatial de ce type jamais détecté, après « 1I/Oumuamua » découvert le 19 octobre 2017 et 2I/Borisov découvert le 29 août 2019.

L'objet semble être une comète, ce qui rend difficile la détermination de sa taille exacte, car son noyau est caché derrière le halo de la comète composé de gaz et de glace.

Source: Univers aujourd'hui

Il semble néanmoins massif, avec des estimations de taille allant d'un peu moins d'un kilomètre à 11 kilomètres. Sa trajectoire et sa vitesse suggèrent qu'il pourrait provenir du noyau galactique et avoir plus de 7 milliards d'années, soit plus que le système solaire tout entier.

Maintenant qu'il a été détecté, des télescopes plus puissants avec un champ de vision plus étroit passeront probablement les prochains mois à étudier ATLAS alors qu'il se rapproche de notre Soleil, très près de l'orbite de Mars, avant qu'il ne quitte notre système solaire pour toujours.

Source: NASA

Conclusion

L'observatoire Vera C. Rubin est une prouesse remarquable d'ingénierie et de science, devenant de loin le plus grand télescope d'étude au monde jamais construit.

Elle ne fait que commencer et a déjà découvert des milliers de nouveaux astéroïdes, et même le troisième objet interstellaire jamais détecté à visiter notre système solaire.

Cela illustre l'incroyable potentiel de ce nouvel outil astronomique. On en attend bien davantage au cours des dix prochaines années d'observation, qui devraient permettre de cataloguer et d'observer des dizaines de millions d'astéroïdes, d'étoiles, de supernovae et de galaxies.

Le télescope sera probablement la source de nombreux nouveaux points d’intérêt dans le ciel pour les astronomes du monde entier, qui étudieront ensuite plus en détail les étoiles variables, les trous noirs et les astéroïdes.

Dans l’ensemble, Rubin est susceptible de faire progresser notre compréhension de l’Univers d’un bond en avant majeur, ainsi que de nous donner une compréhension détaillée et un catalogue complet de tout ce qui se trouve dans notre système solaire.

Investir dans l'aérospatiale

Machines intuitives

Les projets comme l’observatoire Vera C. Rubin sont principalement financés par des fonds philanthropiques et publics, car ils ne sont pas susceptibles de générer un retour sur investissement direct.

Cependant, en cataloguant l'intégralité du système solaire, nous nous rapprochons du moment où nous pourrions lancer des missions automatisées ou habitées pour exploiter les astéroïdes, en particulier les objets géocroiseurs. Ce type de projet constituera probablement la prochaine étape, ou sera mené parallèlement, au retour des missions habitées vers la Lune, prévu pour les années à venir.

Fondée en 2013 à Houston, au Texas, Intuitive Machines est, pour l'instant, une entreprise très « centrée sur la Lune », comme l'indique son symbole boursier, et a déjà a été sélectionné pour 4 missions lunaires de la NASAet emploie plus de 400 personnes.

Source: Machines intuitives

Elle a été la première entreprise commerciale à réussir un atterrissage et une transmission de données scientifiques depuis la Lune. Elle a également réalisé le premier allumage d'un moteur LOx/LCH1 (oxygène liquide, méthane liquide) dans l'espace.

L'entreprise travaille sur de nombreux projets qui formeront la base d'une infrastructure lunaire pour l'exploration et la colonisation.

Le premier est le «service de transmission de données», la technologie étant testée, et visant finalement à aboutir à une constellation de transmission de données lunaires autour de l'orbite de la Lune.

Source: Machines intuitives

Le deuxième volet est l'« Infrastructure en tant que service ». Il devrait inclure un LTV capable d'opérer de manière autonome, un service de télécommunication et des services de localisation GPS.

Source: Machines intuitives

Le dernier segment concerne le transport de matériaux vers la surface lunaire. Jusqu'à présent, l'entreprise a livré des charges utiles scientifiques avec le Atterrisseur Nova-C, un atterrisseur de 4.3 mètres de haut (14 pieds) capable de livrer 130 kg de charge utile sur la Lune.

La prochaine étape sera l'atterrisseur Nova-D, capable de transporter 1,500 2,500 à 40 XNUMX kg de matériaux sur la Lune. Cette capacité et cette taille de charge utile seront nécessaires pour le transport du véhicule terrestre lunaire (LTV), ainsi que du réacteur nucléaire à fission de surface de XNUMX kW qui devrait alimenter la base lunaire.

Source: Machines intuitives

L'entreprise a décroché de nombreux contrats de valeur avec la NASA, par exemple le contrat Near Space Network, d'une valeur potentielle maximale de 4.82 milliards de dollars.

La décision finale du contrat LTV par la NASA entre les 3 fournisseurs potentiels est attendue pour la fin de 2025 et pourrait également valoir jusqu'à 4.6 milliards de dollars.

Outre la NASA, l'entreprise cherche à diversifier sa clientèle. En avril 2025, elle a été sélectionnée pour une subvention pouvant atteindre 10 millions de dollars par la Commission spatiale du Texas. Cette subvention soutiendra le développement d'un véhicule de rentrée terrestre et d'un laboratoire de fabrication orbitale destinés à la biofabrication en microgravité.

Ce véhicule de rentrée fournira également une option de secours et réduira les risques pour les futures missions de retour d'échantillons lunaires de la Société.

Un autre projet est le développement de satellites nucléaires furtifs à faible puissance pour un contrat JETSON du laboratoire de recherche de l'armée de l'air.

Alors que l'entreprise atteint un point de flux de trésorerie disponible positif au premier trimestre 1, et avec le contrat de télécommunication lunaire, elle devient désormais beaucoup plus sûre pour les investisseurs, passant d'une startup qui brûle des liquidités à un fournisseur de services établi pour l'économie spatiale en pleine croissance.

Comme l'indique le développement de nouveaux instruments pour le LTV, la NASA ne compte pas abandonner le projet Artemis, même si des éléments comme la fusée SLS pourraient être révisés. L'avenir des fournisseurs d'équipements annexes comme Intuitive semble donc prometteur.

Et cela pourrait constituer la pierre angulaire d’une exploration plus poussée de l’espace lointain et d’une utilisation plus poussée des ressources spatiales, soutenue par les données générées par un télescope comme l’observatoire Vera C. Rubin.

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