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spectrographe échelle de troisième génération De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet- and Stable Spectroscopic Observations
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| Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet- and Stable Spectroscopic Observations | |
 Structure d'ESPRESSO, au stade de la revue de définition préliminaire. | |
| Spectrographe | |
|---|---|
| Sigle | ESPRESSO |
| Télescope | Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO (Cerro Paranal, Chili) |
| Domaine spectral | 380 à 780 nm (tout le spectre visible) |
| Résolution spectrale | 140 000 |
| Contrôle et performances | |
| Précision | 10 cm/s (exigence) quelques cm/s (objectif) |
| modifier |
|
ESPRESSO, de son nom complet Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet- and Stable Spectroscopic Observations[1], soit en français « Spectrographe échelle pour l'observation de planètes rocheuses et des observations spectroscopiques stables », est un spectrographe échelle de troisième génération à dispersion croisée, à haute résolution (R = 140 000) et alimenté par fibres, couvrant le domaine visible du spectre (de 380 à 780 nanomètres), installé au Très Grand Télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO).
ESPRESSO est le successeur d'une série de spectrographes échelle, qui incluent CORAVEL, Elodie, Coralie et HARPS. Il mesure les variations dans le spectre électromagnétique avec une grande précision, et sert à la détection d'exoplanètes similaires à la Terre par leur taille et leur composition. Ainsi, la Terre cause une variation de la vitesse radiale du Soleil de 9 cm/s : cette oscillation gravitationnelle entraîne des modifications infimes de la couleur de notre étoile, invisibles à l'œil nu mais détectables par cet instrument. Il est situé dans le laboratoire Coudé du VLT, éloigné de 70 mètres, où la lumière des quatre télescopes principaux est recombinée.
Ses principales caractéristiques sont sa stabilité spectroscopique et sa précision extrême en vitesses radiales. Grâce à cette très grande précision spectroscopique, ESPRESSO devrait permettre de détecter des planètes de la masse de la Terre dans la zone habitable d'étoiles comme le Soleil. En effet, la Terre induit une variation de vitesse radiale du Soleil de 9 centimètres par seconde, alors que la précision visée pour ESPRESSO est de mieux que 10 centimètres par seconde[2]. ESPRESSO est construit sur les bases du High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (« Chercheur de planètes par vitesses radiales de grande précision », HARPS) installé sur le télescope de 3,6 mètres de l'ESO à l'observatoire de La Silla. ESPRESSO bénéficiera non seulement de la surface collectrice bien plus grande des quatre télescopes de 8,2 mètres du VLT, mais aussi d'améliorations dans la stabilité et la précision de son étalonnage (par exemple, peigne de fréquences laser).
L'exigence est d'avoir une précision de 10 centimètres par seconde[3], mais l'objectif est d'atteindre quelques centimètres par seconde. Ceci correspond à un grand bond en comparaison des spectrographes actuels : HARPS, l'instrument le plus performant actuellement, atteint une précision de l'ordre du mètre par seconde[4] pour une précision effective de l'ordre de 30 centimètres par seconde[5]. ESPRESSO devrait largement dépasser cette capacité et rendre possible la détection de planètes analogues à la Terre depuis le sol. L'installation et le commissioning d'ESPRESSO au VLT ont lieu à l'automne 2017. La première lumière sur le ciel a eu lieu le [6].
L'instrument pourra fonctionner en mode 1 UT (c'est-à-dire en n'utilisant qu'un des quatre télescopes) et en mode 4 UT (en utilisant les quatre télescopes). En mode 4 UT, dans lequel les quatre télescopes de 8 mètres seront connectés de façon incohérente pour former l'équivalent d'un télescope ayant un miroir de 16 mètres, le spectrographe pourra observer des cibles très peu brillantes[2],[7],[8].
Le coût du spectrographe s'élève au total à 23 millions d'euros[9].
Tout le travail de design fut terminé en avril 2013 et suivi par la phase de construction[1]. ESPRESSO fut testé le 3 juin 2016[10],[11],[12]. Le 25 septembre de la même année, la lumière d'un des télescopes unitaires du Très Grand Télescope (VLT) de l'ESO a été acheminée pour la première fois sur 60 mètres le long d'un tunnel menant à un nouveau foyer dans le laboratoire souterrain situé sous la plateforme du VLT où ESPRESSO résidera. Plusieurs objets furent alors observés, dont l'étoile 60 Sagittarii A (en)[13],[14]. ESPRESSO fut ensuite envoyé au Chili, installé et, finalement, il vit sa première lumière le [6].,[15]
Par exemple, pour une étoile de type spectral G2V (comme le Soleil), ESPRESSO devrait permettre de détecter :
En comparaison, l'instrument CODEX, qui devrait être installé sur l'E-ELT vers 2025, devrait permettre de détecter des planètes comme la Terre autour d'étoiles aussi faibles que V ~ 9[16].
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