Des balles aux « résidus d’oiseaux », les nombreux essais de télescopes

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Avant qu’un observatoire puisse percer les secrets du cosmos, il doit relever des défis encore plus humbles.

Par Dennis Overbye

Peu de choses en science semblent aussi délicates ou précaires que les miroirs géants au cœur des télescopes modernes. Ces miroirs – des beignets de verre de plusieurs mètres de diamètre, pesant des tonnes et coûtant des millions de dollars – sont polis dans une fraction de longueur d'onde de lumière visible dans la concavité précise requise pour recueillir et concentrer la lumière des étoiles de l'autre bout de l'univers.

Lorsqu'ils ne travaillent pas, ils sont abrités dans de hautes coupoles qui les protègent des déformations dues à l'humidité, au vent et aux changements de température. Mais cela ne peut pas les protéger de toutes les vicissitudes de la nature et de l’humanité, comme je l’ai rappelé lors d’une récente visite à l’Observatoire de Las Campanas au Chili.

Alors que mes hôtes montraient l'un de leurs précieux miroirs de télescope - 20 pieds de verre recouvert d'aluminium brillant et parfaitement incurvé - je n'ai pas pu m'empêcher de remarquer une petite tache suspecte. Cela ressemblait au genre de tache que l'on pourrait trouver sur votre pare-brise le matin, surtout si vous étiez garé sous un arbre.

«Des oiseaux», grogne un astronome lorsqu'on lui demande de quoi il s'agit.

Cela arrive tout le temps, disent d’autres astronomes. Michael Bolte, aujourd'hui professeur émérite à l'Université de Californie à Santa Cruz, se souvient avoir fait visiter au gouverneur du Wyoming l'observatoire infrarouge du Wyoming, à l'extérieur de Laramie, en 1981. « Nous sommes montés sur la plate-forme de service et avons regardé en bas, et là Il y avait des excréments d'oiseaux partout sur le miroir », a-t-il déclaré. "Ça avait l'air horrible."

Il n'y a pas que les oiseaux qui peuvent dégrader un miroir. Mike Brotherton, l'actuel directeur de l'observatoire du Wyoming, a publié sur Facebook une photo du givre qui s'était accumulé sur son miroir alors que le dôme était ouvert à l'observation. « Il est difficile de garder un miroir intact », a-t-il déclaré. "C'est un équilibre entre l'ouverture aux données et la protection du miroir."

Les résidus d’oiseaux occupent une place particulière dans la tradition astrophysique. Au début des années 1960, les radioastronomes Arno Penzias et Robert Wilson, tous deux alors aux Bell Labs, tentaient de calibrer une vieille antenne cornet pour étudier les galaxies. Dans un effort pour se débarrasser d'un bourdonnement de fond persistant, ils ont sorti de leur télescope de grandes quantités de guano de pigeon, pour finalement apprendre que le bourdonnement était cosmique : c'était le sifflement des restes du rayonnement du Big Bang, et il s'est fermement installé. la question de savoir si l'univers a eu un début distinct.

Heureusement, ces atteintes biodégradables aux miroirs sont temporaires et ne bloquent pas beaucoup de lumière. Les observatoires lavent périodiquement leurs miroirs, enlèvent les anciens revêtements d'aluminium et appliquent une nouvelle couche, ce qui implique de retirer le miroir du télescope.

Cela peut être une opération délicate. L'automne dernier, le miroir primaire de 8 mètres de diamètre du télescope Gemini North, sur Mauna Kea à Hawaï, a été entaillé sur son bord extérieur alors qu'il était déplacé pour être nettoyé et recouvert. Les dommages ne concernaient pas la partie du miroir qui collecte la lumière, mais les responsables du télescope ont quand même choisi de la réparer. Le 31 mars, Jen Lotz, directrice de l'observatoire, a annoncé que les réparations étaient terminées et que le télescope, espérait-elle, serait de nouveau opérationnel courant mai.

Certaines choses sont moins faciles à réparer. Le 5 février 1970, un nouvel employé de l'observatoire McDonald dans l'ouest du Texas a pris une arme à feu pour travailler et a ouvert le feu, d'abord sur son patron, puis à plusieurs reprises à bout portant sur le miroir principal du nouveau télescope réfléchissant de 2,7 mètres de l'observatoire. . Puis il s'y est mis avec un marteau.

Les rapports préliminaires indiquaient que le miroir avait été détruit ; quand le shérif était arrivé, il avait remarqué qu'il y avait un gros trou dedans. En fait, le miroir, d'un type courant appelé Cassegrain, a été conçu et construit avec des trous centraux pour permettre à la lumière de passer jusqu'aux instruments situés derrière lui.

Personne n'a été blessé lors de l'assaut. Et à part sept petits impacts de balles, qui n'ont touché qu'environ 1 % de la surface du miroir, le télescope était pratiquement indemne.