Le télescope romain de la NASA utilisera un coronographe actif pour l'imagerie des exoplanètes

Le prochain télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA, dont le lancement est prévu au plus tôt à la fin du mois prochain, embarquera le premier coronographe actif jamais déployé dans l'espace. Cet instrument est conçu pour bloquer la majeure partie de la lumière d'une étoile, permettant aux astronomes d'imager directement des planètes orbitant autour d'autres étoiles, en particulier celles similaires à celles de notre système solaire. La mission pourrait éventuellement ouvrir la voie à un futur télescope pour capturer les premières images de mondes semblables à la Terre.

Le télescope affectera le domaine de la science des exoplanètes en permettant aux chercheurs de voir des planètes plus petites, plus sombres et plus proches que jamais. Contrairement aux coronographes précédents sur Hubble et le télescope spatial James Webb, qui utilisent des bloqueurs statiques, le système de Roman utilise un contrôle actif du front d'onde. Il mesure la lumière stellaire résiduelle et la supprime à l'aide de deux miroirs déformables, chacun doté d'une grille de 48 par 48 de minuscules actionneurs capables d'ajuster la surface du miroir d'aussi peu que 10 picomètres, soit environ un dixième du diamètre d'un atome d'hydrogène. Cette technique devrait améliorer la sensibilité aux exoplanètes d'un facteur allant jusqu'à 1 000 par rapport aux coronographes spatiaux actuels.

Cela est important car presque toutes les exoplanètes photographiées jusqu'à présent sont massives, jeunes et éloignées de leurs étoiles, rien à voir avec les planètes de notre système solaire. Roman pourrait imager directement un véritable analogue de Jupiter : une géante gazeuse mature orbitant autour d'une étoile semblable au Soleil à une distance de quelques fois le rayon orbital de la Terre. Une telle planète réfléchirait principalement la lumière de son étoile, sans briller par sa chaleur interne. La caméra grand champ du télescope, d'environ 300 mégapixels, capturera également des images environ 100 fois plus grandes que les expositions les plus larges de Hubble à résolution similaire, aidant les astronomes à étudier la matière noire, l'énergie noire et à détecter environ 100 000 nouvelles exoplanètes.

Contexte : Le télescope spatial Roman est nommé d'après Nancy Grace Roman, la première chef de l'astronomie de la NASA. Il embarquera à la fois une caméra grand champ et l'instrument coronographe. Le coronographe utilise des masques, y compris de « l'herbe de silicium » — des pointes microscopiques qui piègent les photons pour empêcher la lumière parasite d'atteindre les détecteurs. Javier Viaña, chercheur à Harvard dont les projets ont été sélectionnés pour la première année d'observation de Roman, a comparé le bond à passer de « l'interview d'une poignée de personnes » à « la réalisation d'un recensement mondial ».

Prochaines étapes : Le télescope devrait être lancé d'ici la fin du mois prochain. Une fois opérationnel, il commencera à observer les systèmes stellaires un par un avec le coronographe, visant à imager directement des exoplanètes qui étaient trop faibles pour être vues. Le succès pourrait démontrer la technologie nécessaire pour une future mission visant à photographier des planètes semblables à la Terre, réalisant ce que l'ingénieur mécanique principal Brandon Creager appelle une « étape cruciale pour … trouver la Terre 2.0 ».