En apparence, cette image de l’étoile géante rouge L2 Puppis ne paie pas de mine, on y perçoit, auréolant l’étoile noyée dans le gaz et la poussière, quelques flammèches de lumière un peu floues et colorées et… C’est tout. Et pourtant, cette image prise avec le Very Large Telescope européen (VLT) est l’une des meilleures photographies jamais prises du ciel ! En réalisant cet exploit technique, P. Kervella, M. Montargès, E. Lagadec, S Ridgway, J. Girard, G. Perrin et A. Gallenne offrent aussi au VLT le titre envié de « meilleur télescope du monde »…
Car cette vieille étoile en fin de vie, aucun autre télescope ne pourrait aujourd’hui la percevoir mieux : cette image est trois fois plus précise que celles que réalise le télescope Hubble dans l’espace ! Pour la toute première fois, un télescope géant, sur Terre, donne sa pleine puissance, malgré les remous dus à la turbulence atmosphérique, qui rend normalement les images plus ou moins floues… C’est d’ailleurs pour se soustraire à la turbulence que les astronomes ont envoyé Hubble dans le vide spatial.
Le secret des astronomes et ingénieurs européens ? Sphere, le nouvel instrument qui équipe l’un des quatre télescopes du réseau VLT. Sphere est une optique adaptative de nouvelle génération, dite « extrême » capable d’observer le ciel dans le domaine infrarouge mais aussi, c’est le point crucial, dans le domaine visible : la lumière que nous percevons. Sphere est conçu pour corriger les effets de la turbulence – mesurée en observant les perturbations atmosphériques sur une étoile située à côté de l’objet céleste étudié, et sur des étoiles artificielles dessinées dans le ciel par des lasers. La correction s’effectue grâce à mille quatre cents actuateurs, qui déforment un miroir, et ceci, mille deux cents fois par seconde, au gré des remous atmosphériques…

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Jusqu’ici, les optiques adaptatives n’étaient capables de bien fonctionner que dans l’infrarouge, vers un ou deux micromètres de longueur d’onde. Dans ces conditions, les télescopes géants actuels – mesurant 8 à 10 mètres de diamètre – faisaient jeu égal, ou surpassaient légèrement Hubble dans l’espace. En observant à plus courte longueur d’onde, dans le domaine visible, les performances de ces géants augmentent, car la résolution – la capacité à percevoir des détails – augmente quand la longueur d’onde observée diminue… A ce jeu là, même dans l’espace, Hubble n’a aucune chance, avec son miroir de seulement 2,4 m de diamètre, contre 8 à 10 mètres pour les plus grands télescopes terrestres… Techniquement, les astronomes disent que Hubble obtient une résolution de 0,05 seconde d’arc, le VLT, 0,015 seconde d’arc. Un angle de une seconde d’arc représente 1/3600 e de degré.
Pour fixer les idées, l’œil humain perçoit en moyenne des détails de 100 secondes d’arc, et un angle de 0,015 seconde d’arc représente 25 mètres à la surface de la Lune…
Sphere a été conçu essentiellement pour photographier les exoplanètes, des images très spectaculaires de ces mondes lointains, actuellement sous embargo, devraient bientôt être publiées par les scientifiques.

Mais l’équipe de Pierre Kervella a voulu profiter de l’œil de lynx du VLT pour observer la mystérieuse étoile L2 Puppis… Comme son nom l’indique, cette étoile géante rouge se trouve dans la constellation de la Poupe. Sa masse est comparable à celle du Soleil, mais son diamètre est cent vingt cinq fois plus grand et sa luminosité, plus de mille fois plus importante ! Etoile âgée, L2 Puppis est aussi instable : ayant achevé dans son cœur nucléaire la combustion de l’hydrogène en hélium, elle brûle actuellement de l’hélium, du carbone et de l’oxygène, ce qui lui vaut de changer périodiquement – tous les quatre mois et demi environ – de luminosité, de diamètre et de température… Dans le même temps, l’étoile agonisante expulse d’énormes quantités de gaz et de poussières dans l’espace : c’est ce que révèle de façon spectaculaire la photographie du VLT. L2 Puppis est en pleine évolution : depuis une quinzaine d’années, son éclat diminue progressivement, probablement parce que la masse de gaz et de poussières qui l’entoure augmente. Visible à l’œil nu au XX e siècle, elle est désormais accessible seulement au télescope.
Les astronomes pensent que, en observant aujourd’hui L2 Puppis, ils contemplent la fugace transition de cette étoile en nébuleuse planétaire… L2 Puppis a commencé à expulser de la matière autour d’elle, bientôt sans doute, elle va éjecter une grande partie de sa masse dans l’espace, projetant une immense coquille gazeuse, colorée et brillante… Au centre de cette explosion lente, ne restera qu’une naine blanche, le cœur mort mais brûlant de l’étoile disparue.
Serge Brunier