Le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO a obtenu la première lumière avec un nouveau mode d'optique adaptative appelé tomographie laser et a capturé des images de test remarquablement nettes de la planète Neptune et d'autres objets. L'instrument MUSE fonctionnant avec le module d'optique adaptative GALACSI, peuvent maintenant utiliser cette nouvelle technique pour corriger les turbulences à différentes altitudes dans l'atmosphère. Il est désormais possible de capturer des images depuis le sol à des longueurs d'onde visibles plus nettes que celles du télescope spatial NASA/ESA Hubble.

L'instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO fonctionne avec une unité d'optique adaptative appelée GALACSI. Cela utilise le Laser Guide Star Facility, 4LGSF, un sous-système de l'Installation d'optique adaptative (AOF). L'AOF fournit une optique adaptative pour les instruments du VLT Unit Telescope 4 (UT4). MUSE a été le premier instrument à bénéficier de cette nouvelle fonctionnalité et il dispose désormais de deux modes d'optique adaptative :le mode champ large et le mode champ étroit.

Le mode champ large de MUSE couplé à GALACSI en mode couche de sol corrige les effets de la turbulence atmosphérique jusqu'à un kilomètre au-dessus du télescope sur un champ de vision relativement large. Mais le nouveau mode champ étroit utilisant la tomographie laser corrige presque toutes les turbulences atmosphériques au-dessus du télescope pour créer des images beaucoup plus nettes, mais sur une plus petite région du ciel.

Avec cette nouvelle capacité, l'UT4 de 8 mètres atteint la limite théorique de netteté de l'image et n'est plus limité par le flou atmosphérique. Ceci est extrêmement difficile à atteindre dans le visible et donne des images d'une netteté comparable à celles du télescope spatial NASA/ESA Hubble. Il permettra aux astronomes d'étudier avec des détails sans précédent des objets fascinants tels que des trous noirs supermassifs au centre de galaxies lointaines, jets de jeunes stars, amas globulaires, supernovae, planètes et leurs satellites dans le système solaire et bien plus encore.

L'optique adaptative est une technique pour compenser l'effet de flou de l'atmosphère terrestre, également connu sous le nom de vision astronomique, qui est un gros problème rencontré par tous les télescopes au sol. La même turbulence dans l'atmosphère qui fait scintiller les étoiles à l'œil nu donne des images floues de l'Univers pour les grands télescopes. La lumière des étoiles et des galaxies se déforme lorsqu'elle traverse notre atmosphère, et les astronomes doivent utiliser une technologie intelligente pour améliorer artificiellement la qualité de l'image.

Pour y parvenir, quatre lasers brillants sont fixés à UT4 qui projettent des colonnes de lumière orange intense de 30 centimètres de diamètre dans le ciel, en stimulant les atomes de sodium dans l'atmosphère et en créant des étoiles artificielles de guidage laser. Les systèmes d'optique adaptative utilisent la lumière de ces "étoiles" pour déterminer les turbulences dans l'atmosphère et calculer les corrections mille fois par seconde, commandant les minces, miroir secondaire déformable de l'UT4 pour modifier en permanence sa forme, correction de la lumière déformée.

MUSE n'est pas le seul instrument à bénéficier de l'Adaptive Optics Facility. Un autre système d'optique adaptative, GRAAL, est déjà utilisé avec la caméra infrarouge HAWK-I. Il sera suivi dans quelques années par le nouvel instrument puissant ERIS. Ensemble, ces développements majeurs en optique adaptative enrichissent la flotte déjà puissante de télescopes de l'ESO, mettre l'Univers au point.

Ce nouveau mode constitue également une avancée majeure pour l'Extremely Large Telescope de l'ESO, qui aura besoin de la tomographie laser pour atteindre ses objectifs scientifiques. Ces résultats sur UT4 avec l'AOF aideront à rapprocher les ingénieurs et les scientifiques d'ELT de la mise en œuvre d'une technologie d'optique adaptative similaire sur le géant de 39 mètres.