South Pole Telescope

Présentation
Type	Télescope grégorien, radiotélescope, expérience du fond diffus cosmologique (en)
Observatoire	Base antarctique Amundsen-Scott, Event Horizon Telescope
Construction	novembre 2006 - février 2007
Mise en service	16 février 2007
Remplace	Antarctic Submillimeter Telescope and Remote Observatory (en)
Site web	(en) pole.uchicago.edu

Données techniques
Diamètre	10 m
Diamètre secondaire	1 m
Résolution	1 ′
Monture	Altazimutale1

Géographie
Altitude	2 800 m
Localisation	région du Traité sur l'Antarctique -
Coordonnées	89° 59′ 22″ S, 45° 00′ 00″ O

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Le South Pole Telescope (SPT) est un radiotélescope de 10 mètres de diamètre situé à la station polaire Amundsen-Scott sur l'Antarctique. Le télescope est conçu pour observer les régions micro-ondes, d'ondes millimétriques et d'ondes sub-millimétriques du spectre électromagnétique, avec le dessein particulier de mesurer les émissions en provenance du fond diffus cosmologique^[1]. Son premier arpentage (achevé en octobre 2010) cherchait à repérer les gros amas de galaxies lointains par leur interaction avec le fond diffus cosmologique, en vue de contraindre l'équation d'état de l'énergie noire. Au début de 2012, un nouvel appareil capteur fut installé sur le SPT ayant la vocation d'étudier le fond diffus cosmologique. Encore plus sensible et capable d'évaluer la polarisation de la lumière entrante, cet appareil cherche à mesurer le composant rotationnel (ou mode-B^[2]) du rayonnement fossile polarisé pour enfin définir les contraintes sur la masse du neutrino et l'échelle de longueur de l'inflation cosmique^[3].

Le pôle sud jouit de conditions favorables^[2] pour l'observation d'ondes de longueur millimétrique. Son élévation de 2800 m garantit une atmosphère raréfiée et ses conditions ultra-froides limitent la teneur en eau de l'air. Ces facteurs sont particulièrement importants à cette longueur d'onde puisque la vapeur d'eau peut absorber les signaux entrants^[4] et les rayonnements qu'elle émet peuvent brouiller les signaux astronomiques. L'absence de lever ou coucher de soleil journalier rend son atmosphère singulièrement stable alors que les longues nuits polaires assurent des observations sans interférence solaire. Malgré les avantages liées à sa position sur Terre, il est à noter qu'il ne peut observer que le ciel austral.

Le télescope lui-même est de type grégorien, désaxé (off axis) de 10 mètres sur monture azimutale. Sa conception permet de couvrir des champs étendus, avec une grande sensibilité et un faible bruit, grâce notamment à des systèmes de réjection de la contribution thermique du sol. La surface de son miroir est lisse jusqu'à 20 micromètres rms (moyenne quadratique), ce qui permet des observations à des longueurs d'onde sub-millimétriques, pouvant descendre jusqu'à 200 micromètres. Le miroir secondaire est refroidi jusqu'à 10 K et des filtres en mailles métalliques filtrent un excédent de rayonnements à haute fréquence pour alléger la charge thermique de l'appareil. Un des avantages clés de sa stratégie d'observation est que le télescope tout entier est balayé (scanné) de sorte que le faisceau n'est pas en mouvement relatif aux miroirs. Le balayage rapide du télescope et son champ de vue important le rendent efficace pour l'étude de grands pans du ciel, nécessaire pour accomplir son étude de la polarisation et des amas galactiques^[1]^,^[5].

Notes et références

↑ ^{a et b} (en) J. E. Carlstrom et al., « The 10 Meter South Pole Telescope », version v2, 2011.
↑ ^{a et b} Laurent Sacco, « Le South Pole Telescope a-t-il démontré la théorie de l'inflation ? », sur Futura-Sciences, 30 juillet 2013 (consulté le 17 avril 2016)
↑ (en) McMahon, J et al., « SPTpol: an instrument for CMB polarization », AIP Conf. Proc., vol. 1185,‎ 2009, p. 511–514 (lire en ligne)
↑ (en) Chamberlin, R. A., « The wintertime South Pole tropospheric water vapor column: Comparisons of radiosonde and recent terahertz radiometry, use of the saturated column as a proxy measurement, and inference of decadal trends », J. Geophys. Res. Atmospheres, n^o 106(D17),‎ 2001, p. 20101
↑ J. Ruhl et al., « The South Pole Telescope », SPIE, vol. 5498,‎ 2004, p. 11–29 (DOI 10.1117/12.552473, Bibcode 2004SPIE.5498...11R, arXiv astro-ph/0411122)