L’Observatoire européen austral (ESO) a officiellement signé l’accord de construction de BlueMUSE, un spectrographe de champ intégral de nouvelle génération destiné au Very Large Telescope (VLT) au Chili, avec une première lumière prévue en 2034. Cet instrument, optimisé pour le bleu et l’ultraviolet (350–580 nm), permettra d’étudier des objets célestes comme les étoiles massives, les galaxies lointaines et la matière intergalactique, offrant une vision complémentaire aux observatoires actuels, souvent focalisés sur l’infrarouge.
L’accord a été signé au siège de l’ESO à Garching (Allemagne) par Xavier Barcons (Directeur général de l’ESO) et Céline Reylé (Directrice adjointe pour la science au CNRS). Le Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL) dirige le consortium international, qui rassemble 9 instituts européens et australiens. En France, deux laboratoires jouent un rôle clé :
- Le CRAL assure la coordination et la vision d’ensemble du projet.
- L’Irfu (CEA Paris-Saclay) garantit la performance des détecteurs et des systèmes de vide et de cryogénie, essentiels pour la sensibilité dans le bleu.
Les contributions de l’Irfu
L’Instrument Detector System (IDS), développé par l’Irfu, est le système qui permet de maintenir les 16 détecteurs CCD de BlueMUSE dans un environnement nécessaire à leur fonctionnement : vide poussé (< 10-6 mbar) et température de -100°C.
Un des enjeux importants du développement de l’IDS est la conception des enceintes sous vide dans lesquelles fonctionneront les CCD : ces cryostats doivent intégrer des cryocoolers pour la cryogénie. Cela permet de s’affranchir du système de refroidissement à azote liquide afin d’avoir plus de souplesse quant à la régulation de température des capteurs CCD, ainsi qu’une facilité d’exploitation supplémentaire en évitant l’approvisionnement journalier. Les cryocoolers générant des vibrations, il est essentiel de s’assurer dans des phases amont de tests qu’elles ne mettront pas en péril la qualité des données scientifiques de BlueMUSE.
L’Irfu est aussi responsable de la caractérisation des CCD et du développement du banc de tests de précision associé, de l’alignement des CCD dans leur cryostat, de la conception du système de vide, ainsi que du système de gestion automatique du vide et de la cryogénique, incluant la gestion des cryocoolers, la lecture des sondes de pression et de température, le pilotage des pompes à vide et la gestion des alertes.
les 16 cryostats fournis par l’Irfu sont en gris
Les équipes du DEDIP (DéTeCS, LEMID) du DIS (LCAP, LDISC, LEIGE)et du DAP-AIM (LCGEG) ont démarré une R&D en 2022 et ont abouti à un 1er prototype de cryostat fin 2024 qui a permis de valider les performances thermiques fourni par le cryocooleur.
Les prochaines étapes sur le cryostat en 2026 sont de tester les aspects de vide statique (maintenir le vide, obtenu avec des pompes, mais cette fois sans pompes) et de regulation thermique au niveau des CCD.
Des découvertes attendues dès 2034
Avec une résolution spectrale de R~4000 et un champ de vue de 1 minute d’arc carré, et des detecteurs optimisés pour le bleu et l’UV, BlueMUSE permettra d’étudier des raies spectrales clés comme l’hydrogène Lyman-alpha, essentielle pour comprendre l’Univers jeune. Les principaux intérêts scientifiques de l’Irfu résident dans l’étude de l’interaction entre le gaz dans la toile cosmique et la formation des galaxies, l’étude des amas de galaxies primitifs (proto-amas) et la nature des nébuleuses géantes Lya.
En complétant les observatoires existants, BlueMUSE offrira une vision unique et complémentaire de l’Univers, renforçant la position de l’Europe – et de la France – à la pointe de l’astronomie mondiale.
Contacts Irfu : Emanuele DADDI (DAp-AIM), Rémy LE BRETON (DEDIP)
