Les Observatoires Gemini Nord et Sud

Comme le nom l'indique, Gemini (qui veut dire gémeau en latin), est le nom de deux observatoires astronomiques. Le premier, Gemini Nord, est situé dans l'hémisphère Nord au sommet du Mauna Kea, à Hawaï ; le second, Gemini Sud, est situé dans l'hémisphère Sud, à Cerro Pachón, au Chili. Une telle disposition des observatoires permet de couvrir le ciel au complet à partir des deux hémisphères.

Le projet de construire les observatoires naît dans le milieu des années 1980. L'entreprise démarre pour de bon en 1990 avec la signature d'un accord liant les États-Unis, le Royaume-Uni et le Canada. D'autres pays se joignent au groupe et les observatoires sont finalement financés par les États-Unis (à 48 %), le Royaume-Uni (à 24 %), le Canada (à 14 %), le Chili (à 5 %), l'Australie (à 5 %), l'Argentine (à 2 %) et le Brésil (à 2 %). Le temps d'observation est réparti selon ces proportions.

Gemini Nord voit sa première lumière en 1999 tandis que Gemini Sud le rejoint un an plus tard, en 2000. Les télescopes des deux observatoires sont identiques. Chacun possède un miroir de 8,1 mètres de diamètre faisant à peine 20 centimètres d'épaisseur et pesant 22 tonnes. La structure mobile pèse quant à elle 342 tonnes. Les instruments d'observation (caméras, spectromètres, etc.) ne sont cependant pas tous identiques sur chaque télescope.

Une des principales contributions du Canada est de fournir un système d'optique adaptative ; c'est-à-dire un système corrigeant les déformations d'image dues aux turbulences de l'atmosphère terrestre qui ont pour effet de provoquer le scintillement des étoiles. La construction du dôme, du support, des installations souterraines et du système servant à commander la partie tournante de chaque télescope est également la responsabilité du Canada.

Une particularité des télescopes Gemini est leur système d'optique active. Il s'agit d'un système qui compense les effets de déformation du miroir principal qui a tendance à gondoler sous son propre poids lorsque le télescope est orienté vers le ciel. Le système se compose de 120 vérins hydrauliques situés sous le miroir qui bougent constamment de façon à lui redonner sa forme parfaite. Les ajustements sont typiquement de l'ordre du millième de l'épaisseur d'un cheveu humain.

Les observatoires sont spécifiquement conçus pour observer la lumière visible mais aussi la lumière infrarouge. De grandes régions de l'espace sont en effet masquées par des nuages de gaz et de poussière comme les endroits où se forment les étoiles et les planètes ou encore les noyaux de galaxies qui cachent des quasars et des trous noirs. La lumière infrarouge a la particularité de pouvoir pénétrer de tels nuages et de révéler des détails qui seraient autrement invisibles, d'où son intérêt.

La surface réfléchissante des miroirs est donc faite d'une mince pellicule d'argent, qui réfléchit mieux les rayons infrarouges que l'aluminium, et les dômes des observatoires sont de couleur gris métallique (au lieu du traditionnel blanc) de façon à garder la température des télescopes constante. Des trappes permettent également d'ouvrir les dômes sur leur pourtour.

Tous ces perfectionnements font des télescopes Gemini des instruments coûteux à opérer. On estime présentement à 50 000 $ le coût d'une seule nuit d'observation au télescope. Les astronomes n'ont cependant pas à débourser eux-mêmes cette somme ; l'utilisation d'un télescope Gemini est défrayée par les agences nationales qui en assurent le financement.

L'Institut Herzberg d'Astrophysique du Conseil National de Recherches du Canada est présentement responsable de la participation canadienne dans les télescopes.