La seconde vie du télescope spatial Spitzer ?

Lancé en 2003, le télescope spatial Spitzer de la NASA a cartographié les sources de rayonnement infrarouge de l’univers : milieu interstellaire des galaxies, naissance des étoiles, impact des trous noirs supermassifs … Cette mission s’est terminée en 2009, faute d’hélium liquide maintenant les détecteurs à basse température. Depuis Spitzer continue ses opérations dans une nouvelle phase dite « warm mission ».

Les instruments de mesure de l’astronomie infrarouge sont maintenus à très basse température pour optimiser leur sensibilité et leur capacité de détection des sources cosmiques de très faible intensité. L’instrument à basse température émet peu de chaleur, c’est-à-dire peu de lumière infrarouge qui est une source de lumière parasite. L’infrarouge est un domaine électromagnétique vaste : il va d’une longueur d’onde de 1 µm (infrarouge proche) à environ 100 µm (infrarouge lointain). Puisque tout corps caractérisé par une température de surface émet de la lumière, l’infrarouge correspond à des sources d’émission ayant une température entre -250°C et 1000°C environ. L’infrarouge n’est pas donc nécessairement une signature du « chaud », il peut aussi tracer des objets très froids.

Pour assurer le refroidissement, les instruments de Spitzer sont mis en contact avec de l’hélium liquide à 2 Kelvins, soit -271°C. L’hélium monte légèrement en température, s’évapore et emporte avec lui l’excès de chaleur des instruments…puis il est évacué dans l’espace. Une fois l’hélium liquide consommé, les instruments montent en température et la détection de sources faibles devient impossible. Elles sont noyées dans la lumière parasite des instruments.

Vue du satellite Spitzer comprenant un tube à l’intérieur duquel est placé le miroir parabolique concentrant la lumière vers un miroir secondaire, puis vers les instruments. C’est le télescope. La zone en bleu est le « cryostat », un thermos renfermant les instruments et le réservoir d’hélium liquide. (c) NASA.

Néanmoins certaines sources astronomiques sont suffisamment fortes pour demeurer « détectables » par des instruments non refroidi cryogéniquement. Ces instruments sont tout de même refroidis passivement dans l’espace autour de 80-100 K. Parmi ces objets détectables figurent les étoiles et le passage devant elle d’un cortège de planètes…

par Vincent Minier