Avec le télescope chinois AIMS, les êtres humains possèdent une autre paire d'« yeux intelligents » pour observer le soleil

Le soleil, l'étoile la plus proche de la terre, a de nombreux mystères non résolus. Récemment, le premier équipement d'observation spécial au monde pour le champ magnétique solaire dans la bande infrarouge moyenne (télescope AIMS) a été officiellement lancé, offrant aux humains une autre paire d'« yeux intelligents » pour observer le soleil.

Le télescope AIMS est construit sur la plate-forme d'observation D du mont Seshteng à Lenghu, dans la province du Qinghai (nord-ouest de la Chine), à une altitude de 4 000 mètres. Son achèvement et sa mise en service ont comblé le vide international en matière d'observation du champ magnétique solaire dans la bande infrarouge moyenne et fournit également une référence importante pour la construction ultérieure d'équipements astronomiques à grande échelle dans les zones de haute altitude.

Comme l'a expliqué Deng Yuanyong, chercheur à l'Observatoire astronomique national de l'Académie chinoise des sciences et chef du projet AIMS, l'atmosphère solaire est un immense environnement de plasma dominé par des champs magnétiques. L'amélioration de la précision des observations du champ magnétique solaire revêt une grande importance pour la recherche fondamentale sur la physique solaire et la prévision météorologique spatiale.

Auparavant, l'observation du champ magnétique solaire se concentrait sur la résolution et une attention insuffisante était accordée à la précision des mesures. La précision des mesures des télescopes solaires internationaux à grande ouverture est généralement de l'ordre de 100 Gauss. À mesure que la recherche scientifique continue de s'approfondir, la communauté universitaire se rend progressivement compte que l'étude des faibles champs magnétiques solaires est tout aussi importante et que se concentrer uniquement sur la résolution est loin d'être suffisant.

« Tout comme le corps humain est différent lors de la prise de photos et de radiographies, les processus physiques réfléchis par le champ magnétique solaire observé dans différentes bandes de longueurs d'onde sont également différents » a indiqué Wang Dongguang, chercheur à l'Observatoire astronomique national de l'Académie chinoise des sciences et responsable technique du projet AIMS, ajoutant que « le télescope AIMS doit combler le chaînon manquant dans l'observation du champ magnétique solaire dans la bande infrarouge moyenne ».

Des technologies innovantes et avancées

Améliorer la précision de la mesure du champ magnétique à mieux que 10 Gauss ; développer le premier spectromètre de fourier infrarouge moyen au monde doté à la fois d'une résolution spectrale ultra-haute et de capacités d'imagerie, avec un indice de résolution spectrale augmenté à 156 fois le niveau national d'origine... Depuis le lancement du développement en 2015, le télescope AIMS a réalisé un certain nombre d'avancées technologiques clés.

Le processus de chaque avancée technologique est comme ronger un os dur. Ainsi, en prenant comme exemple la technologie de mesure de polarisation, l'équipe a accumulé plus de 40 ans d'accumulation technologique dans le domaine de la mesure de polarisation dans la bande de lumière visible, mais lors du passage à la direction de mesure de polarisation dans la bande infrarouge moyen, elle a dû repartir de zéro.

À cette époque, il n'existait pas d'appareil de mesure de polarisation dans l'infrarouge moyen disponible au niveau international, ni d'équipement ni de méthodes de détection de polarisation matures. Wang Dongguang a rappelé que « la sélection des matériaux, l'exploration des techniques de traitement et le développement d'instruments de test sont tous partis de zéro. Après des recherches continues, nous avons développé avec succès la plaque à ondes infrarouges moyennes en séléniure de cadmium de plus grand diamètre au monde ».

Une collaboration nationale et un puissant soutien local

Le développement du télescope AIMS est un effort conjoint multidisciplinaire, avec une coordination globale par l'Observatoire astronomique national, et la coopération et la participation de nombreuses unités telles que l'Institut de physique technique de Shanghai, l'Institut d'optique et de mécanique de précision de Xi'an, l'Observatoire du Yunnan, l'Institut de physique de Kunming et la société Nanjing Astronomical Instrument Co., Ltd. Wang Dongguang a déclaré : « Nous nous sommes concentrés dès le début sur une conception de haut niveau, des indicateurs et des fonctions profondément subdivisés, et nous avons clarifié les interfaces techniques pertinentes. Par conséquent, l'ensemble du processus du projet s'est déroulé sans problème et il n'y a eu aucun problème de refonte de la conception.

Grâce aux efforts concertés de toutes les parties, les composants essentiels du télescope AIMS sont tous produits en Chine, permettant un contrôle indépendant des technologies pertinentes et reflétant les capacités d'innovation indépendantes des instruments astronomiques chinois.

Par ailleurs, les installations d'observation solaire ont des exigences extrêmement élevées en matière de sélection de sites : de longues heures d'ensoleillement sont une condition nécessaire ; les équipements infrarouges nécessitent un climat sec pour éviter l'impact de la vapeur d'eau sur les observations ; plus l'air est fin, meilleur est l'effet de détection... Après avoir étudié 5 sites, l'équipe a finalement choisi le mont Seshteng à Lenghu, dans le Qinghai. Deng Yuanyong a été profondément impressionné par le soutien et l'exécution locaux. « Nos installations sont construites sur une montagne et les équipements ne sont pas accessibles, c'est pourquoi le gouvernement local a utilisé des hélicoptères pour faciliter le transport. Environ deux ans après la sélection du site, les conditions des infrastructures avaient complètement rattrapé leur retard ».

Au cours de la mise en service et des observations des essais scientifiques, le télescope AIMS a acquis avec succès des données sur les éruptions solaires dans plusieurs bandes de l'infrarouge moyen, fournissant ainsi de nouvelles données permettant de révéler le mécanisme de transfert de matière et d'énergie lors de violentes explosions solaires et d'étudier l'accumulation et la libération d'énergie magnétique. « La prochaine étape consistera à bien entretenir et exploiter le télescope AIMS et à mener des recherches scientifiques de pointe autour de celui-ci », a conclu Deng Yuanyong.

(Par Li Junqiang, journaliste au Quotidien du Peuple)