En haut, les deux premières photographies de la galaxie NGC 7479 obtenues avec la caméra FaNTOmM au télescope Canada-France-Hawaii. Celle de gauche montre l’émission d’hydrogène ionisé et celle de droite le champ des vitesses de la galaxie. En bas, la même galaxie en image optique, prise par le Second Palomar Observatory Sky Survey, du California Institute of Technology.

L’Observatoire du mont Mégantic vient de se doter de la caméra à comptage de photons la plus sensible du monde. Munie d’un puissant tube amplificateur, la caméra multiplie chaque photon qui arrive à sa surface par un facteur de 10 millions. Ainsi, une trentaine de photons sur 100 peuvent être détectés comparativement à seulement trois ou quatre avec les caméras de la génération précédente.

Cette caméra a été baptisée de l’acronyme FaNTOmM, qui signifie «Fabry-Pérot de nouvelle technologie pour l’Observatoire du mont Mégantic».

«Fabry et Pérot étaient deux opticiens français du début des années 1900 qui ont mis au point un instrument d’interférométrie capable de comparer la longueur d’onde d’un objet avec une longueur d’onde déjà connue, explique Claude Carignan, professeur au Département de physique et directeur de l’Observatoire. La caméra FaNTOmM recourt à un tel procédé.»

Cette caméra permet de produire des images du déplacement d’objets à l’intérieur d’une galaxie, mais son caractère novateur réside dans la réduction à zéro du bruit de lecture lors de telles observations. C’est ce qui permet aux chercheurs de détecter 30 % des photons au lieu de 3 % avec les caméras précédentes et de diriger leurs recherches vers des objets de très faible intensité qu’il serait impossible d’observer autrement.

De Mégantic à Hawaii

Après deux missions d’observation très fructueuses au télescope du mont Mégantic, la caméra a effectué son premier voyage outre-mer en octobre dernier. Pendant quelques nuits, elle est devenue la rétine du télescope Canada-France-Hawaii (TCFH), situé à 4200 mètres d’altitude sur le mont Mauna Kea, à Hawaii. Cette mission a permis d’obtenir la première carte complète des vitesses de rotation d’une galaxie à faible brillance de surface (photos ci-contre) et de déterminer des mouvements non circulaires dans un échantillon de galaxies spirales barrées.

La construction de FaNTOmM, qui a été rendue possible grâce à une subvention de la Fondation canadienne pour l’innovation, est le fruit d’une collaboration entre Claude Carignan, l’étudiant au doctorat au Département de physique Olivier Hernandez et des chercheurs de l’Observatoire astronomique Marseille-Provence et de l’Observatoire de Meudon, en France.

Même si FaNTOmM constitue le nec plus ultra en matière de caméra à comptage de photons, Olivier Daigle, étudiant à la maîtrise, est déjà à l’œuvre afin de mettre au point la prochaine génération de caméras qui devrait faire passer le taux de détection des photons de 30 % à environ 80 %. FaNTOmM II devrait voir ses premiers photons de lumière d’ici un an.

Aux yeux du directeur, le développement de FaNTOmM et la mission à Hawaii illustrent l’excellence du Laboratoire d’astrophysique expérimentale du Département de physique, où ont aussi été conçues et fabriquées deux autres caméras infrarouges actuellement en usage au TCFH.

Un des membres de ce laboratoire, le professeur René Doyon, est également le responsable canadien pour la conception de la caméra NIRCAM, qui sera à bord du prochain télescope spatial, le James Web Telescope, dont le lancement est prévu pour 2010.