Résumé Exécutif

Nous sommes peut-être en train de vivre l'époque la plus excitante de l'histoire de l'astronomie, et ce pour de nombreuses raisons. Nous avons atteint aujourd'hui une connaissance approfondie de l'univers. Dans moins de 10 ans, nous devrions connaître ses paramètres fondamentaux (taux d'expansion, densité moyenne, constante cosmologique) à mieux que 5% près, et être finalement capables de déterminer si l'univers est ouvert (expansion éternelle), fermé (expansion, puis contraction), ou critique (expansion décélérée tendant vers zéro). Nous avons une idée de la façon dont les étoiles et les galaxies se forment et évoluent (même si nous sommes toujours à la recherche d'une description théorique complète). Nous avons découvert des systèmes planétaires en dehors de notre propre système solaire. Nous disposons de moyens prodigieux pour étudier ces problèmes, ainsi que les autres aspects de l'astrophysique moderne. Dans environ 5 ans, nous aurons un ensemble de 15 télescopes de plus de 6m au sol. L'ESA et la NASA ont développé des programmes spaciaux très prospectifs pour placer en orbite des observatoires explorant le spectre électromagnétique rayonné par les sources extra-terrestres depuis les rayons 1#1 jusqu'aux micro-ondes. Un certain nombre de télescopes seront dédiés à la recherche et à l'imagerie des planètes telluriques en orbite autour d'étoiles proches. L'instrumentation qui est et qui sera disponible à la fois au sol et dans l'espace est innovante et le plus souvent limitée par la physique plutôt que par la technologie. L'instrumentation astronomique et les télescopes bénéficient de façon inédite des nouvelles technologies (e.g. optique adaptative, matériaux allégés). Les ressources humaines et informatiques dirigées vers les problèmes astrophysiques auraient été inimaginables il y a 10 ans. L'astronomie est en train de devenir un domaine beaucoup plus interdisciplinaire, avec des liens étroits vers des sciences comme l'informatique (réseaux de neurones, projet Terapix), la biologie (l'astrobiologie est enseignée dans certaines universités) et la chimie (milieu interstellaire). L'intérêt du public pour les découvertes astronomiques les plus récentes est presque insatiable. Il arrive presque chaque jour que quelque article relié à l'astronomie paraisse à la une des principaux journaux. La NASA et l'ESA dépensent des sommes considérables pour les relations publiques et les cours d'introduction à l'astronomie sont parmi les plus fréquentés à l'université. La leçon à retenir ici est que l'astronomie est en train de changer radicalement, et que le CFHT doit réagir maintenant à ce changement pour conserver la place qu'il tient depuis 20 ans au plus haut niveau de la recherche en astronomie.

Quelle science sera la plus attirante pour un CFHT nouveau ou remanié? Nous avons atteint un consensus sur cinq questions qui présenteront le défi intellectuel le plus important pour l'astronomie dans les décades à venir, et pour lesquelles on peut attendre un réel progrès pour peu que l'on puisse disposer d'une instrumentation adéquate:

1.

Sommes nous seuls dans l'univers?

2.

De quoi se compose l'univers et quelle est sa forme?

3.

Comment notre système solaire et les autres systèmes se sont-ils formés et ont-il évolué?

4.

A quoi ressemblaient les premières étoiles et comment les galaxies qui les abritent se sont-elles formées?

5.

Existe-t-il des choses dans l'univers que nous n'avons même pas encore imaginées?

Le point commun à tous ces thèmes est l'obscurité.

1.

Toute planète tellurique susceptible d'abriter la vie ne brille dans le visible et le proche infrarouge que par la réflexion de la lumière de son étoile, et donc doit être très faible. En outre, elle se trouve à proximité d'une étoile semblable au soleil beaucoup plus brillante qu'elle-même et doit être très difficile à observer.

2.

On sait que l'essentiel de la matière dans l'univers est non-lumineuse et cette matière noire, représentant entre 90 et 99% de toute la masse de l'univers, ne semble émettre de rayonnement dans aucune des bandes de longueurs d'onde explorées jusqu'ici.

3.

La formation des étoiles et des sytèmes planétaires a lieu dans des régions riches en poussière desquelles peu de rayonnement optique et ultraviolet nous parvient.

4.

Avant la formation des galaxies et des étoiles massives, l'univers était essentiellement sombre.

5.

Tout phénomène encore inconnu dans l'univers occupera, dans l'espace des paramètres observables, un domaine très éloigné de ceux déjà observés par les instruments sol et spatiaux. Pour cette raison, de tels objets, vus depuis la Terre, seront probablement très faibles quelle que soit la gamme de longueur d'ondes considérée.

Le comité NGC a développé une stratégie visant à la réalisation d'un instrument optique qui pourra illuminer un bon nombre de ces points sombres concernant l'univers dans lequel nous vivons. En marge de cette stratégie vers ces objectifs principaux, de nombreuses opportunités se présenteront pour des projets astronomiques intéressants et plus ciblés.

Pour atteindre les objectifs scientifiques que nous avons identifiés, le comité suggère le programme suivant de remaniement et reconstruction du CFHT, qui devra probablement être étendu à de nouveaux partenaires. Une possibilité réaliste identifiée par le comité consisterait en une fusion des communautés ESO et Gemini pour mener à bien ce projet.

(1) Le CFHT existant devrait être exploité avec la plupart de ses instruments actuels (avec l'ajoût possible d'un imageur grand champ infrarouge) pour encore une dizaine d'années. Avec MEGACAM, OASIS, la bonnette d'optique adaptative, un spectrographe à haute résolution et un imageur grand champ infrarouge, le CFHT continuera à être compétitif dans de nombreux domaines de recherche (relevés de galaxies, faibles distorsions gravitationnelles, études de populations stellaires, observations détaillées de noyaux actifs de galaxies, spectroscopie stellaire).

(2) Le Conseil d'Administration du CFHT devrait dès à présent initier une étude de Phase-A pour un très grand télescope optique, dans la gamme de 25m+. Cet instrument, optimisé pour l'imagerie et la spectroscopie, pourrait être construit sur le site actuel du CFHT. Ce site reste le meilleur du Mauna Kea de tous les points de vue, et la communauté va vouloir continuer à l'exploiter. Ce télescope sera capable d'atteindre les objectifs scientifiques principaux cités plus haut et de plus, avec ses 25m de diamètre ou plus, il sera capable d'exploiter les nouvelles découvertes du Next Generation Space Telescope (NGST), actuellement prévu pour un lancement en 2007.

(3) Si la construction de ce grand télescope est décidée, elle pourrait démarrer vers 2008, date à laquelle le CFHT actuel devrait cesser ses opérations.

(4) Si, à la fin des études de Phase-A en 2002 - 2003 ou pour toute autre raison que technique, il est décidé de ne pas poursuivre dans la voie de ce grand télescope, un plan de construction plus modeste pour le futur CFHT devrait être mis en oeuvre. Un tel remaniement pourrait impliquer la construction d'un télescope moderne de 8m optimisé pour l'imagerie grand champ et la spectroscopie haute résolution. Une autre option, encore plus modeste, consisterait simplement á améliorer et ré-instrumenter le télescope existant. Ceci aurait inmanquablement pour effet de faire passer le CFHT d'un observatoire de classe mondiale en télescope de soutien et de suivi pour les grands télescopes.