Mis à la disposition en priorité des chercheurs des Etats membres, ces observatoires sont équipés d’instruments innovants et très performants qui ont généralement été développés pendant des années par des consortium universtaires en collaboration avec l’ESO. Cette association entre sites astronomiques d’excellence, grands télescopes et instrumentation de pointe a toujours permis aux astronomes européens d’être à l’avant-garde des nouvelles percées scientifiques dans le ciel austral. La Silla comptait au début des années 1990 une quinzaine de télescopes de toutes tailles, dont le fameux New Technology Telescope (NTT), de 3,5m de diamètre, véritablement révolutionnaire avec son miroir à optique active, une monture pilotée par ordinateur et une « coupole » de forme totalement nouvelle. Ce télescope a été le précuseur des géants du VLT. Mais depuis, l’ESO a dû programmer la fermeture progressive des petits télescopes de la Silla pour faire des économies en vue de dégager les budgets pour la réalisation des projets comme le VLT, ALMA et le futur E-ELT, ce qui n’a pas toujours plu aux astronomes. Aujourd’hui il ne reste  que trois télescopes utilisés par l’ESO, mais la Silla a acquis une seconde jeunesse depuis quelques années  grâce à l’implantation sur le site (souvent dans les anciens bâtiments rénovés) de télescopes nationaux. On en compte une demi-douzaine de tous pays dont le télescope TRAPPIST (Transiting Planets & PlanetesImals Small Telescope) fruit d’une collaboration entre le groupe ATI de l’Insitut d’Astrophysique de l’ULg et l’Observatoire de Genève (Lire l’article Des astrophysiciens liégeois au septième ciel).

De plus en plus énorme, puissant et coûteux

Sur le Cerro Paranal, en plein milieu du désert d’Atacama, 600 km au Nord de la Silla, l’ESO a mis en place son outil le plus remarquable : le Very Large Telescope (VLT) qui est le plus grand observatoire de l’Hémisphère austral. Il se compose de quatre télescopes identiques pesant 550 tonnes, chacun ayant un miroir primaire de 8,2 m de diamètre ! Ces télescopes sont capables de voir des  astres qui sont 4000 millions de fois plus ténus que ce qu’on peut discerner à l’œil nu ! Chaque télescope est équipé de trois instruments d’une valeur de plusieurs millions d’euros chacun et qui permettent de réaliser toutes les observations rêvées par les astronomes, de l’ultraviolet proche à l’infrarouge thermique dans différents modes comme l’imagerie et la spectroscopie ! Quatre autres « petits » télescopes (miroir de 1,8 m) mobiles - ils se déplacent sur des rails - appelés télescopes auxiliaires (AT) sont les pièces maîtresses du VLTI (VLT Interferometer) afin d’observer en 3 D les particularités de l’Univers avec une résolution très élevée. C’est la PME liégeoise Amos (lire ci-dessous) qui a conçu ces télescopes uniques au monde et a participé à la réalisation de différentes pièces du VLT comme les adaptateurs-rotateurs, la plate-forme de levage et l’unité de nettoyage des miroirs.

Non loin du VLT, sur le Cerro Amazones à 3.060 m, l’ESO a décidé, comme cadeau de ses cinquante ans, de se doter de l’imposant E-ELT (European-Extremely Large Telescope). C’est une machine très complexe qui utilisera un miroir de 39,3 m de diamètre, fait de quelque 800 segments ajustés l’un à l’autre pour collecter des images d’une qualité exceptionnelle.  Le feu vert pour cet énorme télescope a été donné par le Conseil de l’ESO en juin 2012. Sa réalisation, qui prendra 11 années, va coûter plus d’1 milliard d’euros, instrumentation comprise. Le chantier va vraiment commencer dans les prochains mois. L’E-ELT doit être opérationnel au début des années 2020 : il sera alors l’œil le plus avancé et le plus puissant en service dans le monde ! Il représentera un bond de géant pour caractériser les exo-planètes et tout particulièrement leur atmosphère, observer l’expansion de l’Univers et mieux comprendre son destin en essayant de percer les mystères de l’énergie et de la matière noire (« dark energy » et « dark matter »), observer la formation des première étoiles dans les embryons de galaxies situées aux confins de l’univers… Ce projet a déjà donné du travail dans la région liégeoise : les algorithmes de contrôle du miroir primaire ont été élaborés à l’Université de Liège, tandis que la conception de sa station pré-focale était étudiée chez Amos. Près de 2 millions d’euros ont déjà été dépensés en Belgique pour les études du concept.

L’exploitation du VLT/VLTI et l’apparition de l’E-ELT ne remettent aucunement en question le développement des observatoires spatiaux européens que l’on doit à l’ESA. Leur bonne cohabitation ne fait aucun doute pour l’astrophysicien liégeois Jean-Pierre Swings, qui a rempli des missions tant pour l’ESO que pour l’ESA : « il y a complémentarité entre le sol et l’espace et il convient de privilégier la synergie entre télescopes sur la Terre et autour d’elle ». L’intérêt des moyens terrestres de l’ESO est de combiner leur emploi avec des systèmes spatiaux qui peuvent observer dans les longueurs d’onde occultées par l’atmosphère.