L’image expliquée par son auteur

Durant les prises de vue, effectuées entre l'été 2008 et l'été 2009, les astres du système solaire se sont invités dans le champ infini des étoiles : les éblouissantes planètes Vénus, Jupiter et Saturne, ainsi que, plus discrètes, les lointaines Uranus et Neptune, et même une comète à l’éclat vert émeraude, perdue parmi des dizaines de millions d'étoiles, et que vous aurez probablement bien du mal à trouver...
Manquent au tableau, bien sûr, le Soleil et la Lune, car pour photographier les étoiles, il faut en permanence tourner le dos aux deux plus brillants luminaires du ciel.
C'est, avant tout, la Voie lactée qui s'impose dans cette représentation du ciel. La projection choisie, en coordonnées galactocentriques, nous met face à face avec notre galaxie, que nous découvrons un peu comme si nous la voyions depuis l'extérieur.
L'aspect général de notre galaxie spirale, avec son disque fin, peuplé de jeunes étoiles et marbré de nébuleuses claires ou obscures, son bulbe central arrondi, ses galaxies satellites, est bien reconnaissable. D'après le dernier grand recensement stellaire effectué par les astronomes de l'observatoire de Besançon, la Voie lactée compte en tout près de 150 milliards d'étoiles. Moins de 0,0001 % de toutes ces étoiles sont visibles ici, et les astronomes, aujourd'hui, ont identifié moins de 1 % de la population galactique totale...
Enfin, l'essentiel de la Galaxie, sa composante la plus fascinante pour les habitants de la planète Terre, est ici invisible. Il s'agit des mille milliards de planètes qui la peuplent, autant d'autres mondes vers lesquels se tourne notre imaginaire.

Cette image du ciel est en réalité une mosaïque composée de près de 300 champs photographiés chacun quatre fois, ce qui représente en tout près de 1200 photographies. Toutes ont été prises avec un boîtier numérique Nikon D3 et son objectif de 50 mm de focale diaphragmé à 5,6.

Chaque image a été exposée durant 6 minutes, le mouvement apparent du ciel, dû à la rotation de la Terre, étant corrigé par une petite monture équatoriale, dont l'axe de rotation, tournant en 24 heures, dans le sens inverse du mouvement de la Terre, était rigoureusement aligné sur l'axe de rotation de notre planète. Ici, le matériel qui a servi à la prise de vue est installé sur la plate-forme du Very Large Telescope européen (VLT), au Chili.

Pour mener à bien ce projet, il me fallait des conditions d'observation exceptionnelles.
L'Observatoire européen austral (ESO) me les a offertes en m'invitant à prendre une grande partie des photographies depuis ses observatoires chiliens, implantés sous le ciel le plus pur de la planète, dans le désert d'Atacama.
J'ai donc commencé la prise de vue depuis l'observatoire de La Silla, puis à l'observatoire de Cerro Paranal, où se trouve le célèbre VLT. En plus d'un ciel transparent, j'avais l'assurance à La Silla et Cerro Paranal de bénéficier d'une météorologie exceptionnelle, puisque le ciel est clair en Atacama pratiquement onze mois sur douze...

Après plusieurs séjours à La Silla et Cerro Paranal, j'ai voulu vivre ce tête-à-tête avec le ciel d'une façon plus radicale, intime, et fusionnelle aussi, en continuant la prise de vue dans le « désert profond », pour me confronter à l'essentiel, le cycle des nuits et des jours dans le désert absolu, rythmé seulement par la ronde des étoiles la nuit et le jeu des ombres sur les pierres sèches du reg le jour.

Muni des coordonnées GPS du mont Cerro Ventarrones, je suis parti à la recherche de ce haut lieu de l'astronomie, une montagne de 2600 mètres isolée dans le désert d'Atacama, où l'ESO envisage d'installer son futur télescope géant EELT...

À 2400 m, sous le flanc nord de Cerro Ventarrones, protégé du vent par le relief, j'ai installé mon matériel dans la rocaille.
Le jour, au cœur de l'hiver austral, la température dépasse 30 °C, la nuit, elle descend souvent bien au-delà de -5°C. C'est le 4 x 4 qui assurait la production d'énergie pour l'appareil photo.
Je disposais d'un jeu de 3 batteries Li-ion pour le Nikon D3, que je rechargeais régulièrement sur l'allume-cigare du véhicule, via un convertisseur 12 V / 220 V.

L'antique monture équatoriale Perl Vixen GPDX était alimentée par un jeu de huit piles de 1,5 V, à la longévité quasi illimitée : la monture pouvait tourner imperturbablement toute la nuit, près d'une semaine durant...
Une fois les poses enregistrées, restait à les traiter : j'ai utilisé le logiciel de traitement d'images Deep Sky Stacker pour additionner les quatre images de chaque champ.
Cette superposition numérique permet de diminuer le bruit électronique de chaque pose, et d'augmenter le signal lumineux des astres.

Une fois le projet lancé, me confronter « au vrai ciel des étoiles » a été une épreuve d'endurance, pleine d'imprévus, plus difficile que je l'avais imaginée.
D'abord, lors de la toute première nuit d'observation, ce qui m'a frappé, c'est l'ampleur de la tâche. Il fallait, bien sûr, photographier tout ce que je voyais là-haut, partout, à l'ouest, à l'est, au nord, au sud, au zénith, mais pas seulement...
Je savais qu'il faudrait ensuite tout recommencer, dans l'autre hémisphère, celui, en quelque sorte, que j'avais sous les pieds, au nadir... Pendant un moment, pris de vertige, je me suis demandé ce que je faisais là...
La prise de vue s'est déroulée « à l'ancienne » : un peu comme un marin naviguant à vue, je me suis repéré dans le ciel en cabotant d'étoile en étoile.
Le premier soir, j'ai pointé l'appareil photo sur l'étincelante étoile Canopus, qui venait de culminer au sud et s'apprêtait à décliner vers l'ouest.

La nuit suivante, il m'a suffi de repointer Canopus en début de nuit, et de recommencer l'opération, en décalant légèrement l'étoile vers le nord. Ainsi, de nuit en nuit, de jalon stellaire en jalon stellaire - Canopus, Sirius, Achernar, Alpha du Centaure, Antarès, Spica, Arcturus, Altaïr, Véga, Deneb... - la couverture du ciel augmentait progressivement, comme des lés posés un à un sur la tapisserie cosmique...

Une fois tout le ciel visible depuis le désert d'Atacama photographié, depuis 90 °S jusqu'à 40 °N, il m'a fallu partir achever ce travail dans l'hémisphère Nord.
Une petite zone du ciel, autour de l'étoile Polaire, a été scannée depuis les Alpes-de-Haute-Provence, en France.
Là, non loin de la petite ville de Castellane, sur les sommets qui avoisinent 1500 à 2000 m, des sites magnifiques, isolés, permettent d'observer un ciel dénué de toute pollution lumineuse.
Enfin, tout le reste du ciel boréal a été photographié depuis l'observatoire de Roque de los Muchachos, aux Canaries.
Au sommet de la caldeira de Taburiente, à 2400 m d'altitude, ce grand observatoire européen émerge le plus souvent de la mer de nuages qui s'installe sur les versants de l'île de La Palma.

À La Palma, j'ai retrouvé les constellations familières de l'hémisphère Nord, qui tournaient « à l'envers » au Chili. Mon « voyage au bout de la nuit » s'est achevé ici, avec d'immenses traversées dans le ciel, depuis le Capricorne jusqu'au Grand Chien, depuis Altaïr jusqu'aux Pléiades, depuis Deneb jusqu'à Capella...
Là-haut, au sommet de l'île au-dessus des nuages, le rituel était le même que dans le désert. À la fin du crépuscule, pointer avec le Nikon D3 un peu au nord du champ céleste scanné la veille...
Placer dans l'appareil une batterie chargée, vérifier l'intervallomètre, qui scandait le temps, 6 min de pose, bip, bip, bip, clac, dix secondes de latence, clic, début de la pose suivante...
Dans le désert d'Atacama comme au sommet du volcan de La Palma, les nuits succédaient aux nuits, identiques.

Une fois l'appareil mis en route, j'attendais la fin des quatre poses de 6 min, vérifiant régulièrement, l'œil à l'oculaire réticulé d'une petite lunette de guidage, que la monture tournait bien de concert avec la Terre...
Allongé par terre, au pied du télescope, bercé par le « bip bip » régulier de l'intervallomètre, je contemplais le ciel, voyant passer au-dessus de ma tête les prodigieuses nuées stellaires de la Voie lactée.
De temps à autre, c'est le « clac » de la fin de pose qui me réveillait, ou alors le froid piquant.
J'ai vécu ainsi près de trente nuits en osmose avec mon appareil et le ciel, entendu près de 1200 fois le bip bip annonciateur de la pose suivante...
Le temps de pose total de cette image du ciel approche 120 heures.

Pendant ce temps, chez Frédéric Tapissier

Pendant ce temps, depuis son Astro'n-Home de Longuesse, au nord-ouest de Paris, mon ami Frédéric Tapissier cherchait les solutions techniques à l'assemblage de ces centaines de champs célestes accumulant, en tout, une quinzaine de milliards de pixels, soit une vingtaine de gigaoctets de données.
Plus le volume de données augmentait, plus il s'inquiétait de la faisabilité du projet...
L'ordinateur de Frédéric a passé plus d'heures à traiter les données que mon Nikon à les enregistrer, et Frédéric a passé probablement autant de nuits blanches que moi à mener à bien ce projet...
Finalement, Frédéric a trouvé la solution, en adoptant un nouveau logiciel de traitement d'images, Autopano Pro Giga, qui a permis le calcul de la représentation entière de la sphère céleste, projetée sur un plan, en 340 heures de calcul « seulement ».
Le fichier temporaire généré par Autopano Pro Giga pesait 145 gigaoctets.
L'image finale mesure 40 000 x 20 000 pixels, soit 800 millions de pixels, pèse 4,42 gigaoctets et est codée sur une profondeur de 48 bits, soit plus de deux cent mille milliards de couleurs.

Un zoom prodigieux dans la galaxie

Tandis que, mois après mois, la photographie du ciel entier prenait forme, l'ESO s'impliquait de plus en plus dans la réussite de ce projet.
L'idée est venue à l'astronome Henri Boffin de poursuivre l'aventure, en demandant à l'astrophotographe Stéphane Guisard de « zoomer » sur le centre de notre galaxie à l'aide d'une puissante lunette d'amateur et d'une caméra CCD, depuis l'observatoire de Cerro Paranal.
Enfin, l'ESO a libéré plusieurs nuits de son télescope de 2,2 m de La Silla, équipé d'une caméra CCD à très grand champ, afin de réaliser un gros plan dans le zoom de Stéphane Guisard.
À la clé, la plus vertigineuse plongée jamais réalisée dans notre galaxie, manière de relier le ciel des hommes au cosmos des astronomes.

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texte et photo : Serge brunier