Maaike van Kooten, Ph. D. est la lauréate du prestigieux prix Nouveaux horizons en physique (New Horizons in Physics) de 2025 remis par la Fondation des prix du progrès scientifique (Breakthrough Prize Foundation). Elle partage cet honneur avec Rebecca Jensen-Clem (Ph. D., Université de Californie, Santa Cruz) et Sebastiaan Haffert (Université de Leyde, Pays-Bas) pour leurs travaux de démonstration de nouvelles techniques d'optique adaptative qui rendront possible la détection directe d'exoplanètes de petite taille. Ce prix récompense des chercheurs en début de carrière qui ont déjà produit des travaux importants.
« J'ai peine à croire ce qui m'arrive; déjà, être en nomination pour ce prix, c'était une surprise, mais le remporter, c'est au-delà de mes rêves les plus fous. », a déclaré Mme van Kooten, agente de recherches au Centre de recherche Herzberg en astronomie et en astrophysique (HAA) du CNRC. « J'ai eu la chance d'effectuer mon stage postdoctoral sous la direction de la professeure Rebecca Jensen-Clem. Elle m'a offert d'incroyables possibilités de recherche et rendu mon expérience très riche et très productive. Je suis encore surprise de tout ce que nous avons accompli lors de ces deux années d'observation en plein ciel au moyen des nouvelles technologies que nous avons développées. »
Les tests d'observation d'un nouvel instrument ou d'une nouvelle s'effectuent en situation réelle, c'est-à-dire hors du laboratoire et dans le cas présent, sur un grand télescope terrestre. Cette étape considérée comme la référence absolue dans le développement d'instruments et de technologies dans le domaine de l'astronomie constitue une phase essentielle.
La qualité des observations réalisées en astronomie dépend de plusieurs facteurs. Les télescopes optiques terrestres sont très sensibles aux turbulences atmosphériques, phénomène causé par les mouvements irréguliers de l'air dans les couches de l'atmosphère terrestre. Les turbulences qui font onduler l'horizon au bout d'une route par grande chaleur déforment la lumière des étoiles qui traverse l'atmosphère et donnent des images floues, ce qui nuit à la précision des mesures prises par les astronomes.
Pour contrer les interférences causées par les turbulences, la chercheuse du CNRC a élaboré un modèle d'algorithme novateur, reposant sur une technologie de contrôle prévisionnel du front d'onde, qui prédit les changements dans l'atmosphère pour adapter rapidement la courbure du miroir flexible du système d'optique adaptive (OA) du télescope afin de réduire l'effet de flou. Pour tester leur technologie, Mme van Kooten et la professeure Jensen-Clem ont réalisé une série d'observations en plein ciel sur le banc d'essai d'optique adaptive du télescope terrestre Keck II pendant des créneaux voués à la maintenance et aux observations scientifiques. L'algorithme mis au point permet d'améliorer la clarté et le contraste des images, surtout pour les objets se trouvant près d'étoiles brillantes, comme les exoplanètes.
« L'objectif ultime de nos travaux est d'ajouter ce mode d'observation au menu offert par l'observatoire W. M. Keck (en anglais seulement) et aussi de faire en sorte que la prochaine génération d'instruments d'observation directe d'exoplanètes utilisent notre algorithme pour atteindre les normes d'imagerie promises », explique la chercheuse.
Après son stage postdoctoral, Mme van Kooten s'est jointe au groupe de science optique du HAA, qui compte parmi les plus influents sur la scène mondiale. Ce groupe a participé au développement et à la mise en œuvre de systèmes d'optique adaptative pour plusieurs télescopes internationaux, dont le télescope Gemini Nord.
« Le Canada, et le CNRC plus particulièrement, ont une longue feuille de route en astronomie optique. L'accolade donnée à Mme van Kooten par la Breakthrough Foundation témoigne de l'excellence du travail accompli par notre groupe de recherche, a confié Luc Simard, directeur général du HAA. Mme van Kooten et son équipe continuent non seulement de repousser les limites de l'instrumentation optique, mais elles contribuent à redéfinir les horizons de l'observation astronomique. »
Mme van Kooten offre actuellement du soutien en optique adaptative pour les processus de calcul en temps réel qui serviront à perfectionner l'imageur de planètes de Gemini (GPI 2.0) et l'unité d'étalonnage du télescope Gemini Nord. Elle travaille également à développer et à mettre à l'essai de nouvelles technologies pour des instruments de nouvelle génération utilisant la plateforme REVOLT, le banc d'essai en plein ciel mis au point par le CNRC pour les technologies d'optique adaptive. Elle se consacre aussi à la mise au point et aux essais d'un système de détection de front d'onde pyramidal en plus de diriger un projet de détecteurs à photodiode à avalanche monophotonique (SPAD), qui sont essentiellement des caméras ultrarapides d'une capacité de 96 000 images par seconde. Elle a aussi reçu du financement dans le cadre de l'initiative Nouveaux débuts du CNRC pour réaliser un projet d'amélioration de systèmes d'OA grâce à l'apprentissage machine pour des systèmes de détection de front d'onde pyramidaux.