Magazine Observatoire de Paris n°2 jun/jui/aoû 2005
Magazine Observatoire de Paris n°2 jun/jui/aoû 2005
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°2 de jun/jui/aoû 2005

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 2,7 Mo

  • Dans ce numéro : l'optique adaptative avec Falcon et Sésame.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
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UN BOUTON DE CORRECTION FALCON Concept opto-mécanique préliminaire de l'un des 15 précieux boutons qui alimenteront le spectrographe. Observatoire de Paris/GEPI A CORRECTION BUTTON Preliminary optical-mechanical concept for one of the 15 precious buttons that will feed the Falcon spectrograph. Contact : Pascal JAGOUREL GEPI +33 (0)1 45 07 76 46 pascal.jagourel@obspm.fr François HAMMER GEPI +33 (0)1 45 07 74 08 francois.hammer@obspm.fr ZOOM sur... LE PÔLE INSTRUMENTAL Intégré au laboratoire GEPI, il comprend trois équipes : le Bureau d'études projets qui conçoit et définit les instruments, le groupe de Fabrication assemblage intégration et tests spécialisé en micro-mécanique et, enfin, la branche Recherche et développement qui se charge de la réalisation de composants novateurs. ZOOM on... THE INSTRUMENTS POLE Attached to the GEPI laboratory, it is composed of three teams : the Projects Bureau, which designs and defines the instruments ; the Manufacturing, Assembly, Integration and Tests group specialized in micro mechanics and, finally, the Research and Development branch in charge of the creation of innovative components. FALCON : LE SPECTROGRAPHE FALCON : THE SPECTROGRAPH WITH MULTIPLE ADAPTIVE EYES Un instrument capable de scruter simultanément et en détail quinze galaxies lointaines, tout en s'affranchissant de la turbulence atmosphérique : c'est ce que les chercheurs du groupe Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation - GEPI conçoivent avec le spectrographe multi-objet Falcon. An instrument capable of scanning at the same time and in detail fifteen distant galaxies without being disturbed by atmospheric turbulence : this is precisely what researchers from the Galaxies, Stars, Physics and Instrumentation (GEPI) group are designing with the Falcon multi-object spectrograph. Depuis longtemps, les astronomes rêvent de recueillir à la fois des images et une information détaillée à propos des astres lointains. En outre, obtenir simultanément de tels renseignements pour une quinzaine, voire une vingtaine, de galaxies relève de la gageure. « C'est ce que devrait réaliser notre spectrographe multiobjet Falcon 1 », affirme Pascal Jagourel ingénieur responsable du Pôle instrumental, au GEPI, de l'Observatoire de Paris. « Le dispositif sera doté d'une optique adaptative multiple distribuée. Il a vocation à être installé derrière l'un des quatre miroirs de 8 mètres du Very Large Telescope, à l'Observatoire austral européen du Paranal, au Chili. Du coup, on pourra étudier la dynamique et la composition de galaxies distantes de 10 ou 12 milliards d'années-lumière. C'est-à-dire qu'elles ont émis leur lumière lorsque l'Univers avait 20% de son âge actuel ! ». Objectif : quinze galaxies d'un coup « L'instrument s'affranchira de la turbulence atmosphérique », reprend le responsable du projet mené en collaboration avec le Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique - LESIA avec le soutien de l’INSU et de l’ESO. Ce phénomène trouble les images et réduit la définition à 1 seconde d'arc. « On utilisera un système de 15 ou 20 optiques adaptatives miniatures (une par objet visé) incluses dans des'boutons'de 3 centimètres de diamètre et de moins de 500 grammes ». Pour chaque observation, ces éléments correcteurs seront disposés de manière à coïncider avec les images des galaxies. On obtiendra des photographies fouillées et le rayonnement sera analysé. Les chercheurs espèrent mieux comprendre comment les populations en étoiles des galaxies externes ont évolué, par collisions ou flambées d'activité. Le spectrographe multi-objet à optique adaptive Falcon est conçu pour explorer l'espace lointain et sonder en profondeur le passé de l'Univers. Il pourrait être installé sur le Very Large Telescope à l'horizon 2012. Cette phase préparera les instruments qui équiperont les télescopes de 30 à 100 mètres de diamètre vers 2016. On ambitionnera alors d'accéder aux galaxies éloignées de près de 13 milliards d'années-lumière, nées lorsque le cosmos avait 5% de son âge… Falcon opérera dans l'infrarouge proche. Sa conception s'appuie sur celles de l'optique adaptative Naos et du spectrographe Giraffe qui, séparément, procurent au Very Large Telescope une définition inégalée de 0,05 seconde d'arc et la capacité d'observer quinze galaxies à la fois. Reste à cumuler les deux possibilités. AUX YEUX ADAPTATIFS MULTIPLES An old dream of astronomers is to obtain images of and detailed information about distant celestial bodies. To receive that information for fifteen galaxies at once it's a bit of a challenge. « That's precisely what Falcon 1, our multiobject spectrograph, should be able to do », asserts Pascal Jagourel, the engineer heading GEPl's Instruments Pole, at the Observatoire de Paris. « The device will feature distributed multiple adaptive optics. It should be installed behind one of the four 8-meter mirrors of the Very Large Telescope at the European Southern Observatory in Paranal, Chile. Thanks to it, we will be able to study the dynamics and composition of galaxies situated 10 to 12 billion light-years away, which means that their light was emitted when the age of the Universe was only 20 per cent of its present age ! » Objective : fifteen galaxies at the same time « Our instrument will operate free from atmospheric turbulence », resumes the project head, a project carried out in collaboration with the Laboratory for Experiments in Space and Instrumentation in Astrophysics (LESIA) with the support of INSU and ESO. Atmospheric turbulence distorts images and reduces definition to 1 second of arc. « We shalluse a system of 15 to 20 miniature adaptive optics (one for each object under observation) incorporated into « buttons » 3 cm in diameter and weighing less than 500 grams ». For each observation, these correcting elements will be made to coincide with the images of the galaxies. Detailed photographs will be obtained and the radiation analyzed. Researchers hope to better understand how star populations of external galaxies have developed, by collision or activity outbursts. The multi-object adaptive optics spectrograph Falcon is designed to explore distant space and to study the Universe's past in detail. It could be installed in the Very Large Telescope around 2012. This stage will prepare the instruments to equip the 30-to-100-meter telescopes towards 2016. Astrophysicists will then attempt to observe galaxies nearly 13 billion light-years away, born when the Cosmos had only lived 5 per cent of its life to date. Falcon will operate in the near infrared. Its design is based on those of the Naos adaptive optics and the Giraffe spectrograph which, separately, provide the Very Large Telescope with an unmatched definition of 0.05 seconds of arc and the ability to observe fifteen galaxies at the same time. It remains to combine these two features. 1) Fiber-spectrograph with Adaptive-optics on Large-fields to Correct at Optical and Near-infrared Champs de vitesse d'une galaxie : La cartographie réalisée par le spectrographe Giraffe, du Very Large Telescope, révèle des vitesses qui vont jusqu'à 650 000 kilomètres par heure sur une galaxie distante de 6 milliards d'années-lumière. L'instrument Falcon, lui, disposera d'une optique adaptative. Il étudiera 15 astres à la fois. Les clichés révèleront des détails 20 fois plus fins. Observatoire de Paris/GEPI Velocity field of a galaxy : Map obtained with the Giraffe spectrograph, installed in the Very Large Telescope, showing speeds ofup to 650,000 kilometers per hour in a galaxy 6 billion light-years away. The Falcon spectrograph, featuring adaptive optics, will study fifteen celestial objects at the same time. Its photographs will reveal details 20 times finer. L'OPTIQUE ADAPTA L'OBSERVATOIRE D Observer du sol c télescope spatial, gom atmosphériques, dé extrasolaires et l galaxies de l'Unive exploits rendus po ans, grâce à l'optiq domaine d'excellen lequel l'Observatoi présent. Il s'illus réalisations : l'inst banc de recherche Sesame. ADAPTIVE OPTICS AT OBSERVATOIRE DE P To be able to observe clearly as with a space atmospheric turbulenc planets and the olde Universe : such are the in twenty years, tha opticsa French fie which the Observatoi involved. It is present of its achievements : th and the Sesame techn bench.
SESAME : A RESEARCH BENCH TO BOOST FRENCH ADAPTIVE OPTICS L'optique adaptative est un concept clef. Il a débuté, il y a vingt ans, en France en parallèle des avancées technologiques militaires (secrètes) américaines. Il a mûri et gagné ses lettres de noblesses en astronomie. Témoin : ce dispositif équipe tous les grands télescopes dans le monde, notamment le Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral, au Chili. Bientôt, les systèmes conçus à l'Observatoire de Paris rejoindront d'autres télescopes de 8 mètres : le japonais Subaru et l'international Gemini, à Hawaï. « C'est l'effervescence », explique Éric Gendron responsable du projet Sesame au LESIA. « Les concepts bourgeonnent. Il nous faut tester puis valider une multitude de nouveaux composants ou logiciels, en collaboration avec les laboratoires étrangers et nationaux. » Domaine d'excellence de l'Hexagone D'où l'idée « d'un banc de recherche dédié », reprend Éric Gendron. « Face à la demande, il fallait une plate-forme indépendante à disposition de la communauté. » C'est chose faite, avec Sesame : une table de 2,4 x 1,6 mètres pour 40 centimètres d'épaisseur et 800 kilos. On ne badine pas avec la stabilité. Des diodes simulent les étoiles. Des « miroirs de phase » ont vu leur surface « sculptée » par insolation aux ultraviolets puis lithogravure. Recouverts d'aluminium, ils présentent des « creux et bosses » de 5 millièmes de millimètres - invisibles à l'œil nu. Ça n'a l'air de rien. Mais ces éléments en rotation reproduisent la turbulence de l'atmosphère, nuisible aux observations. Puis vient un miroir déformable de 5 centimètres de diamètre. Son dos est un cristal piézoélectrique garni de 31 électrodes. Ces actuateurs permettent à la face réfléchissante de se déformer à volonté afin de corriger les défauts de la pseudo-turbulence. Enfin, « un analyseur à microlentilles adossé à un puissant calculateur parachèvent l'ensemble en vérifiant en permanence son bon fonctionnement », conclut Éric Gendron. L'installation, en service depuis un an, sera ouverte aux chercheurs en septembre 2005. Coût : 400 000 euros. On y testera des micro miroirs déformables électrostatiques ou magnétiques, réalisés dans l'industrie et par les observatoires de Grenoble ou Marseille. Sesame accueillera des expériences inédites d'interférométrie et des analyseurs de front d'onde innovants. Le but : croiser les connaissances, favoriser les synergies afin de préparer demain. On accompagnera ainsi les projets de télescopes immenses, de 50-100 mètres de diamètre, et la traque de planètes extrasolaires depuis le DômeC, en Antarctique. MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE DE PARIS N°2/ACTUALITÉS DES LABORATOIRES - 13 SESAME : UN BANC DE RECHERCHE POUR DOPER L'OPTIQUE ADAPTATIVE FRANÇAISE Les chercheurs du Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique - LESIA passent à la vitesse supérieure. Leur banc de recherche Sesame servira à la communauté pour tester de nouvelles technologies innovantes en optique adaptative. Researchers at the Laboratory for Experiments in Space and Instrumentation in Astrophysics (LESIA) switch to a higher gear. Their Sesame research bench will be used by the scientific community to test innovative technologies in adaptive optics. IVE, AU CŒUR DE E PARIS mme avec un mer les turbulences nicher les planètes es premièresrs : tels sont les ssibles, en vingt ue adaptative. Un ce français dans e de Paris est très re ici par deuxument Falcon et le technologique THE HEART OF THE ARIS from the ground as telescope, eliminatee, and spot extrasolar st galaxies in the feats made possible, nks to adaptive d of excellence in re de Paris is actively ed here through two e Falcon spectrograph ological research Adaptive optics is a key concept, initiated twenty years ago in France at the same time as (secret) American military technological advances. It was developed and won its stripes in astronomy, as evidenced by the fact that this device is found in every large telescope in the world, notably the European Southern Observatory (ESO) Very Large Telescope, in Chile. Systems designed at the Observatoire de Paris will soon be installed in other 8-meter telescopes : the Japanese Subaru and the international Gemini, in Hawaii. « The rush is on », explains Éric Gendron, in charge of the Sesame project at LESIA. « Ideas are blooming. We have to test and validate a multitude of new components and software, in collaboration with national and foreign laboratories. » A French field of excellence This led to the idea of creating a « dedicated research bench », resumes Éric Gendron. « The demand was such that an independent platformfor the community became necessary. » And it materialized in the formof Sesame : a 2.4-by-1.6 meter table, 40 cm thick and weighing 800 kilograms. Stability is not to be taken lightly. Diodes simulate the stars. The surface of « phase mirrors » was « sculpted » by exposure to ultraviolet light followed by litho engraving. Covered in aluminum, they exhibit « peaks and valleys » 5 thousandths of a millimeter deep, invisible to the naked eye. A humble looking device, but the rotation of those elements reproduces atmospheric turbulence, so detrimental to observations. Then, there is a deformable mirror 5 cm in diameter. Its back is a piezoelectric crystal with 31 electrodes that allow the reflective face to distort at will LE BANC DE RECHERCHE SESAME sera ouver t à la communauté astrophysique française. Il éclaire l'avenir de l'optique adaptative. Observatoire de Paris/LESIA - E. G. THE SESAME RESEARCH BENCH will be available to the French astrophysical community. It is a beacon for the future of adaptive optics. operation of the entire system », concludes Éric Gendron. in order to correct the flaws due to pseudoturbulence. Finally, « a micro-lens analyzer connected to a powerful calculator continually monitors the smooth The 400,000-euro system has been in operation for one year and will be available to researchers in September 2005. It will be used to test electrostatic or magnetic deformable micro mirrors manufactured by private companies and the Marseille and Grenoble observatories. Sesame will permit to carry out new experiments in interferometry and innovative wave-front analyzers. The goal is to promote knowledge cross-breeding and favor synergy in order to prepare the future. The system will be part of very large telescope projects, from 50 to 100 meters in diameter, and it will help track extrasolar planets from DomeC, in Antarctica. LE SIMULATEUR DE TURBULENCE atmosphérique est constitué de miroirs en rotation. Leur surface est affectée de minuscules creux et bosses (invisibles à l'œil nu). Observatoire de Paris/LESIA - E. G. THE ATMOSPHERIC TURBULENCE SIMULATOR is madeup of rotating mirrors whose surface is carved with minute peaks and valleys (invisible to the naked eye). Contact : Éric GENDRON LESIA +33 (0)1 45 07 79 18 eric.gendron@obspm.fr SOUTIENS Région Ile-de-France, Ministère de l’Éducation nationale et de la Recherche, Institut National des Sciences de l’Univers - INSU. PARTIALLY FUNDED by the Ile-de-France region, Ministry of National Education and Research, and the National institute for earth sciences and astronomy INSU.



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