• Astronomie: l'instrument FIRST a permis la première détection d’un système binaire serré, le système Capella!____¤201401

    Des travaux, dont les résultats ont été publiés dans la revue  Astronomy & Astrophysics, ont permis, grâce à la mise au point de l'instrument FIRST (Fibered Imager foR a Single Telescope), la première détection d’un système binaire serré, le système Capella (situé à 43 années-lumière de la Terre). Cet instrument prometteur devrait permettre, après des améliorations, de mieux caractériser des systèmes exoplanétaires.

    Tout instrument utilisé depuis le sol est confronté aux effets de la turbulence atmosphérique, qui dégrade «la qualité des images formées par un télescope»: techniquement, le pouvoir de résolution, capacité à distinguer deux objets très proches, diminue et il apparaît également une perte de dynamique, appelée aussi contraste, qui «caractérise la capacité à détecter un objet faiblement lumineux à côté d’un objet brillant, critère essentiel à la détection de compagnons faibles tels que les exoplanètes près de leur étoile».

    Le principe de FIRST «repose sur l’utilisation combinée de fibres optiques monomodes, couramment utilisées dans le domaine des télécommunications, et de la technique du masquage de pupille afin de restaurer les performances du télescope»: les fibres «permettent de sélectionner la fraction cohérente de la lumière en différents endroits du miroir du télescope et de la transporter jusqu’à un détecteur sur lequel sont formées des franges d’interférences nettoyées des effets de la turbulence de l’atmosphère», car «l’information spatiale sur l’objet observé (par exemple la séparation et le rapport de brillance des deux étoiles) est contenue dans le contraste et la position de ces franges d’interférences».

    Développé au Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA) de l’Observatoire de Paris, FIRST a été «intégré en juillet 2010 au foyer Cassegrain du télescope Shane de 3 m de l’observatoire Lick», qui est équipé d’un système d’optique adaptative «capable de restaurer la limite de diffraction du télescope aux longueurs d’onde infrarouges». Ce couplage  restaure d'ailleurs «les performances du télescope également aux longueurs d’onde visibles, où l’optique adaptative est moins efficace».

    C'est grâce à ces données que les deux composantes du système binaire Capella (l’étoile la plus brillante de la constellation du Cocher) ont pu être distinguées (ces étoiles «orbitent l’une autour de l’autre à une séparation de l’ordre de la distance entre le Soleil et Vénus»: ainsi, «en plus d’une mesure de position précise à la limite de diffraction du télescope permettant de caractériser l’orbite du système», FIRST a apporté «une mesure inédite du rapport de brillance entre les deux composantes, dispersée spectralement entre 600 et 850 nm, ce qui constitue une donnée originale et unique pour caractériser les deux étoiles».

    FIRST-18, la version actuelle de l’instrument, qui est le «fruit de la thèse d’Elsa Huby», permet «la recombinaison de la lumière prélevée en 18 éléments d’environ 40 cm de diamètre de la surface collectrice». Comme actuellement, FIRST-18 est capable de détecter «un compagnon quelques centaines de fois moins brillant que l’étoile centrale», il va falloir à l'avenir «améliorer cette dynamique d’un facteur 10 à 100 pour détecter des compagnons planétaires situés très proches de leur étoile».

     


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