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14.01.2016 - Instrumentation optique

Gravity, l'instrument de l'ESO pour étudier les trous noirs, fonctionne

L'instrument, qui combine les lumières recueillies par quatre télescopes du VLTI (ESO, Chili), a bénéficié de l'étroite collaboration entre l'ONERA et le CNRS en matière de haute résolution angulaire. Gravity a pu réaliser des poses de plusieurs minutes - une première mondiale en interférométrie optique astronomique.


Quatre télescopes du VLTI, espacés de quelques dizaines de mètres, bientôt en mesure d'examiner en détail les parages immédiats du trou noir de notre galaxie la Voie lactée. ©ESO

L'instrument Gravity du VLTIvient d'offrir aux astrophysiciens européens sa première lumière avec la découverte d'une étoile double située à 1 300 années-lumières. Gravity atteint ses pleines performances une fois les différences de chemin optique des quatre télescopes stabilisées en temps-réel à quelques centaines de nanomètres près, en dépit des perturbations subies (turbulence atmosphérique, vibrations). Une performance scientifique et technologique rendue possible par l'expertise de l'ONERA dans la mesure de la phase de réseaux de télescopes.

L'ONERA a été associé dès la conception de Gravity à la définition et l'optimisation du sous-système d'asservissement de la phase entre les télescopes, une des clés du succès de l'instrument. Cette compétence a été initiée depuis les années 90 par des études DGA et ESO puis poursuivie récemment avec le démonstrateur Persée3 du CNES2 et le contrôle optimal de l'instrument Sphere4 également installé depuis plus d'un an au VLT.

La possibilité de stabiliser les franges d'interférence pendant plusieurs minutes, démontrée avec les quatre télescopes auxiliaires de 1.8 m, constitue une grande première dans le monde de l'interférométrie optique. Ce résultat ouvre la voie aux futures observations avec les quatre télescopes de 8 m qui conféreront à l'instrument des performances inégalées pour l'observation à très haute résolution d'objets très peu lumineux. On obtiendra alors un instrument avec un pouvoir de résolution équivalent à celui d'un télescope de 100 mètres de diamètre ! L'instrument Gravity pourra accomplir pleinement sa mission, l'analyse de l'environnement proche du trou noir central de notre galaxie, laboratoire certes distant mais unique pour l'étude de la relativité générale en champ gravitationnel fort. 


L'instrument Gravity dans son cryostat ouvert. Il recombine quatre télescopes du VLTI pour l'étude à très haute résolution de l'environnement du trou noir au centre de la Galaxie. ©ESO

Voir le communiqué de presse du CNRS : Première lumière de GRAVITY : la future machine à étudier les trous noirs a été testée avec succès sur le VLTI

 

1 VLTI : Very Large Telescope Interferometer - désigne la mise en réseau des télescopes du VLT au Chili (ESO - European Southern Laboratory)

2 DGA : Direction générale de l'armement, CNES : Agence française de l'espace

3 http://www.onera.fr/fr/imagedumois/detecter-exoplanetes-habitables

4 http://www.onera.fr/fr/actualites/loptique-adaptative-sphere-nature-2015