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Page Espadons

Par Jacqueline Platzer - 10/04/2008

 

 

E S P A D O N S
an Echelle SpectroPolArimetric Device for ObservatioN of Stars

ESPaDOnS, conçu et construit à l’Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) en France, par le Groupe d’Instrumentation des Grands Telescopes (GIGT), du Laboratoire d’Astrophysique de Toulouse et de Tarbes (LATT), installé au Télescope Canada-France-Hawaii (CFHT) et proposé a la communauté scientifique du CFHT au 1er semestre 2005, a permis, dés a présent, de réaliser des découvertes majeures dans le domaine d’études des champs magnétiques stellaires. [1], [2].

ESPaDOnS est un " spectrographe/spectropolarimetre à échelle " à haute résolution, monté sur un banc optique et alimenté par un cordon de 3 fibres optique arrangées, en provenance du module Cassegrain monté au foyer Cassegrain du télescope.
La technique de spectropolarimetrie consiste a mesurer la polarisation de la lumière émise par un objet astrophysique et en particulier la variation de la polarisation au travers des spectres obtenus.

Il permet d’obtenir
  1. Un spectre optique complet (de 370 Ã 1.050 nm) en une seule exposition avec une puissance de résolution d’environ de 68.000 (en mode spectroscopique / spectropolarimetrique (star+ciel)) et jusqu’à 81.000 (en mode spectroscopique (star seulement) ) ; Un réseau de 79 gr/mm et un détecteur CCD de 2k x 4.5k, permet des spectres qui s’étendent sur prés de 40 ordres du réseau (depuis l’ordre 61 dans le bleu jusqu’à l’ordre 22 dans le rouge).
  2. Une sortie maximale de l’ordre de 15% (télescope et détecteur inclus) Cette performance est obtenue grâce à la conception à double pupille de Baranne (utilisé couramment dans les spectrographes modernes tels que UVES, FEROS, et HARPES) ainsi qu’aux avances les plus récentes dans le verre et les technologies de coating.
  3. Des spectres linéaires et circulaires de polarisation qui sont soustraits par le continuum de la lumière stellaire (en mode polarimétrique). L’emploi des rhombs de Fresnel au lieu des lentilles cristallines standards à permit de supprimer les problèmes habituels d’interférences dans les spectres, avec l’avantage d’être beaucoup plus achromatique.

Description de l’Instrument

ESPaDOnS se compose de deux modules distincts, situés à des endroits différents du télescope.

  • " Le module " Cassegrain " attaché au foyer Cassegrain du télescope, qui inclut les ensembles de calibration et de guidage, ainsi qu’un analyseur facultatif de polarisation.

  • " Le module " Spectrographe " situé dans la 3ème salle de Coude d’étage, qui est intégré dans une enceinte thermique, de façon à réduire au minimum les fluctuations de la température et de la pression, ce qui affectent la stabilité du spectrographe.

  • " Un cordon de trois fibres arrangées permettent de coupler ces deux modules, distants d’une trentaine de mètres.

  • Une caméra CCD très faible bruit numérise l’image des spectres.

Structure du champ magnétique de l’étoileV374 Pegasi. © MM jardine et JF Donati LATT, OMP, CNRS, INSU.
V374 Pegasi, située à 20 années-lumière du Soleil (une voisine en quelque sorte) dans la constellation de Pégase, est une étoile de très faible masse dont la température est de 2 900° C (contre 5 500° C pour le Soleil). Sa faible luminosité la rend difficile à observer en lumière visible

Resultats Scientifiques

ESPaDOnS, permet désormais d’obtenir de précieuses informations sur la structure du champ magnétique des étoiles, ou des disques d’acrétions [1]
Il a permis, tout récemment, de mettre en évidence un système magnétique, dans une étoile de très faible masse, aussi simple que celui de la Terre ou d’une barre aimantée. Ce résultat remet en cause nos connaissances sur la formation des champs magnétiques du Soleil et des étoiles. [2]

En effet, les modèles existants prévoient que les mouvements chaotiques de matière dans l’étoile (capables d’évacuer l’énergie produite au centre) doivent former un champ magnétique complexe et peu organisé.
Au lieu de quoi, la structure du champ magnétique de cette étoile apparaît aussi simple que celle d’un aimant.

1 : Première détection du champ magnétique au cœur du disque d’accrétion d’une protoétoile
2 : Etonnant champ magnétique d’une naine rouge !

Equipe de développement

ESPaDOnS, étudié et réalisé de 1999 a 2004, supervisé et dirigé par Jean-Francois Donati (OI), à nécessité un investissement permanent de l’ensemble de l’équipe technique du GIGT pendant ces 5 années aux termes desquelles, il a été livré au CFHT en Juillet 2004, recu sa " première lumière " en Septembre 2004 et mise à la disposition de la communauté scientifique en Janvier 2005.Le groupe projet au LATT est constitué par :

Jean-François Donati : PI , Ingénieur Système(Optique et Mécanique) ;
Jean-Pierre Dupin : Chef de Projet, Ingénieur Système (Electronique et Logiciel de contrôle) ;
Laurent Parès, Hervé Valentin, Patrick Rabou (LAOG) : Etude, intégration et tests de l’Optique
Gérard Gallou, Driss Kouach, Marc Bouyé : Etude, intégration et tests de la mécanique/thermique
Sébastien Baratchart, Pierre Tilloles, Elodie Bourrec : Logiciel de Controle ;
Guy Delaigue : Electronique de Controle ;
Francis Beigbeder : Integration et caracterisation des detecteurs scinetifique et de guidage
Patrick Couderc : Montage CCDs, vide et cryogenie et transport du materiel
Anne-Marie Cousin, Eric Brune : Administration du projet

Collaboration Internationale
Cet Instrument a pu être mené à son terme grâce aux :

Collaborations Scientifiques :
Claude Catala : Observatoire de Paris/Meudon (France) ;
John Landstreet : University of Western Ontario (Canada) ;
Bernard Foing : RSSD/ESTEC/ESA (Netherland).
Nadine Manset : CFHT

Collaborations Techniques durant les test et integration au CFHT :
Greg Barrick, William Rambold, Tom Vermeulen, Todd Szarlan, Sidik Isani, Jeff Ward.

Financement
supporté par : France (CNRS - MEN - OMP - LATT), Canada (NSERC), CFHT, ESA.

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Mis à jour 10 avril 2008

 

 

 

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