Au plus près des étoiles: démonstrateur pour un Imageur Interferometrique Européen – 2G-VLTI

L'interférométrie optique à permis depuis les années 90 de fournir des information à des échelles spatiales permettant de résoudre les quelques unités astronomiques centrales d'un disque protoplanétaire entourant une étoile jeune ou de résoudre le disque photosphérique et les enveloppes de poussières et de molécules des étoiles les plus évoluées. Toutefois la majorité des observations ont été limitées à l'utilisation de deux télescopes et à l'interprétation paramétrique de courbes de visibilités. Les progrès instrumentaux ont permis cependant de jeter les premières bases de l'imagerie pas synthèse d'ouverture dans le domaine infrarouge. Une nouvelle étape sera bientôt franchie puisque le Very Large Telescope Interferometer (VLTI) offre aujourd'hui une opportunité unique de constituer le réseau interférométrique imageur le plus sensible au monde. Dans le courant des années 2004 et 2005 l'European Interferometry Initiative et l'European Southern Organization (ESO) ont organisé la reflexion visant à définir les besoins de la seconde génération d'instruments du VLTI. Ceux-ci doivent répondre aux besoins d'un vaste domaine de programmes astrophysiques nécessitant de la haute résolution angulaire : depuis la physique stellaire jusqu'aux trous noirs galactiques. Ce travail a mené à la proposition de dix concepts instrumentaux dont trois ont finalement émergé du processus de sélection. A la suite de cela L'ESO s'apprête a lancer en avril 2006 des études de phase A sur deux instruments dans le domaine proche infrarouge à forte implication francaise. 1-VLTi Spectro-Imager (VSI): un instrument spectro-imageur proche infrarouge couvrant un large spectre de problématiques astrophysiques. 2-Gravity : Un instrument imageur à très grande sensibilité permettant notamment d'étudier la dernière orbite stable des étoiles en orbite autour du trou noir situé au centre galactique. Les équipes proposantes ont des rôles centraux dans ces deux instruments Le projet : Nous souhaitons associer les efforts du LAOG et du LESIA afin de préparer les instruments VSI et Gravity. L'étude préalable des deux projets a identifié une technologie clé, l'optique guidée (fibrée et integrée) dont l'utilisation semble incontournable pour les deux sous systèmes situés au coeur de VSI et Gravity : le recombineur scientifique imageur et le suiveur de franges. Les équipes proposantes sont les spécialistes mondiales du domaine. Nous souhaitons faire la démonstration, en laboratoire et sur le ciel de ces technologies clés avant toute réalisation d'instrumentation de seconde génération. Ce projet de recherche à pour objectif dans les trois prochaines années: 1) De concevoir un démonstrateur de recombineur imageur à 4 télescopes de VSI et Gravity et d'en tester un prototype sur la platerforme MIRC de l'interféromètre CHARA afin d'obtenir des images dont la qualité doit correspondre au cahier des charges des instruments. Le réseau Californien, de base maximum (330m) offrira alors une opportunité unique pour les équipes proposantes de développer un programme d'imagerie ambitieux. 2) De concevoir un démonstrateur de circuit de recombinaison du suiveur de franges de Gravity pour le cophasage du réseau des 4 télescopes du VLTI et d'en valider le concept en laboratoire. La différence entre les deux circuits réside dans la fonction différente qui ne requiert par les mêmes combinaisons interférométriques ni exigences de calibration. Les points forts de ce projet sont : 1) L'association étroite entre démonstration instrumentale originale en laboratoire puis sur le ciel et un programme scientifique ambitieux. Ceci offre une opportunité unique de préparer l'instrumentation de seconde génération du VLTI dont la complexité rend l'étape de validation cruciale ; 2) La mise en commun, au travers de cette collaboration, de l'expertise étendue et complémentaire des deux groupes francais principaux spécialistes de l'instrumentation interférométrique infrarouge. 3) La vali...