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Introduction

Le Coronographe Interférentiel Achromatique est un instrument proposé par Jean Gay (Gay & Rabbia, 1996). Il permet d'annuler la contribution lumineuse d'une étoile pour pouvoir étudier des détails peu lumineux de l'environnement circumstellaire:

• L'extinction de la contribution lumineuse de l'étoile principale est obtenue par interférence destructive.
• Cette extinction se fait dans tout le champ focal du téléscope pour l'étoile principale.
• Par contre un compagnon aussi proche que le premier anneau de diffraction peut etre imagé.

Principe du Coronographe Interférentiel Achromatique

Le Coronographe Interférentiel Achromatique utilise les propriétés d'interférence de la lumière pour différencier la lumière d'une étoile de la lumière du compagnon de cette étoile. Dans un interféromètre de Michelson, on introduit dans une des voies (et une seule) un passage par un foyer. De ce passage au foyer résulte une rotation de 180° de la pupille et un déphasage de pi (Baudoz, & al., 1997). Lorsqu'on s'interesse à la pupille perpendiculaire à l'axe de l'interféromètre, on voit qu'en sortie de l'interféromètre les pupilles provenant des deux voies se supperposent. Comme le passage au foyer introduit un déphasage de pi il y a donc interférence destructive sur toute la pupille si le front d'onde à l'entrée de l'interféromètre est parfait. Les fronts d'onde provenant du compagnon de l'étoile principale éteinte arriveront basculés par rapport à l'axe. La rotation de la pupille va "symetriser" ce front d'onde par rapport à l'axe et les deux pupilles de sorties pour un compagnon n'interferont donc pas.

figure 1		figure 2

Objectifs scientifiques

La science accessible à un tel instrument est l'étude des environnements stellaires en général. Une des premières cibles est la détection et l'imagerie de couples stellaires serrés avec une très grande différence de magnitudes. Ainsi les étoiles de faibles masses autour de compagnons plus lumineux sont un de nos premiers thèmes de recherche. La détection de naines brunes mais également d'exoplanètes (leur proches voisines en luminosité) est l'un des objectifs principaux pour le développement de cet instrument. Les environnements des étoiles évoluées interessent également particulièrement notre équipe.

Performances attendues

Un tel système devrait permettre d'éteindre une étoile de 8 magnitudes dans un premier temps pour des téléscopes au sol équipés d'optiques adaptatives (Gay, & al., 1997; A&A en préparation). En revanche une extinction de 16 à 20 magnitudes est accessible depuis l'espace (Rabbia, & al., 1997). Une simulation des performances du coronographe pour un D/r₀ de l'ordre de l'unité (mais sans optique adaptative) est présentée pour un test effectué avec le coronographe et avec une lunette de 40 cm.

Limitations du Coronographe Interférentiel Achromatique

Des Le taux d'extinction de l'étoile principale sur l'axe dans un cas réel sera limité par:

1. la forme de la surface d'onde (plus le front d'onde sera plan meilleur sera l'extinction).
2. l'asservissement de l'étoile dans l'axe de l'interféromètre (besoin d'un controle de tip-tilt même pour l'espace).
3. le maintien de la différence de marche optique entre les deux bras de l'interféromètre.

La limitation 3 sera négligeable car des maintiens de différence de marche sur des instruments existants peuvent etre précis au millième de longueurs d'onde (pour la bande 2.2 microns). Par contre les limitations 1 et 2 sont plus difficiles à contourner. Pour des observations sur des téléscopes au sol, l'emploi d'une optique adaptative (avec une bonne correction du tilt) permet d'obtenir de bons résultats (Gay, & al., 1997; A&A en préparation). Dans l'espace la limitation principale pour un téléscope tel que le HST sera d'asservir en position l'étoile à éteindre. Les résultats pour un asservissement en position parfait en prenant compte uniquement des défauts optiques du HST ont été présentés (Rabbia, & al., 1997; Baudoz, & al., 1998).

Résultats

Des résultats en laboratoires ont été présentés dans Baudoz, & al., 1998 (voir également image 1).

Des observations ont eu lieu en octobre 1997 à l'Observatoire de Haute Provence sur le téléscope de 1.52m dérrière un prototype d'optique adaptative de l'O.N.E.R.A. (Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales). Les premiers résultats ont été présentés au Symposium "Astronomical Telescope and Instrumentation", Hawaii 1998 (voir images 2 et 3 et preprint Baudoz et al., 1998). Une publication a été soumise à A&A sur les résultats de ces observations.

Image 1

Image d'une source de labo placée hors d'axe ("non coronographiée")		Image d'une source de labo placée dans l'axe ("coronographiée")

Image 2

Etoile simple (HD24480) hors d'axe: l'étoile est symétrisée par rapport à l'axe du coronographe		Etoile simple (HD24480) dans l'axe: l'étoile est éteinte. Le résidu de non-extinction vient des limitations du prototype et du résidu de turbulence non corrigé par l'OA.

Image 3

Etoile double (72 Peg): La composante principale est éteinte et la composante secondaire apparait "symétrisée" autour de l'axe du coronographe.

Equipe du Coronographe à l'Observatoire de la Côte d'Azur

• GAY Jean gay@obs-nice.fr
• RABBIA Yves rabbia@obs-azur.fr
• BAUDOZ Pierre baudoz@obs-nice.fr

Publications (preprint accessible sur http://www.obs-nice.fr/baudoz/main_publi.html)

Achromatic Interfero Coronagraphy: II. Effective Performance on the sky, P. Baudoz, Y. Rabbia, J. Gay, Astronomy & Astrophysics Supplements, vol 145, p.341, 2000.

Achromatic Interfero Coronagraphy: I. Theoretical capabilities for ground-based observations, P. Baudoz, Y. Rabbia, J. Gay, Astronomy & Astrophysics Supplements, vol. 141, p.319, 2000.

Achromatic Interfero Coronagraphy & NGST, Y. Rabbia, & al., dans les Proceedings 34th Liège Astrophysics Colloquium "The Next Generation Space Telescope: Science Drivers and Technological Challenges.", Juin 98, p. 279.

First results with an Achromatic Interfero Coronagraph, P. Baudoz, & al., dans "Adaptive Optical System Technologies" SPIE Conference vol. 3353, p. 455-462, 1998

Interfero-Coronagraphy : a tool for detection of faint companions, P. Baudoz, & al., dans "Brown Dwarfs and Extrasolar Planets", R. Rebolo & al. (Eds.), ASP conference Serie, vol. 134,p. 254-261, 1998.

Le coronographe interférentiel achromatique, J. Gay & al., C. R. Acad. Sci. Paris, t. 325, Série II b, p.51-56, 1997.

A prototype Interfero-Coronagraph, Y. Rabbia, & al., dans "Scientific Satellite Achievements and Prospects in Europe", ESA/AAAF, p. 3.54-3.61, 1997.

Interfero-Coronagraphy at O.C.A., P.Baudoz, & al., dans "Science with the VLT Interferometer", F.Paresce (Eds.),p. 355-356, 1997.

Interfero-Coronagraphy Using Pupil -Rotation, J. Gay, & al., dans "Infrared Space Interferometry: Astrophysics & the Study of Earth-like Planets", C. Eiroa & al. (Eds.), p. 187-190, 1997.

Principe d'un coronographe interférentiel, J. Gay & Y. Rabbia, C. R. Acad. Sci. Paris, t. 322, Série II b, p.265-271, 1996.

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Fresnel , UMR 6528 du CNRS ,
Observatoire de la Côte d'Azur ,
BP 4229, F-06304 Nice Cedex 04

Dernière modification le 26 novembre 1999 ©