GRAVITY

Objectifs scientifiques de GRAVITY

La conception de GRAVITY est motivée en premier lieu par l’étude d’orbites d’étoiles très proches de Sgr A*, le trou noir supermassif au centre de la Galaxie. Cependant, GRAVITY permettra également des avancées spectaculaires dans de nombreux domaines de l’astrophysique moderne, par exemple :

• noyaux actifs de galaxies ;
• disque et jets autour d’étoiles en formation ou au sein de microquasars ;
• trous noirs de masse intermédiaire au cœur des amas globulaires ;
• planètes extrasolaires.

Pour en savoir plus sur les objectifs scientifiques de GRAVITY...

Un Instrument de seconde génération du VLTI

Le Very Large Telescope (VLT) est un ensemble de quatre “grands” télescopes dont le miroir principal fait 8,2 m de diamètre (les Unit Telescopes, UT) et de quatre “petits” télescopes de 1,8 m de diamètre (les Auxiliary Telescopes, AT). Il est opéré par l’Observatoire européen austral (European Southern Observatory, ESO). Chacun des UT est utilisé comme un télescope indépendant, pourvu de ses propres instruments. Mais il est également possible de combiner la lumière en provenance de plusieurs des télescopes d’une façon cohérente afin d’obtenir une résolution spatiale équivalente à celle qu’aurait un télescope unique pourvu d’un miroir primaire gigantesque, dont le diamètre est donné par la distance séparant les télescopes individuels : jusqu’à 100m pour les UT, 200m pour les AT. Cette technique se nomme l’interférométrie. Ainsi utilisé, l’observatoire du VLT est appelé VLTI, pour VLT Interferometer.

Le VLTI dispose actuellement d’une instrumentation de première génération capable de combiner la lumière provenant de deux ou de trois de ses télescopes simultanément. GRAVITY, instrument de seconde génération, sera l’un des premiers à combiner la lumière de quatre télescopes à la fois.

Pour en savoir plus sur le VLT et le VLTI : Wikipédia, ESO

Un Instrument complexe

Afin d’accéder à la limite théorique en termes de résolution, de précision astrométrique, et de sensibilité, les chercheurs et ingénieurs qui conçoivent GRAVITY ont dû élaborer un ensemble complexe de sous-systèmes de haute technologie :

• un système d’optique adaptative ;
• un suiveur de franges ;
• un spectromètre ;
• un recombinateur.

Pour en savoir plus sur le design de GRAVITY...

Un Consortium international

L’idée de GRAVITY est née de la collaboration de longue date entre le LESIA et l’Institut Max-Planck pour la physique extraterrestre (MPE, Garching, Allemagne). Celui-ci a pris la direction du consortium, qui se compose également de deux autres instituts allemands (l’Institut Max-Planck pour l’astronomie d’Heidelberg, MPIA, et l’Université de Cologne, UoC), d’un institut français (le Laboratoire d’astrophysique de l’observatoire de Grenoble, LAOG), et d’un institut portugais (le laboratoire Systèmes, Instrumentation et Modélisation, SIM).

Le LESIA agit à travers le groupement d’intérêt scientifique (GIS) intitulé Partenariat haute résolution angulaire sol–espace (PHASE). Celui-ci regroupe l’ONERA, l’Observatoire de Paris, le CNRS et l’Université Paris 7 – Denis Diderot.

L’Implication du LESIA

PHASE (et par voie de conséquence le LESIA) est en charge de plusieurs tâches concernant tous les sous-systèmes importants de l’ensemble :

• science : définition des objectifs scientifiques ;
• suiveur de franges : modélisation des performances, logiciel temps réel ;
• optique adaptative : études et simulations, logiciel temps réel (avec MPIA) ;
• recombinateur de faisceaux : contrôleur des fibres optiques ;
• logiciel de réduction des données (avec MPE).

Une telle charge de travail nécessite l’implication de nombreux personnels du LESIA (liste complète). Plus de 20 membres du LESIA travaillent sur ce projet.

À l’heure actuelle, la phase de design préliminaire de GRAVITY vient de se terminer. Cela signifie qu’un design complet de l’instrument existe, que de nombreuses simulations ont été effectuées pour choisir les meilleures options, et que des prototypes ont été construits pour certains sous-systèmes clefs. Au printemps 2010, un contrat devrait être signé avec l’ESO pour le design définitif et la réalisation de l’instrument, qui pourrait voir sa première lumière fin 2012–début 2013. On estime que GRAVITY aura alors couté 7 millions d’euros et nécessité une puissance de travail équivalente à 160 personnes occupées à temps plein pendant une année.