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NAOS (Nasmyth Adaptive
Optics System) est le système d'optique adaptative qui équipe
désormais Yepun, le 4ème télescope du Very
Large Telescope de l'ESO (Paranal - Chili). Il est réalisé
par un consortium comprenant l'Onera,
l'Observatoire de Paris, l'Observatoire
de Grenoble, et avec la participation de la division
technique de l’INSU du CNRS. L'ESO a financé la construction
de NAOS et a participé à certains sous-systèmes.
NAOS a fourni en Novembre 2001 ses premières images, avec une
finesse de détail excellente. C'est un système complexe intégrant
des composants optiques, mécaniques, électroniques et informatiques
sophistiqués.
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NAOS est un système à degré de correction
élevé, c'est à dire capable de produire une qualité d'image se rapprochant
beaucoup de la limite théorique. Pour atteindre cet objectif, il
est équipé d'un miroir déformable de la société CILAS
comportant 185 actionneurs utiles (photo ci-dessous), ainsi que
d'un miroir rapide deux-axes (tip-tilt) réalisé
par le LESIA. |
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NAOS comporte également 2 analyseurs de surface d'onde, qui permettent
de mesurer les perturbations introduites par l'atmosphère, dont
l'un fonctionnant dans l'infrarouge afin de pouvoir étudier des
astres totalement invisibles. La
photo ci-dessous montre l'un des sous-systèmes de cet appareil qui
fonctionne à très basse température. Cet analyseur est conçu et
réalisé par le LESIA qui a également la responsabilité de l'intégration
finale et de la caractérisation de NAOS. |
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Pour cette dernière tâche, un hall a été aménagé dans locaux du
CNRS-Bellevue afin de pouvoir travailler dans des conditions d'environnement
et d'espace satisfaisantes (NAOS mesure 2m50 en diamètre et pèse
près de 2 tonnes). |
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NAOS
(la structure cylindrique bleue claire) installé au foyer Nasmyth
de Yepun, le plus récent des quatre télescopes du VLT
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Novembre
2001
Des images d’une finesse inégalée : la première lumière de NAOS,
l’optique adaptative du VLT est un succès.
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| Cliquer
ici pour découvrir les premières images |
NAOS permet d’aiguiser le
regard d’un des quatre télescopes géants en lui redonnant la capacité
- prédite par l’optique ondulatoire - de distinguer des détails d’autant
plus fins que les miroirs sont de grande taille, capacité dont l’atmosphère
l’avait privé. C’est en appliquant, 600 fois par seconde, des commandes
à un miroir souple muni de 185 micro-moteurs, que NAOS arrive à compenser
les creux et les bosses que la traversée de l’atmosphère a imprimé dans
l’onde lumineuse. Restituée pratiquement telle qu’elle était avant son
entrée dans l’atmosphère, cette onde peut alors être focalisée pour former
une image quasi-parfaite sur une caméra. NAOS fournit ses images corrigées
à CONICA, une caméra infrarouge construite par un consortium de
laboratoires en Allemagne.
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| Les
images ci-dessus illustrent le gain remarquable apporté par l'optique
adaptative NAOS en comparant la photo d'un même objet, l'amas stellaire
dense NGC 3603 dans la constellation de la Carène, obtenue avec
la caméra ISAAC du VLT (sans optique adaptative) et avec NAOS/CONICA.
Le nombre d'étoiles détectées, en particulier les étoiles de très
faible éclat, est très supérieur sur l'image obtenue avec NAOS/CONICA
: cela permet une étude détaillée de la façon dont les étoiles se
répartissent, depuis les faibles jusqu'aux très grandes masses,
lors du processus de formation stellaire. Cette région est particulièrement
intéressante de ce point de vue, car elle est le siège d'une activité
de formation stellaire parmi les plus intenses de notre Galaxie.
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La
région de Kleinmann-Low autour de l'objet de Becklin-Neugebauer
dans la grande nébuleuse d'Orion. Située à deux pas des quatre étoiles
du trapèze d'Orion, il s'agit d'une région extrêmement active du
point de vue de la formation d'étoiles : elle contient en particulier
un amas stellaire très jeune, encore enfoui dans le cocon de gaz
et de poussière ou pudiquement il a vu le jour. Ce n'est que dans
l'infrarouge que ces bébé-étoiles peuvent être observées. La source
la plus brillante est l'objet de Becklin-Neugebauer (BN): c'est
l'un des objets les plus étudiés dans la classe des proto-étoiles,
ces étoiles qui n'ont pas encore atteint le stade où les réactions
de fusion nucléaire sont établies, comme dans notre soleil. L'image
de NAOS va permettre d'étudier les éjections de matière très importantes
qui caractérisent la phase proto-stellaire, ainsi que la formation
des étoiles de très petite masse qui apparaissent comme les sources
les plus faibles sur cette image. Parmi ces sources, des "naines
brunes" sont très certainement présentes. Cette image a été obtenue
en utilisant l'analyseur de surface d'onde infrarouge réalisé par
le LESIA à l'Observatoire de Paris. La source BN sert de référence
à l'analyseur. |
| Autre
site Naos
à l'ESO. |
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Tous
les domaines de lastrophysique vont bénéficier de
ce remarquable bond en finesse de détails : depuis les études
de petits corps (satellites et astéroïdes) de notre système
solaire, jusquaux galaxies lointaines dont on pourra mieux connaître
la formation, à une époque où lUnivers était
beaucoup plus jeune.
LObservatoire
de Paris, pionnier dans le domaine de loptique adaptative, a été
un des trois partenaires de cette très belle réussite.
Il a en particulier été responsable de la mise au point
de plusieurs sous-systèmes critiques miroir
de basculement 2-axes, analyseur de surface donde infrarouge,
simulateur de turbulence et de la phase finale dassemblage et
de caractérisation qui a été conduite dans un hall
dintégration du CNRS à Bellevue, à quelques
centaines de mètres de lObservatoire de Meudon où
avaient réalisés et testés des ensembles opto-mécaniques
et électroniques.
Léquipe de lObservatoire de Paris, conduite par des
chercheurs, ingénieurs et techniciens du LESIA
a également bénéficié dune participation
active dingénieurs et techniciens du GEPI
et de la Division Technique de lInstitut des Sciences de lUnivers
du CNRS. Ce même institut a, par ailleurs, apporté un soutien
financier important en particulier pour léquipement du
hall dintégration, soutien complété par des
actions de lObservatoire de Paris sur ses fonds propres.
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