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Dans la même rubrique :
Bref historique du projet instrumental AMBER
Chiffres clés de l’instrument AMBER

Les objectifs astrophysiques d’AMBER
samedi 28 février 2004, par Fabien Malbet


L’instrument AMBER (Astronomical Multi-BEam combineR) a été conçu pour mélanger la lumière provenant de plusieurs télescopes du Very Large Telecope (VLT) afin d’augmenter le pouvoir de résolution angulaire. Ce mode d’observation correspond au mode interférométrique du VLT et la configuration est appelée le VLTI (VLT Interferometer). La capacité à distinguer des détails est inversement proportionnelle à la longueur d’onde et proportionnelle soit au diamètre du télescope lorsque l’on en utilise qu’un seul, soit à la séparation entre les deux télescopes les plus éloignés lorsque les télescopes fonctionne en réseau (voir brève histoire de l’interférométrie astronomique). Dans la gamme de longueur d’onde du proche infrarouge s’étendant de 1 à 2.5 microns, et pour le couple de télescops les plus éloignés, cela correspond à une résolution angulaire de 1 à 2 millisecondes d’arc soit jusqu’à 25 fois meilleure que ce qui est accessible avec un seul télescope de 8m équipé d’optique adaptative. AMBER sur le VLTI permet de distinguer des détails entre 8000 et 20000 fois plus petits que ce qui est accessible à l’oeil nu. C’est cette capacité de distinguer des détails sur les objets observés qui rend AMBER sur le VLTI si puissant.

AMBER a été spécifié pour atteindre trois objectifs astrophysiques principaux :

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L’étude de l’environnement proche des étoiles en cours de formation. Ces étoiles jeunes (à l’échelle de la vie humaine, leur âge correspondent à celui d’un nouveau-né de quelques jours) se forme grâce à l’accrétion de poussière et de gaz provenant du nuage géniteur. La matière spirale au sein d’un disque jusqu’au coeur stellaire. C’est dans ce disque que se constituent les planètes qui formeront plus tard le cortège planétaire de l’étoile adulte, cortège similaire à notre système solaire. Pour étudier les processus en jeu, il faut pouvoir observer des étoiles en formation dont les plus proches sont situées à plusieurs centaines d’années lumière dans des nébuleuses comme celle du Taureau ou d’Orion. A ces distances et en prenant pour étalon notre système solaire, un télescope de 8m seul ne peut distingeur que des détails plus grands que l’orbite de Saturne, alors qu’AMBER sur le VLTI permettra d’observer des structures dont la taille est inférieure à l’orbite de Mercure. Le fait qu’AMBER puisse mélanger la lumière provenant de 3 télescopes simultanément permettra en plus de reconstruire des images avec cette résolution angulaire. De nombreux autres phénomènes liés à la formation stellaire pourront être abordés et par conséquent AMBER constitue une nouvelle étape dans l’étude de ces objets.

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Certaines galaxies ont révélé avoir en leur coeur un moteur très puissant probablement constitué d’un trou noir super massif. Il est impossible d’observer directement ce trou noir, mais il est possible de détecter la matière qui gravite autour. Le pouvoir de résolution des télescopes de la classe des 8m équipés d’optique adaptative a permis d’observer des étoiles en orbite autour du centre de notre Galaxie. AMBER avec le VLTI permettra d’étendre ce type d’études à d’autres galaxies. En effet, les astropphysiciens s’accordent à penser que ces trous noirs sont situés au centre d’un tore de poussère ayant des dimensions caractéristiques de l’ordre de l’année lumière. Cependant pour des galaxies distante d’une cinquantaine de millions d’années-lumière, une telle dimension n’est accessible qu’avec des interféromètres de quelques centaines de mètres comme le VLTI qui en outre possède des télescopes géants de 8m permettant simultanément de gagner en sensibilté. Comme dans le cas des étoiles en formation, AMBER permettra en outre de reconstituer une image de ces régions.

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Les pégasides sont des planètes extrasolaires de type Jupiter orbitant très près de son étoile (typiquement au niveau de l’orbite de Mercure). La lumière de ces planètes identifiées grâce aux techniques spectroscopiques de vitesse radiale peut être séparée de celle provenant de l’étoile hôte grâce à AMBER. En effet, outre le pouvoir de résolution qui permet de séparer spatialement l’étoile et la planète, il convient d’obtenir des mesures très précises de l’ordre de 0.01%. Ceci est possible par la comparaison des observations obtenues à deux longueurs d’onde différentes, l’une où la planète apparaît brillante et l’autre où elle est obscurcie par la présence de molécules absorbantes. Il faut aussi que l’instrument soit très stable. AMBER a été conçu dans cet objectif très ambitieux. Ca serait la première fois que l’on arriverait à détecter la lumière provenant d’une planète hors de notre système solaire et même à mesurer son spectre.

AMBER sera utilisé aussi pour étudier l’environnement circumstellaires des étoiles, mesurer leur taille à différentes étapes de leurs vies. Grâce à la résolution spectrale de 10000 unique au monde, il sera possible de compléter les techniques d’imagerie Doppler pour obtenir des images de surfaces d’étoiles.

Les astrophysiciens des instituts membres du consortium AMBER ont préparé un programme d’utlisation de l’instrument notamment pour les nuits de temps garantis accordés par l’observatoire européen austral (ESO) en retour de l’investissement humain et financier. Ce programme comprend 87 propositions scientifiques allant de la physique stellaire jusqu’à l’étude des noyaux actifs de galaxies en passant par l’observation de systèmes planétaires. La partie de ce programme qui sera effectué sur temps garanti totalise 20 nuits d’observation avec 3 télescopes géants de 8m et 130 nuits avec 3 télescopes auxiliaires de 1.8m. AMBER sera ouvert à la communauté astronomique dès le début 2005.

Contact :

Fabien Malbet
04.76.63.58.33

<Fabien.Malbet@obs.ujf-grenoble.fr>





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