Fizeau et l’instrument Fizeau et l’instrument SPHERE/VLT de détection SPHERE/VLT de détection

directe d’exoplanètesdirecte d’exoplanètes

M. CarbilletM. Carbillet

L. Abe, Ph.Bendjoya, O.Chesneau, J.-B.Daban, A.Domiciano, L. Abe, Ph.Bendjoya, O.Chesneau, J.-B.Daban, A.Domiciano, R.Douet, A.Ferrari, C.Gouvret, G.Guerri, B.Lopez, G. Niccolini, R.Douet, A.Ferrari, C.Gouvret, G.Guerri, B.Lopez, G. Niccolini,

S.Robbe-Dubois, I.Smith, F.VakiliS.Robbe-Dubois, I.Smith, F.Vakili

Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearchREsearch

2003-2005: études phase A (VLT-PF, CHEOPS) + post-phase A2003-2005: études phase A (VLT-PF, CHEOPS) + post-phase A

=> SPHERE : => SPHERE : système d’optique adaptative extrêmesystème d’optique adaptative extrêmecoronographie à très haute dynamiquecoronographie à très haute dynamiquecapacités spectroscopiques & polarimétriquescapacités spectroscopiques & polarimétriquesm d’au moins 15 (=> rapport d’intensité d’au moins 10m d’au moins 15 (=> rapport d’intensité d’au moins 1066))

Bref historiqueBref historique

ConsortiumConsortium = LAOG + LAM + LESIA + ONERA + Fizeau = LAOG + LAM + LESIA + ONERA + Fizeau [France][France] + Istituto Nazionale di AstroFisica (OAPadova) [Italie]+ Istituto Nazionale di AstroFisica (OAPadova) [Italie] + Max-Planck-Institut f+ Max-Planck-Institut für ür Astronomie (HD)Astronomie (HD) [Allemagne][Allemagne] + Observatoire de Genève + ETH-Z+ Observatoire de Genève + ETH-Zürichürich [Suisse][Suisse] + ASTRON + Universiteit van Amsterdam+ ASTRON + Universiteit van Amsterdam [Hollande][Hollande] + European Southern Observatory+ European Southern Observatory

Kick Off meeting (03/06)

OPDR (03/07) PDR (09/07) FDR (09/08)

1ère lumière (01/11)

Principaux objectifsPrincipaux objectifs

DétectionDétection directe des photons d’exoplanètes géantes directe des photons d’exoplanètes géantes

Exploration de la distribution Exploration de la distribution masse-périodemasse-période

(<20 M(<20 MJJ, <1Ky), <1Ky)

Survey d’un Survey d’un grand nombregrand nombre d’étoiles d’étoiles

CaractérisationCaractérisation au premier ordre de l’atmosphère au premier ordre de l’atmosphère

Comprendre les origines des Comprendre les origines des systèmessystèmes planétairesplanétaires

Shéma global de l’instrument Shéma global de l’instrument Common Path

Fore optics

SAXO

NI R Coronagraph

VisibleCoronagraph ZIMPOL

IFS

IRDI S

Développement de l’Apodized Lyot Coronagraph (proche Développement de l’Apodized Lyot Coronagraph (proche IR)IR)[L.Abe, Ph.Bendjoya, M.Carbillet, [L.Abe, Ph.Bendjoya, M.Carbillet, J.-B.DabanJ.-B.Daban, R.Douet, , R.Douet, C.Gouvret, G.Guerri, S.Robbe-Dubois]C.Gouvret, G.Guerri, S.Robbe-Dubois]

Participation au groupe « Science »Participation au groupe « Science »[[Ph.BendjoyaPh.Bendjoya, M.Carbillet, O.Chesneau, A.Domiciano, , M.Carbillet, O.Chesneau, A.Domiciano, B.Lopez, D.Mary, G.Niccolini, F.Vakili]B.Lopez, D.Mary, G.Niccolini, F.Vakili]

Participation au Data Reduction & Handling (DRH) d’IRDISParticipation au Data Reduction & Handling (DRH) d’IRDIS[M.Carbillet, [M.Carbillet, A.FerrariA.Ferrari, I.Smith], I.Smith]

Développement du simulateur global de l’instrumentDéveloppement du simulateur global de l’instrument[[M.CarbilletM.Carbillet]]

Notre implicationNotre implication

Prototyping APLCPrototyping APLCT r a n s m i s s i o n m e a s u r e m e n t s o f t h e a p o d i z e r a n d c o m p a r i z o n w i t h

t h e o r e t i c a l t r a n s m i s s i o n a n d t o l e r a n c e l i m i t s

0

0 , 1

0 , 2

0 , 3

0 , 4

0 , 5

0 , 6

0 , 7

0 , 8

0 , 9

1

0 1 , 5 3 4 , 5 6 7 , 5 9

m m

Transmission profile

T h e o r e t i c a l t r a n s m i s s i o n

T r a n s m i s s i o n l o w e r t o l e r a n c e

T r a n s m i s s i o n u p p e r t o l e r a n c e

H f i l t e r m e a s u r e m e n t

J f i l t e r m e a s u r e m e n t

Y f i l t e r m e a s u r e m e n t

C e n t r a l o b s c u r a t i o n

Measurement of transmission profile : - in agreement with manufacturer- out-of-specs between 2.5 - 4mm (pupil radius is 9mm)- low dispersion between Y, J et H => achromaticity is demonstrated

Measurements APLCMeasurements APLC

max attenuation ~ 500

H, R=7

J, R=30

Y, R=20

Performances- achromatic behaviour (10-4 at 4/D)

Limitations : - quality of substrate- accuracy of transmission profile

PSF gain ~ 100

VLT pupil

Naines BlanchesExoplanètes 2de générationDisques de débris

NB + Géantes RougesDétection pont de matière ?Disques d'accrétion

DisquesAutour des B[e]Détection des gaps dus aux planètes ?

Nébuleuses plan. bipolairesBinarité source centrale

30 DoradusMouvement propre des étoiles=> masse du centre de l'amas

Perte de masse AGBRépartition matière circumstellaire

Participation au groupe Participation au groupe « Science »« Science »

Simulateur de l’instrumentSimulateur de l’instrumentOutil de simulation basé sur :

- un code diffractif (modules développés au sein du « CAOS system »)- un code photométrique (librairie de routines)

En entrée : une floppée de paramètres système…En sortie : - images coronographiques d’objets en axe (étoile centrale + référence) - images coronographiques d’objets hors-axe (planètes à plusieurs séparations)

SAXO

Common optical path

IFS ou IRDIS ou ZIMPOL

Données sauvées

Enjeux :

études « système »

évaluation de performance

données pour les tests DRH

études « science »

Data Reduction & Handling d’IRDISData Reduction & Handling d’IRDIS

0- 0- Simuler des donnéesSimuler des donnéesréalistesréalistes

1- 1- Modélisation Modélisation statistique des donnéesstatistique des données

2-2- Élaboration Élaboration d’algorithmes de d’algorithmes de détection associant à détection associant à chaque détection une PFAchaque détection une PFA