QuickTime™ et un décompresseurPhoto - JPEG sont requis pour visualiser

cette image.

•

Mieux voir les étoiles et leurs planètes : la percée des interféromètres et hypertélescopes

Antoine LabeyrieCollège de France & Laboratoire d’Interféromètrie Stellaire et Exo-planétaire ( LISE)

Laboratoire d’Interféromètrie Stellaire

et Exo-planétaire ( LISE) du Collège De France

• Localisations:– Observatoire de Haute-Provence – Observatoire de la Cote d’Azur à Calern– Institut d’Astrophysique à Paris

• Personnels: – A.Labeyrie, R.Krikorian, Collège de France – O.Lardière, V.Borkowski ( post doc Collège de France)– J.Dejonghe et David Vernet, techniciens Collège de France– V.Olivo admnistratif , Collège de France

• .

Résoudre les noyaux actifs…

… voir le trou noir géant ?

Mieux voir les étoiles et leurs planètes : la percée des interféromètres et hypertélescopes

Antoine LabeyrieCollège de France & Laboratoire d’Interféromètrie Stellaire et Exo-planétaire ( LISE)

Interféromètre

• Marche encore avec deux éléments : image dégradée, mais sans perte de résolution

Interféromètre Fizeau

Pour résoudre mieux que les télescopes,

l’interféromètre doit être plus grand !

• Michelson (1920): 6,5m puis 17m• I2T (1974) : 12m puis 100m• CHARA (1999): 330m• SUSI (2006 ?): 640m• Futurs interféromètres:

– jusqu’à 10 km sur Terre ?– jusqu’à 100km, puis 100,000 km dans l’espace ?

QuickTime™ et undécompresseur TIFF (LZW)

sont requis pour visionner cette image.

Premières interférences avec deux télescopes ( Nice, 1974)

• Very Large TelescopeObservatoire Européen Austral ( Chili)

• Quatre télescopes de 8m, couplés optiquement pour l’interféromètrie

• Base 120m

QuickTime™ et undécompresseur TIFF (non compressé)

sont requis pour visionner cette image.

• Keck ( Hawaïï) : deux télescopes mosaïques de 10m Base 85m

• Améliorer un million de fois la résolution par rapport a la turbulence, jusqu’à la micro-seconde d’arc

• avec des bases de 10km

• … dans l’espace : 100 km• … puis 100 000km, imagerie de pulsars• Imagerie directe avec des ouvertures nombreuses

Perspectives de l’interféromètrie

au sol et dans l’espace

QuickTime™ et un décompresseurPhoto - JPEG sont requis pour visualiser

cette image.

Exo-Terre à 10 années lumière

Une voie nouvelle:

les hypertélescopes

• Les télescopes sont limités en dimension: 30 à 100m • Les interféromètres classiques ne donnent pas d’images

instantanées• Les hypertélescopes, « interféromètres imageurs multi-

ouverture » donnent des images instantanées à haute résolution (Labeyrie, A&A, 1996)

Davantage d’ouvertures:

hypertélescope

• Interféromètre imageur, multi-ouvertures, à pupille densifiée

• Forme directement des images….• ….dans un champ réduit• Plus lumineux qu’un Fizeau

Pupille de sortie

ouverture

Principe des hypertélescopes« interféromètre imageur multi-ouverture à pupille densifiée »

foyer Fizeau

Telescopesde Galilée inversésOptique diluée

Architectures d’hypertélescopes

• plat

• paraboloïde• sphérique

Hypertélescope « à plat » au Dome C ? Proposition « KEOPS » (Vakili et al. 2004)

Telescopes de 1.5 m, base kilométrique

suspendu à 3 ballons • Miroirs (30cm) actifs aux nœuds d’un filet• Forme parabolique F/1• Globalement pointé par 2 ou 3 treuils• Dimension 1 km ?• Projet en cours pour calculs mecaniques

« Perce-neige » : hypertélescope parabolique

au Dôme C (Antarctique)

Maquette de « Perce-neige » hypertélescope parabolique pointable

hypertélescope sphérique CARLINA

Correcteur d’aberration spherique

Carlina acanthifolia

Version optique, dilue d’Arecibo (Pouerto Rico)

QuickTime™ et undécompresseur TIFF (non compressé)

sont requis pour visionner cette image.

CARLINA-2 à Calern• doline pour diamètre 30 à 50m

Hypertélescope sphérique de 1,5km aux Canaries ?Miroirs sur l’intersection entre le cratere et une sphere

Essai d’hypertélescope à l’Observatoire de

Haute Provence ( Le Coroller, Dejonghe et al., 2004)

caméra au foyer

centre de courbure

Miroir élémentaire et viseur de Carlina-1 à l’OHP

• Actuellement 3 miroirs de 25cm – Bases de ~10m– Base jusqu’a 18m possible

• Franges obtenus pour 2 miroirs• Franges 3 miroirs d’ici l’automne

Franges du prototype Carlina 1 ( Le Coroller et al., 2004)

• Véga, 2 ouvertures de 5 cm, espacées de 40cm

• Séquence toutes les 20 millisecondes

Hypertélescope dans l’espace

(Boccaletti et al., Icarus, May 2000)

densifieur de pupille

coronographe

M2

M3

M1

Version spatiale proposée à la NASA• première étude par Boeing/SVS• précurseur LUCIOLA étudié au LISE avec Alcatel

• 1300 miroirs fixes de 3m …

• … bulle diamètre 200 km

• pour ouverture 100km …

• … contenant 100 miroirs de 3m

• Flotille diluée de 3,6 km au foyer, mobile

Exo-Earth Imager, forme bulle compacte

Flotille focale M2

Flotille “bulle” sphérique M1

Dans 20 ans ? Exo-Earth Imager

150 miroirs de 3mSur diamètre 150 km

Image directe de Terre à 3pc Pose 30mnLa verdure réfléchit l ’infra-rouge proche

Fonction d’étalement

Conclusions

• Gros progrès en vue pour observer les exo-planètes …

• … avec leurs détails…

• … pour chercher des signatures de vie photosynthétique

• … et d’ intelligence

• Et pour mieux voir les étoiles

• Et les galaxies