Imagerie des étoiles évoluées par interférométrie : réarrangement de pupille

Interferometric imaging of late type stars : pupil rearrangment

• Auteur / Autrice : Sylvestre Lacour
• Direction : Guy Perrin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astrophysique et instrumentations associées
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Astronomie

Astrophysique

Interférométrie

Etoiles évoluées

Instrumentation

Fibres monomodes

Résumé

La turbulence atmosphérique est la principale limitation à la haute résolution angulaire pratiquée en astronomie. Elle se traduit par des variations de la phase du champ rayonné par l'astre observé. En interférométrie, ce problème a été résolu par l'utilisation de fibres optiques monomodes qui filtrent le front d'onde de manière à rendre le rayonnement parfaitement cohérent. Cette technique, appliquée sur l'interféromètre IOTA, nous a permis de mesurer avec une grande précision les fréquences spatiales de sept étoiles évoluées. A partir d'une technique de déconvolution en aveugle, nous avons imagé la surface de ces sept objets. Bételgeuse et Mu Cep, deux supergéantes rouges, ainsi que R leo, Mira et Chi Cyg, trois étoiles variables de type Mira, mais également l'étoile symbiotique CH Cyg ont montré des structures très diverses, avec des photosphères d'apparence fortement dissymétriques. Seule la géante rouge Arcturus n'a pas présenté ces caractéristiques. Nous avons, notamment, pu estimer la masse de Chi Cyg à 0,88 +/- 0,04 Msol à partir de la trajectoire balistique de la haute atmosphère de l'étoile. Au vu de ces résultats, nous proposons d'utiliser les techniques de filtrage spatial interférométrique pour corriger l'effet de la turbulence au sein de la pupille d'un télescope. Cette technique, le réarrangement de pupille, a requis le développement d'un algorithme spécifique de réduction des données. Nous montrons qu'il permet de reconstruire des images affranchies de l'influence de la turbulence atmosphérique et limitées uniquement par le bruit de photon dans le domaine visible. Nos simulations montrent qu'un tel système peut fournir des images à la limite de diffraction des grands télescopes avec des dynamiques d'au moins le million. Cette technique est en cours de validation expérimentale par la construction d'un démonstrateur en laboratoire.