Calibration des données spectroscopiques de la mission Gaia

Calibration of the spectroscopic data of the Gaia missions

• Auteur / Autrice : Antoine Guerrier
• Direction : Catherine Turon, David Katz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et astrophysique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Observatoire de Paris (1667-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Benoît Mosser
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Turon, David Katz, Mark Cropper, Jorge Torra, François Mignard, Ronny Blomme, Gérard Jasniewicz
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mark Cropper, Jorge Torra

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astrométrie

GAIA (satellite artificiel)

Étalonnage

Spectromètres

Spectroscopie astronomique

Résumé

Le spectromètre de GAIA, le ''Radial Velocity Spectrometer'' (RVS), va collecter les spectres d'environ 100-200 millions d'étoiles jusqu'à la magnitude V~17 dans le domaine spectral [847,874] nm. Le RVS ne possède pas de module de calibration (e. G. Pas de lampe de calibration) à bord du satellite. L'instrument ne peut pas être calibré en utilisant une approche ''classique''. L'objectif de cette thèse est de développer une méthode de calibration originale de l'instrument RVS à partir de ses propres observations spectroscopiques. Cette méthode, appelée ''Spectroscopic Global Iterative Solution'' est inspirée du processus itératif de calibration de l'instrument astrométrique de GAIA. Le principe de SGIS est d'utiliser la stabilité de certaines étoiles pour mesurer l'évolution de l'instrument au cours du temps. Cette méthode estime itérativement les vitesses radiales des étoiles et les calibrations en longueurs d'onde du RVS. Durant la thèse, un prototype de SGIS a été développé afin de valider le principe de la méthode SGIS et d'évaluer ses performances dans le cadre de Gaia. Ce travail est effectué dans le cadre de la préparation de la réduction des données du satellite GAIA. La méthode de calibration développée fait partie de la chaîne de traitement des données spectroscopiques de Gaia. Le prototype développé a été testé sur 6 mois de données Gaia simulées. Après 6 itérations, la précision des échelles en longueurs d'onde atteint environ une cinquantaine de mètres par seconde.

The Radial Velocity Spectrometer (RVS) of Gaia will collect spectra for about 100-200 million stars up to magnitude V~17 over the wavelength range 847 to 874 nm with a resolving power R = 11 500. The RVS possess no calibration device (such lamps or absorption cells). It cannot be calibrated with the ''classical'' approach based on dedicated calibration exposure. The aim of this thesis is to provides an efficient alternative to calibrate the RVS instrument. This new method is called Spectroscopic Global Iterative Solution (SGIS). The principle of SGIS is to use a set of ''well-behaved stars'' (bright, stable and of a well-suited spectral type). This method iteratively derive the radial velocity of the stars and the wavelength scale of the RVS instrument. During this thesis, a prototype of SGIS has been developed in order to validate the concept of SGIS and to evaluate the performances within the context of Gaia. The method of the wavelength scale calibration is a part of the spectroscopic data processing of Gaia. The developped prototype has been tested on 6 months of simulated data. After 6 iterations, the precision over the wavelength scale is about 50 meters per second.