Hypertélescope

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Principe de l'hypertélescope.

L'hypertélescope est un interféromètre où l'on recombine simultanément tous les télescopes/miroirs afin d'obtenir une image directe lumineuse des objets astrophysiques observés. De façon plus formelle, il s'agit d'une méthode de recombinaison optique qui permet d'obtenir une image astronomique directe à très haute résolution angulaire avec un interféromètre. Ainsi, le recombineur d'un hypertélescope fonctionne selon le principe de la pupille densifiée et permet contrairement aux solutions classiques d'interférométrie comme le Very Large Telescope d'avoir une image directe et sans calcul[1].

Principe[modifier | modifier le code]

Tous les interféromètres peuvent potentiellement fonctionner en mode hypertélescope, c'est-à-dire comme « pupille densifiée », mais ceux-ci (VLTI, Keck, CHARA[2], etc.) recombinent leur lumière par paire de télescopes. Ils obtiennent ainsi des franges d'interférence. La mesure du contraste des franges donne des informations à haute résolution angulaire sur le diamètre des étoiles, la séparation angulaire entre deux binaires, etc.

En enregistrant simultanément des franges avec trois télescopes ou plus, on peut réaliser des mesures de clôture de phase et reconstruire les images des objets astrophysiques observés. Toutefois, il a été démontré dans les années 2000 par l'équipe d'Antoine Labeyrie[2] qu'il y a un gain important en sensibilité (capacité à observer des objets faiblement lumineux) en travaillant en mode hypertélescope. Ce gain augmente considérablement avec le nombre de télescopes utilisés par l'interféromètre et si celui-ci est muni d'un dispositif d'optique adaptative pour corriger les effets de la turbulence atmosphérique. Dans le futur, cette méthode de recombinaison devrait permettre de faire de la coronographie avec des interféromètres pour imager des exo-planètes[3].

Un prototype d'hypertélescope nommé CARLINA[4] est en construction depuis 2009 à l'Observatoire de Haute-Provence avec un ballon dirigeable soutenant le foyer. Une architecture particulière est utilisée, permettant de s'affranchir des coûteuses et complexes lignes à retard (voir Interféromètre optique à longue base). Ce prototype devrait démontrer la faisabilité du concept et le gain important d'un tel interféromètre. Le prototype de l'Observatoire de Haute-Provence entre dans le cadre des études pour un grand interféromètre qui succéderait au VLTI. Les futurs hypertélescopes au sol et dans l'espace ouvriront de nouveaux champs de recherche en astronomie en imageant la surface des étoiles, les régions centrales des AGN, les images de microlentilles gravitationnelles, des exoplanètes, etc.

Le professeur Labeyrie développe quant à lui l'hypertélescope LISE où le foyer est soutenu par des câbles. L'installation menée dans un soin écologique particulier se trouve dans les Alpes-de-Haute-Provence à 2 100 mètres sur la commune d'Uvernet-Fours, près de Barcelonnette.

Labeyrie suggère un couplage de l'European Extremely Large Telescope avec l'hypertélescope pour profiter des atouts des deux [1].

Historique[modifier | modifier le code]

Le concept d'hypertélescope a été inventé par Antoine Labeyrie[5],[6] en 1996.
Des premiers essais sur le ciel, du principe de pupille densifiée avec une ouverture miniature d'environ 1 cm ont été réalisés en 2001 par Etore Pedretti et Sophie Gillet[7].
Le premier prototype d'hypertélescope a été construit par Hervé Le Coroller et Julien Dejonghe[8] à l'Observatoire de Haute Provence en utilisant un ballon à hélium : c'est le projet CARLINA. Des franges stellaires sur l'étoile Deneb ont été réussies en 2013[9].
Antoine Labeyrie devenu professeur émérite depuis l'été 2014, ne dispose plus du financement du Collège de France auquel il était rattaché, pour développer une application expérimentale de son hypertélescope, nommée LISE (Laboratoire d'intérométrie Stellaire et Exoplanétaire) commencée plus tôt. Il s'agit d'un foyer porté par câble cette fois-ci, récoltant la lumière renvoyée par quelques miroirs depuis le sol d'une vallée. Il a donc créé une association en automne 2014 pour promouvoir et financer son projet dont il espère en tirer une épreuve de qualité scientifique en été 2015[10].

Liens externes[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Présentation de l'hypertélescope et comparaison avec les interféromètres classiques et l'ELT par Antoine Labeyrie
  2. a et b (en) Site de CHARA
  3. Une présentation du concept est également disponible dans les trois podcasts de Ciel & Espace Radio consacrés au sujet en 2009, via l'interview d'Antoine Labeyrie, et disponibles gratuitement sur cette page : http://www.cieletespaceradio.fr/le_pari_de_l_hypertelescope___voir_la_surface_des_exoplanetes.254.RENC_001
  4. Projet CARLINA
  5. Antoine Labeyrie, Astrophysique observationnelle
  6. (en) Antoine Labeyrie, Resolved imaging of extra-solar planets with future 10100 km optical interferometric arrays, in Astronomy & Astrophysics, septembre 1996, vol. 118.3, p. 517-524, Article[PDF], Résumé
  7. (en) Sophie Gillet (...), Imaging capabilities of hypertelescopes with a pair of micro-lens arrays, in Astronomy and Astrophysics, mars 2003, vol. 400.1, p. 393-396, Article [PDF], Résumé
  8. (en) Hervé Le Coroller - Julien Dejonghe (...), Tests with a Carlina-type hypertelescope prototype, in Astronomy & Astrophysics, novembre 2004, vol. 426.2, p. 721-728, Article [PDF], Résumé
  9. (en) Hervé Le Coroller - Julien Dejonghe (...), The Carlina-type diluted telescope:Stellar fringes on Deneb, in Astronomy & Astrophysics, janvier 2015, vol. 573, [A117], Article [PDF], Résumé
  10. Ciel & Espace, numéro 538, mars 2015, p. 68.