MATISSE : vers un nouveau regard au VLTI.
Le projet MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment), instrument de seconde génération du VLTI (Very Large Telescope Interferometer) vient de franchir une étape décisive : le passage de la revue finale de conception (« Final Design Review » ou FDR). Cette revue, qui s’est tenue à l’ESO (European Southern Observatory) les 25-26-27 avril, s’est déroulée avec succès, initiant l’étape de construction de l’instrument. Le Consortium MATISSE, chargé de concevoir, réaliser et tester cet instrument de seconde génération du VLTI est piloté par l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA), et regroupe plusieurs instituts européens1. MATISSE pourra combiner les faisceaux de 4 télescopes en mode interférométrique dans l’infrarouge moyen. Il permettra ainsi de réaliser des images à des résolutions angulaires inégalées dans un domaine de longueur d’onde très peu exploité en interférométrie optique. Cette avancée instrumentale permettra de porter un regard nouveau sur les disques protoplanétaires, au sein desquels se forment les planètes, ou bien encore sur les noyaux actifs de galaxie et notamment les régions les plus proches du trou noir central.
Le VLT est un ensemble de 4 télescopes de 8 mètres de diamètre, opéré par l’ESO, localisé sur le Cerro Paranal dans le désert chilien de l’Atacama, auxquels peuvent s’adjoindre 4 télescopes auxiliaires repositionnables (AT) de 1.80 m. Dans sa version interférométrique, le VLT permet de faire interférer les faisceaux provenant de plusieurs télescopes ; il devient alors le VLTI : le Very Large Telescope Interferometer.
Les détails astrophysiques révélés par le VLTI sont équivalents à ceux qu’obtiendrait un télescope virtuel de 200 mètres de diamètre (la distance séparant les 2 stations les plus éloignées des ATs). La technique d’interférométrie offre la possibilité d’observer des détails astrophysiques inaccessibles avec les télescopes classiques. Cependant, une mesure interférométrique ne fournit qu’une partie de l’information de l’objet observé, comme si le télescope de 200 mètres était « troué ». Une observation interférométrique ne donne donc pas accès à une image directe obtenue avec un télescope monolithique mais à un ensemble d’observables issues de la mesure des franges d’interférences. La reconstruction d’image fait appel à un processus d’inversion. Pour obtenir la totalité de l’information sur l’objet, il faut « combler les trous » en multipliant les configurations utilisées pour combiner les télescopes. Ceci est possible en déplaçant les télescopes, en utilisant la rotation de la Terre sur elle-même, et/ou en augmentant le nombre de télescopes recombinés.
Actuellement, deux instruments ouverts à la communauté permettent de combiner respectivement 2 et 3 des télescopes du VLTI dans des bandes spectrales distinctes : MIDI de 8 à 13 microns et AMBER de 1.1 à 2.4 microns, plus un instrument visiteur, PIONIER, qui a servi à expérimenter le mode interférométrique à 4 télescopes du VLTI.
Avec l’instrument MATISSE capable de combiner simultanément 4 télescopes, la reconstruction des images devient efficace. De plus les percées astrophysiques attendues de MATISSE se fondent sur l’exploration d’un domaine de longueurs d’onde quasiment inutilisé actuellement en interférométrie optique. Il s’agit du domaine spectral de l’infrarouge moyen, dont les bandes de transmission L, M et N centrées à 3.5, 4.5 et 10.5 microns, révéleront la structure des nuages de gaz et de poussières mais aussi leur composition chimique et minéralogique, grâce à plusieurs signatures spectrales d’intérêt.
La revue finale de conception de MATISSE (FDR) s’est déroulée en deux étapes : la première a concerné les parties optique et cryogénique de l’instrument et s’est tenue les 28 et 29 Septembre 2011, la seconde a concerné l’ensemble de l’instrument et s’est tenue les 25-26-27 Avril 2012. C’est la Division Instrumentale de l’ESO qui décidera de clore officiellement la FDR d’ici 2 à 3 mois sur la base des recommandations positives du Comité de revue.
Avec la réussite de ces revues, le Consortium MATISSE répond à un double défi conceptuel et technologique, lié d’une part à la combinaison de 4 télescopes, et d’autre part au domaine spectral très particulier de l’infrarouge moyen. Pour observer dans ce domaine spectral contraignant, il a été nécessaire de s’accommoder de l’émission propre des optiques et de notre atmosphère. Ceci a été réalisé par le développement d’un environnement cryogénique pour une partie des optiques de l’instrument, et surtout par d’élaboration de nouveaux procédés d’observation et de calibration.
La fin de l’intégration et des tests, qui se dérouleront sur un site de l’OCA à Nice, est prévue pour l’été 2015. La première lumière de l’instrument et le début de son exploitation sont attendus début 2016.
Note :
1 Laboratoire Lagrange de l’Observatoire de la Côte d’Azur,(CNRS, Université de Nice- Sophia Antipolis) Max Planck Institute for Astronomy (Heidelberg), Max Planck Institute for Radioastronomy (Bonn), NOVA-ASTRON (Dwingeloo) et Leiden Observatory (Leiden), Université de Kiel, Université de Vienne, Observatoire de Konkoly.
Pour en savoir plus :
Lien vers le communiqué INSU
https://www.matisse.oca.eu/
Contacts :
Chercheur :
Observatoire de la Côte d’Azur
Bruno Lopez - Responsable du projet MATISSE
Laboratoire Lagrange
bruno.lopez@oca.eu
Presse :
Observatoire de la Côte d’Azur
Cyrille Baudouin - Responsable de la communication
+33 (0) 4 92 00 19 70
cyrille.baudouin@oca.eu