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Mieux voir les étoiles et leurs planètes : la percée des interféromètres et hypertélescopes Antoine Labeyrie Collège de France & Laboratoire dInterféromètrie.

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1 Mieux voir les étoiles et leurs planètes : la percée des interféromètres et hypertélescopes Antoine Labeyrie Collège de France & Laboratoire dInterféromètrie Stellaire et Exo- planétaire ( LISE)

2 Laboratoire dInterféromètrie Stellaire et Exo-planétaire ( LISE) du Collège De France Localisations: – Observatoire de Haute-Provence – Observatoire de la Cote dAzur à Calern – Institut dAstrophysique 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.

3 Résoudre les noyaux actifs… … voir le trou noir géant ? Mieux voir les étoiles et leurs planètes : la percée des interféromètres et hypertélescopes Antoine Labeyrie Collège de France & Laboratoire dInterféromètrie Stellaire et Exo- planétaire ( LISE)

4 Interféromètre Marche encore avec deux éléments : image dégradée, mais sans perte de résolution Interféromètre Fizeau

5 Pour résoudre mieux que les télescopes, linterféromètre doit être plus grand ! Michelson (1920):6,5m puis 17m I2T (1974) : 12m puis 100m CHARA (1999): 330m SUSI (2006 ?): 640m Futurs interféromètres: –jusquà 10 km sur Terre ? –jusquà 100km, puis 100,000 km dans lespace ?

6 Premières interférences avec deux télescopes ( Nice, 1974)

7 Very Large Telescope Observatoire Européen Austral ( Chili) Quatre télescopes de 8m, couplés optiquement pour linterféromètrie Base 120m Keck ( Hawaïï) : deux télescopes mosaïques de 10m Base 85m

8 Améliorer un million de fois la résolution par rapport a la turbulence, jusquà la micro-seconde darc avec des bases de 10km … dans lespace : 100 km … puis km, imagerie de pulsars Imagerie directe avec des ouvertures nombreuses Perspectives de linterféromètrie au sol et dans lespace Exo-Terre à 10 années lumière

9 Une voie nouvelle: les hypertélescopes Les télescopes sont limités en dimension: 30 à 100m Les interféromètres classiques ne donnent pas dimages instantanées Les hypertélescopes, « interféromètres imageurs multi- ouverture » donnent des images instantanées à haute résolution (Labeyrie, A&A, 1996)

10 Davantage douvertures: hypertélescope Interféromètre imageur, multi-ouvertures, à pupille densifiée Forme directement des images…. ….dans un champ réduit Plus lumineux quun Fizeau Pupille de sortie ouverture

11 Principe des hypertélescopes « interféromètre imageur multi-ouverture à pupille densifiée » foyer Fizeau Telescopes de Galilée inversés Optique diluée

12 Architectures dhypertélescopes plat paraboloïde sphérique

13 Hypertélescope « à plat » au Dome C ? Proposition « KEOPS » ( Vakili et al. 2004) Telescopes de 1.5 m, base kilométrique

14 suspendu à 3 ballons Miroirs (30cm) actifs aux nœuds dun 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)

15 Maquette de « Perce-neige » hypertélescope parabolique pointable

16 hypertélescope sphérique CARLINA Correcteur daberration spherique Carlina acanthifolia Version optique, dilue dArecibo (Pouerto Rico)

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

18 Hypertélescope sphérique de 1,5km aux Canaries ? Miroirs sur lintersection entre le cratere et une sphere

19 Essai dhypertélescope à lObservatoire de Haute Provence ( Le Coroller, Dejonghe et al., 2004) caméra au foyer centre de courbure

20 Miroir élémentaire et viseur de Carlina-1 à lOHP Actuellement 3 miroirs de 25cm –Bases de ~10m –Base jusqua 18m possible Franges obtenus pour 2 miroirs Franges 3 miroirs dici lautomne

21 Franges du prototype Carlina 1 ( Le Coroller et al., 2004) Véga, 2 ouvertures de 5 cm, espacées de 40cm Séquence toutes les 20 millisecondes

22 Hypertélescope dans lespace (Boccaletti et al., Icarus, May 2000) densifieur de pupille coronographe M2 M3 M1

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

24 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

25 Dans 20 ans ? Exo-Earth Imager 150 miroirs de 3m Sur diamètre 150 km Image directe de Terre à 3pc Pose 30mn La verdure réfléchit l infra-rouge proche Fonction détalement

26 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


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