L'instrument VISIR est destiné à étudier l'émission des astres dans le domaine de longueur d'onde compris entre 8 et 25 micromètres. Fruit d'une collaboration entre le Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA et l'institut ASTRON aux Pays-Bas, cet instrument est installé au foyer d'un des télescopes géants du VLT (Very Large Telescope) de l'ESO depuis le printemps 2004. Une fraction importante du temps d'observation durant l'année écoulée a été dévolue à la vérification des nombreux modes de fonctionnement de l'instrument, à l'évaluation de ses performances et au perfectionnement des logiciels d'analyse. Ces différentes étapes sont indispensables pour offrir à la communauté scientifique un instrument performant, fiable et simple d'utilisation. Liant l'utile à l'agréable, ces périodes de test ont également permis d'étudier des objets célestes aussi variés que les anneaux de Saturne ou les noyaux actifs de galaxies.
Les résultats scientifiques de la première année
Les chercheurs, en particulier ceux issus des laboratoires appartenant au consortium responsable de la construction de l'instrument, ont mené à bien durant l'année écoulée différents programmes scientifiques. Cela non seulement dans le but de vérifier le bon fonctionnement de l'instrument mais également pour situer ses performances et possibilités par rapport aux instruments similaires actuellement en opération dans les autres observatoires. Un éventail des possibilités scientifiques de VISIR est présenté ci-dessous.
VISIR a observé les anneaux de Saturne à une époque (mai 2004) où l'inclinaison du plan des anneaux étaient particulièrement favorable pour une observation depuis la Terre. Les images obtenues permettent une étude détaillée des particules de poussière composant les anneaux. Ces observations sont complémentaires de celles obtenues par la sonde CASSINI, actuellement en orbite autour de cette planète. La figure de gauche est une image composite de Saturne, celle de droite un gros plan sur les divisions de Cassini (D,C,B et A de gauche à droite). Crédit: CEA/ESO (cliquer sur l'image pour l'agrandir).
L'instrument VISIR, couplé à la grande surface collectrice du VLT, permet d'effectuer des clichés d'un piqué inégalé. En effet la limite de diffraction ou finesse maximale des images est régulièrement atteinte sur le site de Paranal. Le potentiel scientifique de cette haute résolution spatiale est illustré par l'image ci-dessus obtenue par VISIR en septembre 2004. εIndi B est le couple d'étoiles composé de deux naines brunes le plus proche du système solaire. Les trois clichés, pris dans différents filtres, montrent clairement les deux objets composant ce système binaire. La séparation sur le ciel entre les deux étoiles est de 0,73 seconde d'arc. La qualité de ces images permet de déterminer avec une grande précision et sans confusion l'intensité de chacune des composantes (notée Ba et Bb sur l'image ci-dessus). La décomposition spectrale du signal de chaque objet a également pu être ainsi mesurée sans ambiguité. Ces informations ont permis de dresser un diagnostic physique de chaque étoile composant ce système binaire (température, masse, rayon). Crédit: CEA/ESO (cliquer sur l'image pour l'agrandir). Pour en savoir plus.
| Les poussières chaudes rayonnent dans la gamme de longueur d'onde 10-20 micromètres. Cette fenêtre spectrale est donc parfaitement adaptée à la recherche de disques autour des étoiles et VISIR a naturellement fait de cette thématique l'un de ces programmes majeurs. Il consiste à observer un échantillon d'étoiles soupçonnées abriter de tel disque de poussières, étape vers la formation de systèmes planétaires. L'image ci-contre du disque de poussières autour de l'étoile β-Pictoris, obtenue par VISIR dans deux filtres, illustre le potentiel de l'instrument. Crédit: CEA/ESO (cliquer sur l'image pour l'agrandir). |  |
Le centre de notre Galaxie abrite probablement un trou noir massif de 3 millions de masse solaire. La très forte extinction dans cette direction rend vaine toute tentative d'observation dans le domaine visible. VISIR a observé cette région du ciel durant quatre périodes dans l'année écoulée dans le but de détecter l'émission infrarouge au voisinage de SgrA*, la source située au centre de notre Galaxie dont la position est indiquée par un cercle blanc sur l'image de droite. Aucune émission n'a jusqu'à présent été détectée. Un programme d'observation coordonné avec les missions spatiales XMM-Newton et INTEGRAL est en cours. Crédit: CEA/ESO (cliquer sur l'image pour l'agrandir).
La sensibilité et la résolution spatiale de VISIR permettent également d'étudier les objets extragalactiques en particulier les tores de poussières résidant au sein de la classe des noyaux actifs de galaxies. Le mode spectroscopique offre une opportunité d'étudier la cinématique du gaz chaud avec une précision inégalée. Le potentiel de VISIR pour l'étude des galaxies est illustré par cette mage de la galaxie NGC1068, prise dans la bande étroite centrée autour de 12.8 micromètres, la longueur d'onde correspondant au gaz Néon [NeII]. L'image de gauche est la somme de l'émission due au gaz et au continuum, l'image de droite la seule contribution du [NeII]. Ces clichés d'une grande finesse (l'échelle est indiquée sur l'image de droite) ont pu ainsi être comparé aux images prises dans le domaine visible par le télescope spatial Hubble. ceci a permis de déterminer l'origine de l'émission du gaz. Crédit: CEA/ESO (cliquer sur l'image pour l'agrandir). Pour en savoir plus.
Une année de tests, de vérifications et d'étalonnages
Contacts : ,
"VISIR, a taste of scientific potentiel"
Article paru dans la revue de l'ESO "The Messenger", numéro 119, mars 2005 (télecharger ce document, fichier pdf - 308 Ko),
"Mid-infrared imaging of NGC1068 with VISIR at the VLT" E. Galliano, E. Pantin, D. Alloin et P.O. Lagage, 2005, à paraître dans la revue MNRAS Letter, consulter l'article,
"The cool atmospheres of the binary brown dwarf epsilo Indi B" M. F. Sterzik - E. Pantin - M. Hartung - N. Huelamo - H. U. Käufl - A. Kaufer - C. Melo - D. Nürnberger - R. Siebenmorgen - A. Smette 2005, Astronomy and Astrophysics, 436, L39. consulter l'article
Voir aussi: VISIR : - Lumière sur les poussières cosmiques (12 Mai 2004)
Pour en savoir plus:
• Structure et évolution de l'Univers › Planètes, formation et dynamique des étoiles, milieu interstellaire
