Premier anniversaire de VISIR
Un an de fonctionnement au foyer du 'Very Large Telescope VLT'

VISIR, un instrument infrarouge pour le VLT

L'instrument VISIR (acronyme pour "Vlt mid-infrared Imager and Spectrometer" ou "imageur et spectromètre infrarouge pour le Very Large Telescope VLT") est sensible dans la bande dite infrarouge moyen ou infrarouge thermique (8-25 micromètres), une fenêtre spectrale accessible depuis le sol. Ce domaine est particulièrement intéressant pour étudier la poussière "chaude" dont la température est comprise entre -200 et 300 degrés Celsius et présente autour de nombreux astres de l'Univers. Afin de limiter l'effet de sa propre émission thermique, l'instrument est refroidi à une température proche de  -250 degrés Celsius et les caméras elles mêmes, les yeux de l'instrument, à -268 degrés. La qualité des caméras composant l'instrument, couplée à la grande surface collectrice des télescopes du VLT, permettent d'obtenir des images d'un piqué inégalé et des spectres de très grande qualité. La complexité de l'instrument a rendu nécessaire un programme important de tests et de vérifications, indispensable avant la mise à disposition de l'instrument à la communauté scientifique. Il est intéressant de noter que les expériences sol ont atteint aujourd'hui un tel niveau de complexité que les différentes phases du projet s'apparentent de plus en plus à ce qui est observé durant la conduite d'un projet spatial.

 
Premier anniversaire de VISIR

A gauche: Le sommet du Mont Paranal au Chili avec les quatre coupoles des télescopes de 8 mètres de diamètre du Very Large telescope (VLT). Cliches ESO

A droite: Visir installé au foyer du télescope "Melipal", au printemps 2004.

La première année: un calendrier d'opérations bien défini

VISIR est l'un des instruments montés sur l'unité numéro 3 du VLT (le télescope Melipal) et ne dispose ainsi que d'une fraction du temps disponible. A ce titre, le temps qui lui est alloué durant cette phase de vérification est clairement défini par un protocole établi entre l'ESO et les instituts du consortium ayant construit l'instrument. Ce dernier a la responsabilité de livrer "clé en main" l'instrument . En contrepartie, il bénéficie d'un accès réservé (ou temps garanti) durant les premières années mis à profit par les équipes du consortium pour  valider  les modes de fonctionnement de l'instrument comme pour initier des programmes d'observations scientifiques. D'autre part, une fraction du temps lors de cette première année est allouée à des programmes scientifiques de valeur mais qui nécessitent un "ballon d'essai". Ces programmes appartiennent à la catégorie dite de phase de vérification scientifique ("science vérification phase" en anglais). Les données issues de ces observations sont mises à disposition de la communauté scientifique qui peut ainsi évaluer les performances de l'instrument et la faisabilité des programmes scientifiques qu'elle prévoit mener à bien.

Tests, vérifications, étalonnages: des étapes indispensables

De nombreux tests ont été conduit durant cette première année. La très basse température de fonctionnement de l'instrument constitue un aspect critique et pose de sévères contraintes quant à la maintenance de l'instrument. Cette première année a permis de mettre à épreuve les systèmes cryogéniques (machines à refroidir) et de valider avec succès les choix technologiques décidés lors de la phase de définition du projet.

Des méthodes d'observations très spécifiques à ce domaine de longueurs d'onde où l'émission due au ciel "nocturne" domine largement celle des objets célestes étudiés doivent être mise en oeuvre. Elles consistent à prendre alternativement des clichés sur la cible et sur une région voisine, utilisée comme source de bruit de fond, et qui doit être soustraite du signal total obtenu sur l'objet. Cette méthode, simple dans son principe, rencontre néanmoins de nombreuses difficultés (variation du bruit introduit par le ciel et/ou l'instrument en fonction du temps, instabilité du détecteur...). Des algorithmes spécifiques ont été mis au point.

Dans le mode spectroscopique, il est apparu que certaines raies d'émission intenses du ciel nocturne polluaient de manière indésirable et non encore bien comprise le signal. Ce véritable handicap est toujours l'objet d'une étude approfondie et des solutions ont été proposées pour résoudre ce problème imprévu.

Une autre action importante menée à bien durant cette première année a consisté à réécrire les logiciels qui pilotent les observations de manière à les rendre totalement compatible avec le standard défini par l'observatoire, en l'occurrence l'ESO. Cette mise en conformité des logiciels permet de rendre VISIR homogène avec l'ensemble du parc des instruments du VLT. La maintenance, le pilotage, l'étalonnage et le suivi des performances de l’instrument deviennent alors des opérations facilement gérables par le personnel en poste à Paranal.

Les observations effectuées entre la première lumière en mai 2004 et le printemps 2005 ont permis de démontrer que l'instrument VISIR atteignait les performances attendues même si la sensibilité dans la bande Q (entre 17 et 20 micromètres) semble souffrir d'une qualité du ciel (principalement due à l'humidité) légèrement inférieure à celle attendue.

Et maintenant?

L'instrument VISIR est officiellement offert à la communauté scientifique depuis le 1 avril 2005. L'accueil reçu lors du premier appel à propositions a souligné le vif intérêt de la communauté  pour des thématiques scientifiques que ce nouvel instrument, couplé à la grande surface collectrice du VLT, permet d'aborder. De nombreux programmes touchant des thèmes aussi variés que la planétologie, la recherche de disque proto-planétaires autour d'étoiles proches, la composition du milieu interstellaire, l'évolution des étoiles jeunes ou bien encore l'étude des noyaux actifs de galaxies vont être entrepris. Ces programmes seront menés suivant deux modes: "astronome visiteur" (l'astronome conduit lui-même son programme d'observation sur le site du VLT à Paranal) ou "mode de service" (le programme est mené à bien par un astronome résidant, ce mode permettant une grande flexibilité). Les équipes du consortium VISIR continueront quant à elle de bénéficier de temps garanti durant 2 ans pour conduire leur propre programme scientifique comme pour parfaire l'instrument.

 

Contacts :   ,

Publication :

"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)
 

voir aussi: VISIR : - Lumière sur les poussières cosmiques (12 Mai 2004)

pour en savoir plus:

 


Rédaction: Christian Gouiffès

 

Maj : 15/06/2005 (1247)

 

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