L’installation de DESI, le Dark Energy Spectroscopic Instrument à l’observatoire Kitt Peak en Arizona vient de franchir une étape importante : avec 6 spectrographes opérationnels sur le site, la configuration minimale requise pour remplir les objectifs scientifiques du projet est atteinte. A terme, DESI comportera 10 spectrographes et s’engagera à partir de 2020 dans le relevé spectroscopique de 35 millions de galaxies et quasars, pour étudier la composante sombre de l’Univers. L’Irfu, responsable de la partie cryogénique des spectrographes, a largement contribué au succès de cette installation et finalise actuellement à Saclay la qualification des caméras du dernier spectrographe. En parallèle, d’autres jalons essentiels pour la construction de l’instrument sont atteints.
Avec 6 spectrographes installés, DESI franchit un cap
L’installation de DESI auprès du télescope Mayall de 4 m avance à grands pas. Après le montage et la mise en route de deux spectrographes en février dernier (voir fait marquant d'avril), l’équipe technique de l’Irfu était de retour début juin au télescope Mayall pour installer quatre nouveaux spectrographes avec l’aide et la contribution précieuse des équipes du télescope et du Lawrence Berkeley National Laboratory (LNBL) (Fig. 1). S’en est suivie une phase de réglage fin des éléments optiques pour assurer une focalisation optimale. Au bilan, les résolutions mesurées sont d’une remarquable homogénéité entre les différents spectrographes et meilleures que les spécifications requises. Avec 6 spectrographes installés et pleinement opérationnels, c’est une étape clef pour la réussite de DESI qui a été franchie, car elle assure la configuration minimale pour les futures observations, telle que définie par le US Department of Energy, la principale agence de financement du projet.
Figure 1 : l’équipe de l’Irfu et leurs collègues du télescope Mayall et du laboratoire LBNL à la fin de l’installation de quatre spectrographes complets supplémentaires dans la salle dédiée à l’instrument DESI auprès du télescope. Les 6 spectrographes, installés sur deux châssis de montage superposés forment déjà un ensemble impressionnant (crédit: DESI collaboration).
Figure 2 : Première image du ciel vue à travers le correcteur de champ de DESI et enregistrée par un jeu de six caméras de contrôle montées (temporairement) sur le correcteur. Cette image de la galaxie du Tourbillon (Messier 51) démontre la qualité de l’alignement et de la focalisation des six lentilles de précision de 1m de diamètre qui constituent le correcteur. Ce dernier est destiné à porter le champ de vue de DESI à 8 degrés carrés (sans distorsions), soit 16 fois plus étendu qu’avec l’optique précédente du télescope Mayall (crédit: DESI collaboration).
DESI se met en ordre de marche
En parallèle avec les travaux précédents, l’optique du correcteur de champ a été testée sur le ciel et validée au printemps (Fig. 2) et l’équipement du plan focal de l’instrument en fibres et robots positionneurs a démarré fin juin. Un tiers du plan focal est d’ores et déjà couvert, le reste suivra en juillet. Par ailleurs, la collaboration vient de mettre à disposition (voir communiqué de presse) le lot complet des données indispensables à la définition des 35 millions d’objets-cibles que DESI veut observer, galaxies très brillantes, galaxies rouges lumineuses, galaxies à raies d’émission et quasars.
Tout se met donc en place pour un démarrage de DESI à l’automne. La première lumière spectroscopique est en effet attendue en octobre 2019 et sera suivie d’une période de mise en route de l’instrument jusqu’en janvier 2020. Un programme de validation de la stratégie de sélection des cibles et de planification des observations suivra en février 2020, avant que ne démarre à l’été 2020 le relevé de 5 ans proprement dit.
A Saclay, la qualification des dernières caméras est en cours
L’intégration des caméras des quatre spectrographes restants est bien avancée. Après montage et validation à Saclay, les caméras des spectrographes 7 et 8 ont été livrées à Winlight Optics, l’entreprise française chargée de la construction des spectrographes de DESI. L’intégration des caméras et la caractérisation optique complète de la chaîne spectrographe-caméra sont terminées pour le spectrographe 7, qui est prêt à être envoyé au télescope Mayall. La qualification optique du spectrographe 8 est en cours.
A Saclay, le montage des caméras (ensemble lentille de champ et détecteur CCD dans leur cryostat) et les tests de validation (descente en froid, tests de vide, alignement des CCD, mesures de gain et de bruit sur les CCD) sont achevés pour le spectrographe 9 (Fig. 3) et le montage des caméras du spectrographe 10 a débuté. La livraison des caméras du spectrographe 9 à Winlight Optics est prévue fin août, celle des caméras du dernier spectrographe un mois plus tard. L’ensemble des dix spectrographes devrait être opérationnel à Kitt Peak vers la mi-novembre.
Contacts: Pierre-Henri Carton (Dedip), Christophe Magneville (DPhP), Vanina Ruhlmann-Kleider (DPhP)
Figure 3 : Photo du banc de test des caméras DESI à Saclay lors de la validation de l’unité 4. Les caméras destinées aux trois voies du spectrographe (rouge, bleue et infra-rouge, de gauche à droite) sont montées sur le banc, en pompage et prêtes pour différents tests (thermique, vérification d’alignement, caractérisation des CCD sous éclairement) (crédit: DESI/Irfu).
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