Modulation, balan ement et inversion de fais eaux

Ande pouvoir séparerdans un ux de photons eux qui proviennent ee tive-

mentdelasour eet euxquisontémisparletraind'optiques haudesdutéles ope,

il est utile d'observer es derniers seuls. Cela est possibleen trouvant un moyen ra-

pide de dépointer letéles ope, omme ela est faitdans le as du hopping, quel'on

traduit par l'expression

((

modulation du fond thermique

))

; mais ertaines onsi- dérations supplémentaires amènentà ompliquerlégèrement ette méthode, an de

se débarrasser d'un ertain nombre de biais sus eptibles d'apparaître. Une de es

améliorations est le nodding, que l'on traduira par la suite par

((

balan ement

))

. Mais,dans le as duVLTI,ilest égalementpossiblede pro éderàdes inversionsde

fais eaux, quiorent l'avantage d'optimiser le temps passé ee tivement àobserver

la sour eastronomique et non pas uniquement le iel...

a. Modulation

La méthode habituellement retenue pour moduler le fond utilise le miroir se-

ondaire du téles ope, que l'on dépointe de quelques se ondes d'angle de l'astre à

observer vers une portion du iel avoisinant, alternativement dans deux dire tions

opposées par rapportà l'étoile entrale ( f.gure 2.4 ).Lefondthermique est alors

estimé par interpolation entre les deux mesures. Supposons que le signal stellaire

soit

S0

. Le signal total mesuré lors de la première phase est

S1

= S0

+ f0

, où

f0

désignel'intensitédu fondthermiquedans ette ongurationdu téles ope.Lors des

deuxièmeettroisièmephases,onmesurelessignaux

B1

et

B

′

1

,égauxrespe tivement à deux intensités du fond thermique

f1

et

f2

. On estimealors lesignal stellaire par

b

S0

= S1− 0,5.(B1+ B1′)

.

Un des in onvénients de la modulation du fond, ainsi que ela apparaît sur la

gure 2.4, est que ette pro édure é hantillonne lefond thermiquesur des par ours

diérents de elui que la lumière suit lorsqu'elle provient de l'étoile: e ne sont en

eetpaslesmêmeszonesdumiroirprimairesurlesquelleslefais eauseréé hitlors

des trois phases de la modulation.Orlemiroir primaireparti ipeaussi à l'émission

thermique du train optique; ontraindre le fais eau à frapper des zones diérentes

du primaire introduit don un biais dans l'estimation du fond thermique. Ave les

Fig. 2.4  S héma d'un y le de modulation du fond thermique. Dans un premier

temps, le téles ope pointe l'étoile. Dans un deuxième temps, le miroir se ondaire

est in liné d'un angle

+δα

, et le téles ope dépointe don légèrement l'étoile dans une dire tion. Dans un troisième temps, le se ondaire est in liné d'un angle

−δα

: ela lt le y le de modulation en dépointant légèrement l'étoile dans la dire tion

opposée.

b. Balan ement

Cetteopérationestpluslonguequelamodulation, arilfautprendreletempsde

dépointer totalement letéles ope, primaire in lus.Après les trois étapesd'une mo-

dulationdu fond lassique,onen haîne lesquatre phasessuivantes (voirgure2.5):

4. dépointage totaldu téles ope de l'angle

−δα

etmesure du signal;

5. in linaisonduse ondairede

+δα

,detellemanièrequel'étoileseretrouvedans le hampet mesuredu signal;

6. dépointage totaldu téles ope de l'angle

+δα

etmesure du signal;

7. in linaisonduse ondairede

−δα

,detellemanièrequel'étoileseretrouvedans le hampet mesuredu signal.

Ave les mêmes notations que pré édemment, dans la phase 4 on mesure le signal

B2

= f0

ar l'ensemble du téles ope se trouve dans la même onguration que lors de la première phase du y le de modulation; dans la phase 5 on mesure le signal

S2

= S0

+ f2

; dans la phase 6 le signal

B3

= f0

; et dans la phase 7 le signal

S3

= S0

+ f1

. Une nouvelle estimation non biaisée ette fois- i du fond thermique est alors donnée par

Sb

′

Fig.2.5S hémad'un y ledebalan ement.Aprèsun y ledemodulationdufond

(voirlagure2.4), letéles ope est dépointédans son ensemble de l'angle

−δα

, puis le se ondaire ramené de l'angle

+δα

an de repointer l'étoile. La même pro édure est répétée symétriquement dans la dire tion opposée.

. Inversion de fais eaux

MIDI (voir le paragraphe b. dans la se tion 1.5.2) dispose de plusieurs types

de ltres spatiaux, dont notamment un système à triple trou. Ce système permet

d'analyser simultanémentla lumièreprovenant de l'étoileet lefondthermique vuà

travers lesautrestrous. Dansun premiertempsparexemple, lalumièrestellaireest

inje téedansletrou entraln

◦

2,etlefondthermiqueestsuiviàtraverslestrous1et

3. Dans un deuxièmetemps, le téles ope est dépointéan de faire oïn ider l'étoile

ave le trou 1; le fond thermique est suivi par les trous 2 et 3. Le ux stellaire

est ensuite inje té dans le trou 3. Cette pro édure est en fait similaire à elle de

la modulation du fond thermique, mais elle ore l'avantage de pouvoir mener les

entre les mesures faites sur l'étoile et sur le fond; des phases de balan ement sont

né essaires an d'améliorer laqualité de l'estimationdu fond.

Dans le document Interférométrie stellaire dans l'infrarouge en présence de fond thermique (Page 65-68)