Discipline : Astronomie
Domaine de recherche : Magnétisme stellaire, spectropolarimétrie
Contexte
La physique décrivant les étoiles est de mieux en mieux connue. Notamment, on comprend mieux l’importance des champs magnétiques dans les phases de la naissance des étoiles, les processus de pertes de masse et les phases évoluées. En revanche, l’observation des champs magnétiques stellaires, fondamentale pour tester les modèles, en est encore à ses débuts en 2015. Elle demande une expertise très fine des techniques de spectro-polarimétrie. Dans le monde, seuls quelques instruments peuvent faire ce type de mesure. C’est ce domaine sur lequel le Télescope Bernard Lyot s’est spécialisé depuis le début des années 2000. Il reste en 2015, le seul télescope au monde dédié à l’étude du magnétisme stellaire. L’instrument dernière génération à son foyer est Narval, jumeaux d’ESPADONS (au foyer du Télescope Canada-France-Hawaï), conçus par l’équipe de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (Toulouse) et de l’Observatoire Midi Pyrénées. Le Télescope Bernard Lyot est un Service National d’Observation de l’Observatoire Midi Pyrénées, (Université de Toulouse et Institut National des Sciences de l’Univers du CNRS).
Méthode et Fonctionnement de l’installation
Le Télescope Bernard Lyot est un type Cassegrain de 50 m de distance focale, à monture équatoriale hydraulique à berceau. Sa coupole caractéristique est à calotte zénithale et opercule a servi de modèle à la coupole du projet Twenty Meter Telescope (Hawaï). Les moteurs de toutes les composantes sont commandés via un réseau numérique. La température et l’humidité de la coupole sont contrôlées pour maximiser la stabilité de l’air. Le télescope et son instrumentation scientifique peuvent être pilotés à distance.
L’instrument Narval est composé d’un polarimètre au foyer du télescope permettant d’asservir le mouvement du télescope sur l’étoile cible, de corriger les effets de réfraction atmosphérique et de faire l’analyse de la polarisation circulaire et linéaire avec une série de rhomboèdre et lames biréfringentes. La lumière ainsi analysée est redirigée par fibres optique de la sortie du polarimètre vers un spectrographe très haute-résolution sur situant 3 étages plus bas dans un caisson régulé en température. C’est la combinaison de la polarisation et de la spectroscopie qui permet de mesurer les champs magnétiques à la surface des étoiles.
Le temps d’observation au Télescope Bernard Lyot est réservé à la communauté Française et Européenne sur concours. Les astronomes n’ont plus besoin de se déplacer au télescope. Les observations sont effectuées par l’équipe scientifique du TBL en mode service. Toutes les données effectuées pendant la nuit sont nettoyés et pré-analysées avant d’être mises à disposition des astronomes le lendemain via internet.
Résultats attendus
Le Télescope Bernard Lyot avec Narval a fait une pléthore de découvertes pionnières depuis 2007. Découverte de champs magnétiques dans les étoiles massives entièrement convectives, des géantes rouges (Bételgeuse, Pollux), des étoiles A (Véga). Narval a découvert des cycles magnétiques courts (2 ans) autour d’étoiles « jumeaux solaires » là où le cycle solaire est de 11 ans. Les premières études magnétiques des systèmes exoplanétaires ont été faites. Ses études du magnétique stellaire sur les étoiles naines ont montrés l’importance des processus dynamo dans la création de champs magnétiques. Les premières études de champs magnétiques dans les disques protoplanétaires ont montrées le potentiel de ces mesures pour comprendre la naissance des systèmes planétaires.
Plus de 100 articles ont été publiés depuis les premières observations avec le TBL/Narval.
L’avenir du TBL post-Narval est un élargissement des capacités de mesure de Narval vers le domaine des exoplanètes, avec Neo-Narval et SPIP (Spectro-polarimètre Infrarouge au Pic du Midi).
