Interféro

Lycée Lalande (Bourg-en-Bresse) ODPF 2016
Groupe : Interféro Nationale, Paris
Roux Camille (1ère S) Bousch Victor(1ère S)
Durupt Valentin (1ère S) Fevre Romain (Term S)
InterférencesLumineuses,
Larecherchedesétoilesbinaires
encadrants :
Schworer Guillaume
Observatoire de Paris
Butet Jean-Baptiste, Lycée Lalande
Goiffon Serge, Lycée Lalande

RÉSUMÉ :
Additionner plusieurs petits télescopes séparés de plusieurs mètres permet
d’avoir un appareil qui a la même résolution qu’un grand télescope de diamètre
équivalent. Nous avons voulu créer notre propre appareil, d’une résolution théorique
équivalente à un télescope de 50 cm mais fait à partir de deux lunettes de 8 cm.
Cet appareillage crée des interférences, nous avons donc fait des expériences
pour comprendre ce phénomène et tenter d’en tirer des informations sur des étoiles
binaires angle, rapport de luminosité, écartement angulaire et débuter des mesures sur
des objets du ciel avec un appareillage semblable à notre double lunette : le masque à
deux trous.
Notre montage n’étant pas encore au point : les difficultés mécaniques sont très
compliquées à contourner car il faut être précis à la longueur d’onde près.
Par des expériences avec des sources cohérentes, des modélisations et des
traitements informatiques, nous arrivons à maîtriser la chaîne d’acquisition mais le ciel
nous joue des tours : nous n’avons pas encore réussi à faire une mesure exploitable sur
une étoile binaire à cause du temps.
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Remerciements
Nous tenons tout particulièrement à remercier nos professeurs encadrants, M.
BUTET et M. GOIFFON, qui nous ont suivi depuis notre choix de sujet et guidés dans nos
démarches expérimentales et les problèmes rencontrés.
Un grand merci aussi à Guillaume Schwörer, Doctorant à l’Observatoire de
Paris-Meudon, sans qui rien de ceci n’aurait été possible. Les sessions de
vidéo-conférence sont des souvenirs très forts : un grand merci pour la patience dont il
a fait preuve face à notre afflux de questions.
Enfin, nous tenions à remercier l’association astronomique de l’Ain pour le prêt
de ses locaux, ses instruments, ainsi que son aide logistique lors de nos premières
présentations du projet.
Nous nous excusons auprès des lecteurs de la longueur du rapport mais il nous a
été impossible de traiter correctement notre projet en 20 pages.
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Astres de plusieurs millions de kilomètres de diamètre, les étoiles font pourtant
pâle figure sur la voûte céleste. Distantes de milliers voire de millions de milliards de
kilomètres, toutes, à l’exception du Soleil, nous paraissent ponctuelles.
Mais l’astrophysique requiert l’étude de ces astres, qui en réalité ne sont pas
ponctuels. On définira la taille apparente telle que l’angle formé par les deux extrémités
de l’étoile. Ainsi, la taille apparente d’une étoile telle que Bételgeuse (αOrini) est
d’environ 0.018” (seconde d’arc), une seconde d’arc correspondant à 1/3600
ième de
degré. Les télescopes actuels permettent d’étudier certaines étoiles, mais cela a un
revers : des télescopes de plusieurs mètres de diamètre (E-ELT : taille prévue 39m), aux
prix de centaines de millions de dollars. Totalement hors de portée ne serait-ce que
pour une Université.
Alors comment l’amateur pourrait-il étudier ces astres ? Le télescope à objectif dilué
permet de se passer d’une grande partie de l’objectif et de n’avoir que deux petits
morceaux. Grâce à certaines propriétés optiques de la lumière, la résolution est le
double de celle d’un télescope complet. Ainsi, on obtient la résolution d’un télescope de
100 mètres de diamètre en espaçant deux petits télescopes -quelle que soit leur taille-
de 50 mètres l’un de l’autre.
L’étude des étoiles binaires permet d’accéder à certains mouvements, conforter si les
systèmes sont liés par la gravitation ou si ce sont juste des illusions de parallaxes.
Mesurer l’écartement et l’angle des binaires permet de préciser les paramètres de
révolution de ces astres et ce sont des mesures utiles dans la compréhension de certains
phénomènes astronomiques.
Nous allons réaliser un tel instrument, en restant toutefois sur des dimensions plus
restreintes, avec un écartement de 25cm.
Comment la combinaison de deux petits instruments permet-elle de rivaliser avec de
grands instruments en résolution ?
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INotionssurlalumièreetsescomportements
A/Historiquedestélescopesinterférentiels
B/Généralitéssurlescomportementsdusàl’optique
ondulatoire
1Ladiffraction
2Lesinterférences
IINotretélescope
A/Duschémadeprincipeàlaréalisation
B/Difficultéstechniquesrencontrées
IIIObservationsetrésultats
A/L’observationdelasers
B/Modélisationinformatiquedel’observationd’étoiles
C/L’observationd’étoilesavecunmasqued’Young
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