Interférométrie optique à haute résolution spectrale : traitement des données et exploitation astrophysique

• Auteur / Autrice : Philippe Berio
• Direction : Denis Mourard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Nice
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nice-Sophia Antipolis. Faculté des sciences
• Jury : Président / Présidente : Julien Borgnino
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Lannes, Isabelle Tallon-Bosc
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Chelli, Daniel Rouan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géantes rouges

Granularité (optique)

Interférométrie

Mots clés libres

Bruit photonique

Résumé

Le but principal de ma thèse était le développement du logiciel de traitement des données de l'interféromètre GI2T. J'ai abordé ce travail par une analyse formelle des différents phénomènes qui gouvernent l'interférométrie longue base. La description analytique de la fonction de transfert de l'ensemble atmosphère et interféromètre m'a permis de définir des algorithmes efficaces d'estimation de la visibilité des franges d'interférence, mais aussi d'analyser différents effets atmosphériques et instrumentaux qui dégradent les mesures. En plus de ces biais, ces estimateurs sont affectés par les bruits de photon et de speckle. J'ai donc étudié la qualité de la mesure en présence de ces deux bruits. Tous ces résultats théoriques ont ensuite été validés grâce à un simulateur de l'interféromètre que j'ai développé. L'aboutissement de cette première partie de ma thèse fut l'élaboration du logiciel de traitement des données. J'ai organisé et suivi ce développement en collaboration avec un ingénieur informatique. L'idée était de rendre ce logiciel le plus convivial et automatique possible afin de faciliter son utilisation. Les premières données réduites par ce logiciel avaient été enregistrées par la version précédente de l'interféromètre au cours d'observations de l’étoile Be γ Cas entre 1989 et 1994. L'amélioration de la qualité des mesures m'a permis d'étudier la variabilité à long terme de cette étoile. J'ai ainsi pu mettre en évidence un phénomène d'oscillation a un bras dans son disque équatorial. Ce résultat est pour la première fois en accord simultanément avec des mesures spectroscopiques et interférométriques. J'ai aussi préparé un nouveau programme astrophysique dont le but est l'étude de l'atmosphère étendue des étoiles géantes rouges. Les capacités de haute résolution spectrale et angulaire de l'interféromètre GI2T/REGAIN devrait permettre d'apporter de nouvelles contraintes aux modèles d'atmosphères mais aussi d'étudier les phénomènes physiques s'y déroulant.

The main aim of my thesis work was to develop the data reduction package for the GI2T/REGAIN interferometer. I tackled this problem through a theoretical analysis of the physical law governing long baseline interferometry. An analytical description of the transfer function of the whole ensemble atmosphere plus interferometer allowed me to define efficient visibility estimators and analyze various atmospheric and instrumental effects that distort the measurements. I have also investigated the problem of the data quality in presence of photon and speckle noise. Thanks to the simulator I developed for the interferometer. The measurement and calibration procedures have been validated as a part of my thesis work. The major outcome of this work was the developement of the data reduction package. I organized and followed this work in collaboration with a software engineer. I validated this softwware on data obtained with the first version of the GI2T interferometer. The improvement in the accuracy of the visibility estimation allowed me to reinvestigate the data of the Be star γ Cas that have been recorded from 1989 to 1994, for which I discovered an one-armed oscilation in its equatorial disk. I also prepared a new astrophysical program: the study of the extended atmosphere of red giant stars. The high spectral and high angular resolution capabilities of the GI2T/REGAIN interferometer should provide new constrains to the atmosphere models and new insights into the physical processes involved in these atmospheres.