Les noyaux actifs de galaxies en interférométrie optique à très longue base - Projet ‘OHANA - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Very long baseline optical interferometry of active galactic nuclei - ‘OHANA project

Les noyaux actifs de galaxies en interférométrie optique à très longue base - Projet ‘OHANA

Julien Woillez
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 961616

Résumé

Recent progress in sensitivity achieved by the new generation of optical long baseline interfero- meters (VLTI & Keck) allows new fields of astronomy to benefit from very high angular resolution observations at near infrared wavelength. Extragalactic astronomy, through active galactic nuclei observations, is one of those fields.As a preparation to coming active nuclei interferometric observations, I present a toolbox designed for the in- terpretation of the first data, knowing that their amount will stay small at the beginning whereas the observed objects are known to be complex. I will also present one of the two first observations of active nuclei : the Seyfert 2 nucleus NGC 1068 observed with MIDI, the newly commissioned 10 μm instrument of the VLTI. With the Seyfert 1 nucleus NGC 4151 by Keck interferometer, those two observations confirm the forecasted need of higher angular resolution to study the inner parts of the molecular torus found in active galactic nuclei. The broad line region will be one of the next components to be observed with an interferometer, provided that the extra angular resolution becomes available. In order to study the 3D structure of the region, I present an innovative tomographic technique based on reverberation mapping and interferometry : interferometric rever- beration.The ‘OHANA project (Optical Hawaiian Array for Nanoradion Astronomy) is the topic of the second part of this work as it will provide the extra angular resolution. The project also aims at demonstrating the use of single mode fibers in J, H and K bands to coherently combine adaptive corrected telescopes, already present on top of Mauna Kea, into a very sensitive and resolving interferometer. I present the preparatory phase of the project (Phase I) where the coupling between adaptive optics and single mode fibers is studied on CFHT, Gemini and Keck telescopes. Those tests allow me to confirm the sensitivity of the final instrument as well as to propose a diagnostic on the different adaptive optics systems. Then I present the ‘OHANA beam combiner that is about to be used in the demonstration phase (phase II). This combiner is based on a new concept where the two interferometric outputs of a single mode coaxial combination are combined in a multiaxial scheme in order to obtain a single output, with only one coupler. The interferogram is then temporally coded and the photometry spatially. I present the ongoing developments of pahse II, namely a gaussian beam delay line and 2×300 m long single mode fibers, in J, H and K bands, used for the coherent transport.
Les progrès en sensibilité de la nouvelle génération d'interféromètres optiques (VLTI \& KECK) permettent à de nouveaux domaines de l'astronomie de bénéficier d'observations à très haute résolution angulaire dans le proche infrarouge. La physique extragalactique, à travers l'observation des noyaux actifs de galaxies, en est la principale bénéficiaire.En préparation des observations interférométriques de noyaux actifs, je présente une boîte à outil dont l'objectif est de permettre l'interprétation des premières données, dont la quantité sera dans un premier temps limitée face à la complexité des objets. Puis je présenterai l'une des deux premières observations interférométriques de noyaux actifs de galaxies, celle du noyau de Seyfert 2 NGC 1068 par l'instrument 10 um du VLTI. Avec celle du noyau de Seyfert 1 NGC 4151 par l'interféromètre du KECK, elles marquent les débuts de l'interférométrie extragalactique. Ces deux observations confirment le besoin pressentit en résolution angulaire supplémentaire pour étudier les parties internes du tore de poussière. C'est ainsi le cas de la région des raies larges pour laquelle je présente une technique innovante d'observation tomographique s'appuyant sur l'interférométrie et la cartographie par réverbération: la réverbération interférométrique.Le projet d'interféromètre OHANA (Optical Hawaiian Array for Nanoradian Astronomy), qui constitue le deuxième volet de cette thèse, a pour objectif de démontrer qu'il est possible de produire un interféromètre très sensible et très résolvant au sommet du Mauna Kea en utilisant des fibres optiques monomodes, dans les bandes J, H et K, pour le transport cohérent des faisceaux, des télescopes existants corrigés par optique adaptative, vers un laboratoire de recombinaison. Le présent ouvrage couvre la Phase I de ce projet qui prépare les premières démonstrations interférométriques avec une étude pratique du couplage entre les fibres monomodes et les optiques adaptatives des télescopes CFHT, KECK et GEMINI. Ces tests d'injection me donnent l'occasion d'estimer la sensibilité finale de l'interféromètre et de poser des diagnostiques sur les trois optiques adaptatives en question. Je présente également les particularités du recombinateur OHANA qui, en plus de servir pour la démonstration interférométrique de phase II, est basé sur un concept nouveau: une recombinaison multiaxiale des deux sorties monomodes d'une première recombinaison coaxiale permet d'obtenir une sortie unique en codant spatialement la photométrie. Je présente enfin les développements en vue des liaisons interférométriques entre les deux télescopes du KECK puis entre GEMINI et CFHT: une ligne à retard en faisceaux gaussiens et des fibres monomodes de 2 x 300 m pour les bandes J, H et K.
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Dates et versions

tel-01084792 , version 1 (20-11-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01084792 , version 1

Citer

Julien Woillez. Les noyaux actifs de galaxies en interférométrie optique à très longue base - Projet ‘OHANA. Planète et Univers [physics]. Université Paris XI - Orsay, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01084792⟩
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