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Spectrographe SOPHIE

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Calendrier

Le nouveau spectrographe échelle SOPHIE au télescope de 1m93 de l'Observatoire de Haute-Provence est ouvert à la communauté à depuis fin Octobre 2006. Les observateurs intéressés peuvent soumettre à l'INSU des propositions d'observation pour le prochain semestre, dès l'ouverture de l'appel à propositions, qui a lieu en Avril et Octobre.

Après son intégration, l'installation du spectrographe dans le bâtiment du télescope a eu lieu mi-Juillet 2006 avec une première lumière le 31 Juillet 2006. Des périodes de tests techniques (suivies plus tard par des périodes de validation scientifique) ont eu lieu en Août et Septembre 2006. Les résultats des tests sur le ciel et de la validation scientifique sont disponibles.

L'instrument est maintenant ouvert à propositions chaque semestre. Une documentation complète sur l'instrument est disponible :

Caractéristiques

Le spectrographe SOPHIE est installé dans la salle coudé du 1m93 (qui a été re-aménagée) dans un caisson isotherme dont la température est controllée avec précision. L'ensemble des éléments disperseurs (réseau échelle, prisme séparateur d'ordres) sont en outre placés dans une enceinte à volume constant, fermé par la lame de Schmidt, afin de maintenir à l'intérieur une pression constante. Voir schéma.

Le détecteur est un CCD EEV 44-82 de 4102x2048 pixels de 15 µm, aminci, éclairé par l'arrière et avec un revêtement anti-reflet, maintenu à une température de –100°C dans un cryostat ayant une autonomie d'au moins 48 h. Le contrôleur est un Gen II fourni par l'Université de San Diego. Le temps de lecture d'une image peut varier entre moins de 30 sec en mode "rapide," avec un bruit de lecture < 8e- et moins de 3 min en mode "bas bruit," avec < 4e-.

Le domaine spectral de SOPHIE couvre l'intervalle 382-693 nm en 39 ordres avec deux résolutions spectrales différentes:

  • R = 75000 (mode dit "Haute résolution" ou HR)
  • R = 39000 (mode dit "Haute efficacité" ou HE)

Le rendement calculé du spectrographe se situe entre 4% et 8% pour les modes HR et HE, respectivement, ce qui conduit à estimer en mode HE un gain de 2.5 en magnitude limite par rapport à ELODIE. Un calcul de rapport signal-sur-bruit indique qu'un S/B = 100 est atteint en 1h pour V=10 en mode HR. Le mode HE permet d'aller presque une magnitude plus loin. La précision attendue des vitesses radiales est de ±2 m/s (mode HR avec Thorium simultané). Les résultats obtenus sur le ciel au premier trimestre 2006 ont permis de déterminer ces rendements expérimentalement (voir Performance assesment pour plus de détails).

La lumière est captée au foyer Cassegrain, dans la bonnette actuellement utilisée pour ELODIE, par des nouvelles paires de fibres optiques, ayant chacune une ouverture sur le ciel de 3". Les fibres du mode HR comportent des mélangeurs d'image pour une stabilité accrue du faisceau en sortie. Le passage d'un mode à l'autre s'accomplit par un mouvement du sous-ensemble des têtes de fibre dans la bonnette. Une des fibres capte la lumière de l'objet et l'autre peut capturer la lumière de la lampe de calibration au Thorium ou la lumière du ciel. Les lampes de calibration (Thorium et Tungstène), ainsi que la camera CCD pour le guidage automatique sont placées dans la bonnette.

Un diaporama illustre les differents elements de la bonnette (photos prises en Decembre 2003).

L'informatique associée à l'instrument comporte trois sous-systèmes/écrans distincts: (1) préparation de la séquence des observations, (2) exécution des observations et contrôle de l'instrument (bonnette, spectrographe et caméra CCD), et (3) réduction automatique des données (correction de bias, extraction des ordres, correction de flat-field, calibration en longueur d'onde, mesure de vitesse radiale, raccordement des ordres). Les données sont récupérables directement par l'observateur sur DVD. Un quatrième sous-système assure l'archivage perenne des données brutes et réduites.

Dernière mise à jour : 14 Mar 2013