Tests Optiques de l’Imageur de MIRI au CEA

A quelque chose malheur est bon! Le fait que le lancement du JWST soit reporté au mois de mars 2021 permet aux équipes en charge des instruments d’en parfaire la caractérisation. Ainsi, l’équipe française qui a conçu, réalisé et testé (d’abord au Rutherford Appleton Laboratory en Angleterre, puis au centre Goddard de la NASA à Greenbelt dans le Maryland, GSFC) l’imageur de l’instrument MIRI (MIRIM), a procédé d’avril 2018 à juin 2018, puis du 4 au 14 octobre 2018, à une série de tests permettant d’en évaluer les qualités optiques. Ces tests se sont déroulés dans les installations du département d’Astrophysique du CEA/Irfu, à Saclay.

Montage optique reproduisant la pupille du JWST, dans les locaux du département d’Astrophysique du CEA/Irfu, à Saclay


 
Pour ce faire, un montage optique produisant la pupille du JWST, et le module de rechange de l’imageur sont utilisés. Quelques filtres identiques à ceux qui sont installés dans le module de vol, ainsi qu’une copie du double prisme (DPA, pour Double Prism Assembly) permettant l’obtention de spectres de basse résolution spectrale, ont été placés dans la roue. Enfin, un monochromateur produit des images à des longueurs d’onde discrètes, entre 3 et 20 microns. L’objectif immédiat de ces tests est d’évaluer les performances optiques de l’imageur, en particulier la qualité des images à différentes longueur d’onde entre 3 et 15 microns, à l’aide du double prisme ou en imagerie directe.

 
 

« Bien sûr, il faut nous attendre à ce que les mesures effectuées en orbite soient affectées d’effets que nous ne pouvons pas simuler depuis la Terre (et que nous ne connaissons pas !). Néanmoins, les tests que nous réalisons au CEA sont cruciaux pour nous permettre d’évaluer les propriétés optiques intrinsèques à l’imageur lui-même en particulier la qualité des images entre 5 et 15 microns, ainsi que la résolution et la dispersion spectrale du double prisme. » (Patrice Bouchet, Chef de Projet du Centre d’Expertise MIRI)

Images à des longueurs d’onde discrètes entre 5 et 12 microns, vues à travers le DPA.

Un second objectif est de parfaire les méthodes d’analyse des observations de transit de planètes extrasolaires : de tels transits sont réalisés à l’aide d’un montage optique qui simule le passage d’un objet dans le faisceau lumineux provenant d’une source brillante. Un filtre de calibration logé dans le dispositif occultant simule l’atmosphère de l’exoplanète.
Les données obtenues sont ensuite analysées avec des outils de haut niveau développés au CEA.

« Les observations d’exoplanètes que nous réaliserons avec le JWST seront extrêmement délicates, et nous devrons utiliser des méthodes très sophistiquées qui font appel à l’état de l’art dans le domaine pour mettre en évidence le passage d’une exoplanète devant son étoile. Les tests réalisés au CEA nous préparent de la meilleure manière possible à l’analyse des données que nous sommes en droit d’attendre du JWST lorsqu’il sera en orbite, et ainsi d’améliorer les outils que nous développons au CEA ! » (Pierre-Olivier Lagage, Responsable Français de l’instrument MIRI)

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