GIRAFFE : le spectrographe multi-fibres du VLT révélant la naissance des galaxies

GIRAFFE est un spectrographe multifibres pour toute la gamme visible de 370 nm à 950 nm. Il est installé sur l’un des quatre télescopes VLT (Very Large Telescope) de l’ESO (European Southern Observatory) au Chili depuis 2002. Cet instrument permet d’étudier finement les spectres d’une grande variété d’objets célestes, allant des étoiles de la Voie Lactée aux galaxies les plus lointaines.

Le principe de l’instrument consiste à positionner sur le ciel, dans un champ de vue de 25 minutes d’arc de diamètre (à peu près la taille de la lune), une série de fibres optiques dont chacune est destinée à collecter la lumière d’une portion du ciel. La lumière est alors transportée par ces fibres vers le ou les spectrographes où elle est diffractée pour obtenir un spectre.

Les raies présentes dans le spectre d’un objet galactique sont une mine d’informations ! Leurs caractéristiques nous renseignent sur les propriétés physiques de l’objet observé, comme sa vitesse, sa température ou son degré d’ionisation. L’étude des spectres des objets célestes permet de cartographier les galaxies et d’étudier leurs mouvements et leurs évolutions. Autant d’informations qui pourraient permettre d’en savoir plus sur la naissance des galaxies. Comment les premières galaxies sont apparues ? Et pourquoi ?

SEDI-ATI a réalisé et fourni de multiples configurations fibrées assurant la liaison entre le foyer du télescope et le spectrographe multi-objets FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph) installé sur l’UT2 du VLT. FLAMES est composé des deux spectrographes GIRAFFE et UVES. Les liaisons fibres optiques fournies par SEDI-ATI permettent à UVES d’observer simultanément 8 objets au maximum avec une très haute résolution spectrale (R ~ 47000), et à GIRAFFE d’observer 15 galaxies à la fois ou un peu plus de 130 objets de faibles dimensions mais avec une résolution un peu moins élevée (typiquement entre R ~ 5000 et R ~ 30000).

SEDI-ATI a travaillé sur les systèmes fibrés MEDUSE, IFU et ARGUS qui alimentent le spectrographe GIRAFFE.

• MEDUSE : 132 fibres de 200 µm de cœur équipées de boutons magnétiques afin d’être positionnées sur la plaque focale et permettre à chacune d’entre elles de fournir le spectre d’une étoile. Ainsi, 132 objets célestes peuvent être observés à la fois,
• IFU : Les IFU sont au nombre de 15. Ce sont des systèmes déployables comportant chacun 20 fibres optiques de 140 µm, positionnées sur une matrice carrée. Chaque IFU est semblable à l’œil d’un insecte avec sa trame de microlentilles, permettant d’intercepter une portion du ciel,
• ARGUS : analogue à IFU à la différence qu’il se compose d’un seul IFU de 308 fibres de 140 µm concentrées au centre du champ sur une matrice rectangulaire de 22 x 14 microlentilles.

GIRAFFE en cours de montage sur le site du VLT au Chili. En jaune, la partie visible du positionneur qui permet de placer les fibres dans le plan focal du télescope. Crédit : ESO.