LESIA - Observatoire de Paris

Soutenance de thèse d’Elsa Huby le mardi 3 décembre 2013

lundi 25 novembre 2013

La soutenance aura lieu le mardi 3 décembre 2013 à 11h15 dans la salle de conférence du Château à Meudon

Titre de la thèse

Caractérisation de systèmes binaires par imagerie haute dynamique non redondante fibrée

Directeurs de thèse

Guy Perrin & Sylvestre Lacour

Résumé

Le sujet de cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’imagerie à haute résolution angulaire et à haute dynamique et porte en particulier sur le développement de l’instrument FIRST, Fibered Imager foR a Single Telescope. Celui-ci repose sur la technique novatrice du réarrangement de pupille, combinant masquage de pupille et filtrage spatial du front d’onde par fibres optiques monomodes. L’objectif de ma thèse était de porter cet instrument sur le ciel, d’améliorer ses performances et de développer un programme de traitement et d’analyse des données. Après l’obtention de la première lumière de FIRST en juillet 2010 sur le télescope de 3m de l’observatoire Lick, je me suis dans un premier temps attachée à améliorer certains aspects du montage optique et mécanique. Nous avons ensuite mené une campagne d’observations centrée sur les systèmes binaires, cibles idéales pour évaluer dynamique et pouvoir de résolution de l’instrument. Dans ce but, j’ai développé un programme de réduction des images d’interférences permettant d’estimer les observables interférométriques et de les ajuster par un modèle binaire. J’ai ainsi pu montrer la viabilité du projet FIRST sur le ciel et obtenir de premiers résultats originaux, notamment sur la binaire Capella, démontrant la capacité de cette technique à restaurer la limite de diffraction aux longueurs d’onde visibles. Bien que la sensibilité de l’instrument soit encore limitée à ce jour, ces résultats sont prometteurs quant à son exploitation à venir sur le télescope Subaru et aux développements futurs de cette technique, notamment dans le contexte de la détection et caractérisation de systèmes exoplanétaires. 


Title

Binary system characterization with a fibered non-redundant interferometer for high dynamic range imaging

Advisors

Guy Perrin & Sylvestre Lacour

Abstract

My work has been carried out in the context of imaging at high angular resolution and high dynamic range, and in particular on the development of the instrument called FIRST, Fibered Imager foR a Single Telescope. Its principle relies on the novel technique of pupil remapping, combining aperture masking and spatial filtering of the wavefront thanks to single-mode fibers. The purpose of my thesis was to mount FIRST on a telescope, improve its performances and develop a pipeline for data reduction and analysis. First light of the instrument was obtained in July 2010 on the 3m Shane telescope at Lick Observatory. Afterwards, I have been working on different aspects of the optical and mechanical design, in order to improve its performances during observations. We have then conducted an observation campaign consisting of binary systems, which are ideal objects to assess the resolving power and the dynamic range of the instrument. For that purpose, I have developed a data reduction pipeline, allowing the estimation of interferometric observables from the fringe images and performing a fit of a binary model. I have obtained first results on the binary system Capella, which validate the concept of pupil remapping on-sky and demonstrate that this technique allows the recovery of the capabilities of a telescope at the diffraction limit and at visible wavelengths. Although the sensitivity of FIRST is still limited, these results are highly promising regarding observations to come at the Subaru telescope and more generally regarding future developments based on this technique, in particular in the context of exoplanet detection and characterization.