Naviguer dans le cosmos avec CHARA Array —

Situé à l’observatoire du mont Wilson dans le sud de la Californie et exploité par l’État de Géorgie, le nouveau télescope sera connecté à l’aide de fibres optiques pour transporter la lumière des étoiles, une technique qui servira de guide pour l’expansion future du réseau. La mise à jour intervient après qu’un groupe de scientifiques internationaux se soit réuni à Atlanta pour participer à la réunion scientifique CHARA 2023 afin de partager les derniers développements en matière d’imagerie astronomique à haute résolution à l’aide du CHARA Array.

“L’ajout d’un septième télescope mobile au réseau représente un grand pas en avant dans l’astronomie stellaire”, a déclaré Doug Gies, professeur de physique et d’astronomie de Regents et directeur du centre. “La collaboration est vraiment fondamentale pour une entreprise comme le CHARA Array. Avec des scientifiques du monde entier utilisant nos télescopes, ce rassemblement annuel est un forum important pour partager nos dernières découvertes.”

Le CHARA Array combine la lumière de six télescopes optiques répartis sur le sommet de la montagne pour imager des étoiles avec une résolution spatiale équivalente à un seul télescope de 331 mètres (plus de 1000 pieds) de diamètre. L’observatoire visible et infrarouge offre aux astronomes la possibilité de capturer des images de l’espace avec une meilleure résolution que tout autre télescope au monde.

Plus de 40 membres du Consortium CHARA, qui représente 10 institutions à travers le monde, ont participé à l’examen annuel des dernières avancées scientifiques et techniques.

Les scientifiques se sont réunis à la Georgia State University en mars 2023 pour la réunion scientifique et l’atelier d’imagerie CHARA.

CHARA propose une nouvelle suite d’instruments construits par des institutions partenaires de l’Université du Michigan, de l’Université d’Exeter et de l’Observatoire de la Côte d’Azur en France. Cette nouvelle génération d’instruments offre des capacités sans précédent pour imager les surfaces des étoiles et leurs environnements circumstellaires à une variété de longueurs d’onde différentes, du proche infrarouge à la partie visible du spectre. La Georgia State University construit également un nouvel instrument qui augmentera la sensibilité du CHARA Array pour mesurer la lumière 30 fois plus faible que possible actuellement. Cette amélioration aidera les astronomes à sonder les nuages ​​de gaz tourbillonnant autour des trous noirs supermassifs dans des galaxies actives très éloignées.

Grâce au financement de la National Science Foundation (NSF), CHARA a élargi sa base d’utilisateurs au cours des six dernières années en offrant du temps d’accès ouvert à la communauté mondiale d’astronomes par le biais d’un processus de proposition concurrentiel proposé par le National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory. En plus de plus de 60 observateurs actifs à la Georgia State University et dans les institutions partenaires, le programme en libre accès a reçu des candidatures de plus de 350 astronomes en visite à travers le monde.

« L’élargissement de la communauté d’utilisateurs offre de nouvelles opportunités pour des projets scientifiques innovants qui élargissent l’impact et la productivité du CHARA Array », déclare Gail Schaefer, directrice du CHARA Array.

Lors de la récente réunion, les membres ont présenté quelques faits saillants et découvertes scientifiques du réseau CHARA.

• Katherine Shepard, étudiante diplômée de l’État de Géorgie, a présenté des résultats sur un échantillon de systèmes stellaires binaires massifs évolués entourés de disques sortants. Les disques de ces systèmes fascinants se forment au fur et à mesure qu’une étoile du système grandit à mesure qu’elle évolue et que la matière de cette étoile est transférée au compagnon. Une partie de la masse s’échappe dans un disque qui entoure le système. Katherine utilise le tableau CHARA pour résoudre la structure de ces disques et rechercher des interactions entre le disque et le système binaire interne.
• Noura Ibrahim, une étudiante diplômée de l’Université du Michigan, a imaginé la structure en forme d’anneau d’un disque circumstellaire autour de la jeune étoile V1295 Aquila. Deux images prises à un mois d’intervalle montrent une tache lumineuse dans l’anneau qui tourne entre les deux époques. Cette variation pourrait être causée par un compagnon stellaire, une exoplanète en formation ou des asymétries dans la distribution de densité.
• L’astronome invité Willie Torres du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a cartographié les orbites dans le système d’étoiles multiples de Castor. Le système se compose de Castor A et B qui tournent l’un autour de l’autre tous les 450 ans, et chaque composant à son tour est un système binaire à courte période avec des périodes de quelques jours. Ils sont rejoints par un composant plus éloigné Castor C, qui est également un binaire. Torres a utilisé le CHARA Array pour résoudre les compagnons proches et faibles des Castor A et B pour la première fois. Il a combiné ces observations avec des observations historiques couvrant les trois derniers siècles pour cartographier les orbites des étoiles du système Castor et mesurer leurs masses stellaires avec une précision meilleure que 1 %. Les observations de CHARA ont également été utilisées pour mesurer les rayons des deux étoiles les plus brillantes afin de déduire un âge du système de 290 millions d’années.
• Rachael Roettenbacher, associée postdoctorale de l’Université du Michigan, a présenté des travaux récents sur la cartographie des taches stellaires sur un cycle de rotation pour l’étoile semblable au soleil Epsilon Eridani, qui est en orbite autour d’une exoplanète. Les images des étoiles, en combinaison avec les données d’autres télescopes, ont été utilisées pour développer une technique permettant de distinguer les petits changements dans le spectre stellaire causés par les étoiles et ceux causés par la planète en orbite. Ces techniques permettront d’améliorer la détection des planètes autour d’autres étoiles.

La réunion annuelle a été suivie d’un atelier sur l’imagerie et la modélisation des observations interférométriques. Les participants ont eu un aperçu des progiciels de modélisation et d’imagerie disponibles pour analyser les données des interféromètres stellaires (réseaux de télescopes qui combinent la lumière ensemble), et l’atelier comprenait des sessions pratiques interactives où les participants ont utilisé les outils logiciels pour analyser les données. Les participants ont également apporté leurs propres données pour examen afin de tirer le meilleur parti des observations faites avec le CHARA Array.