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La difficulté de la spectroscopie réside dans le fait qu’il faut pouvoir récupérer ces cubes de données de 3 dimensions avec des détecteurs de 2 dimensions ! Pour cela, il existe 2 façon de faire : disperser la lumière ou la balayer! En fait ces 2 techniques sont directement liées aux instruments. Les « disperseurs » (prismes ou grism pour g(rating and p)rism) vont étaler le spectre d’un pixel sur le détecteur, on les nomme SPECTROGRAPHES tandis que les SPECTROMETRES vont, pour un pixel donné, faire balayer, dans le temps, un dispositif interférométrique (Fabry-Perot ou Michelson) pour produire un spectre en un pixel. La figure suivante résume ces 2 concepts.
Un spectrographe étale donc la lumière sur le détecteur pendant une exposition, tandis qu’il que le spectromètre aura besoin de plusieurs expositions (plus courtes en durée) pour obtenir les différentes longueurs d‘onde (spectre). Je vous parlerai plus tard des avantages et inconvénients de ces 2 systèmes.
Un Fabry-Perot est un spectromètre. Il s’agit de deux lames de verre à faces parallèles que l’on peut bouger l’une par rapport à l’autre. La figure ci dessous vous présente la « bête » vue de dessus. Le « cercle jaune » représente les 2 lames de verre par lesquelles la lumière du télescope va entrer et créer des interférences à l’infini que nous verrons sous forme d’anneaux.
Pour un espacement entre les 2 lames de verre on obtient des anneaux à longueurs d’onde donnée. Si on change l’espacement (balayage), on parcourt alors le spectre lumineux de l’objet. Voici d’ailleurs un exemple d’anneaux d’interférence pris avec GHaFaS.
Ces anneaux d’interférences sont obtenus lors d’une calibration utilisant la raie du Néon à 659.9 nm isolée grâce à un filtre interférentiel à bande étroite. Les deux images correspondent à deux espacements des lames différents (deux canaux spectraux) et illustrent clairement le changement de longueur d’onde avec l’espacement des lames.
Une fois le cube obtenu, il est « facile » de reconstruire pour chaque pixel un spectre lumineux de l’objet étudié. Une coupe dans la direction z nous donne accès directement au spectre du pixel.
Reconstruction d’un spectre après le balayage
Maintenant que vous savez comment obtenir des spectres avec un Faby-Perot, je vous parlerai la prochaine fois du Fabry-Perot et des galaxies spirales.
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