Rapport quadriennal 2002 - Laboratoire d'Astrophysique de l ...

Rapport d’activité 1999-2001
LAOG
4796, d’âges pourtant similaires. On voit donc que l’âge n’est pas le seul paramètre gouvernant l’évolution
des disques. Très récemment des observations en spectroscopie moyen infrarouge nous ont permis de
contraindre la localisation des divers grains dans l’environnement de l’étoile et affiner ainsi les résultats
d’ISO (Augereau et al. prép).
Disque de β Pictoris
La distorsion observée dans le disque de β Pictoris (Mouillet et al. 1997b) avait été attribuée à la perturbation
gravitationnelle d’une planète située sur une orbite inclinée sur le disque de planétésimaux, sensés être les
corps parents des poussières. La comparaison avec les données (grandeurs caractéristiques de la distorsion,
distribution des grains) nous avait permis de montrer la validité de cette hypothèse planétaire et de
contraindre la masse et la position de la planète responsable de la distorsion. Nous avons depuis poursuivi
ces travaux en incluant dans nos modèles les effets de pression de radiation stellaire sur les grains et des
propriétés des grains (nature, porosité, diffusion). Ceci nous a permis de reproduire de façon très concluante
certaines des asymétries à grande échelle observées dans le disque (Augereau et al. 2001b), qui restaient
inexpliquées depuis plusieurs années. Ce modèle du disque de β Pictoris est actuellement le plus complet
disponible.
Disques de GG Tau
GG Tauri est un jeune système stellaire multiple composé de deux binaires en orbite l’une autour de l’autre
(à plus de 1000 UA). Un vaste disque circumbinaire a été détecté et observé depuis longtemps autour de la
première binaire. Le mouvement keplerien du disque a été clairement identifié, et des contraintes très fortes
sur les masses des étoiles individuelles ont pu être déduites. Le disque apparaît très cloisonné, avec des bords
raides. C’est en fait un anneau entre 180 et 260 UA. Si le bord interne peut s’expliquer par l’effet
perturbateur de la binaire interne, le bord externe est plus difficile à interpréter.
Nous avons adapté à la situation d’un système stellaire multiple le code dynamique symplectique que nous
utilisions pour la dynamique des FEBs de β Pictoris , et appliqué à la situation du disque circumbinaire de
GG Tau, en collaboration avec Anne Dutrey (LAOG). Les résultats (Beust & Dutrey, 2002) sont très
convaincants. On reproduit très bien le profil radial du disque, le bord externe apparaissant sculpté par
l’interaction avec la binaire externe, et le bord interne par la binaire interne. En fait le disque survit là où la
dynamique le permet. On contraint au passage l’orbite relative des deux binaires, montrant qu’elle doit
nécessairement être excentrique (excentricité environ 0.5), et moyennement inclinée par rapport à l’autre.
8.4.3 Instrumentation
Notre thématique astrophysique, focalisée sur des environnements ténus (disques, compagnons) d’objets
brillants nous a naturellement conduits à réfléchir aux techniques d’observations à haute résolution angulaire
(optique adaptative, interférométrie) et à fort contraste (coronographie). Nous avons en particulier mené
diverses études prospectives en AO et en interférométrie visant à évaluer l’apport des futurs instruments tels
que NAOS, AMBER, MIDI, ALMA, sur les disques planétaires (par ex.: Lagrange 1999; Augereau 2000).
Après avoir développé avec succès le premier coronographe couplé à l’AO entre 93 et 96, nous nous sommes
investis fortement dans le projet NAOS en tant que responsable scientifique (AML), responsable d’un module
de préparation des observations (DM) et membre du groupe scientifique (JLB). Nous avons ainsi participé à
tous les développements du projet, depuis sa conception jusqu’à ses tests sur le ciel.
Par ailleurs, les simulations NAOS ayant montré la très bonne qualité attendue des images jusque dans le
domaine optique, et NAOS n’étant équipé a priori que d’une caméra IR, nous avons proposé l’idée d’observer
aussi dans le visible avec NAOS. Ceci a nous conduits, au sein du groupe de définition de NAOS, à prévoir
dans NAOS un autre foyer accessible (voir plus loin). Nous (ie JLB, DM et AML) avons ensuite proposé un
instrument imageur coronographe fonctionnant dans le visible au foyer parallèle de NAOS. Pour des raisons
de coût et de ”main d'œuvre”, nous avons décidé de coupler cette facilité à un spectrographe proposé par
ailleurs par un consortium italien. L’ensemble du projet AVES est actuellement en cours d’évaluation par
l’ESO (Beuzit 2001).
Pour clore l’aspect optique adaptative, nous avons récemment réfléchi aux futures génération d’instrument
haute dynamique qui pourraient ultimement permettre l’imagerie des planètes extrasolaires. Nous avons ainsi
plaidé au dernier colloque ESO (Mouillet 2001) dédié à la seconde génération d’instruments VLT pour une
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