The Observatoire de Paris just sent to ESO at Garching the GIRAFFE spectrograph. GIRAFFE is a multi-fiber spectrograph working at intermediate resolution from R=5000 to R=25000. GIRAFFE will be settled at the focus of the second VLT unit, KUEYEN, to be operated from Spring 2002. The combination of GIRAFFE and of the OzPoz fiber positioner is called FLAMES. It will be unique for studying detailed properties (ages, abundances, rotation etc...) of individual stars well beyond the solar environment, including stars located in the bulge and halo of the Milky Way and as far as those resolved in the Local Group galaxies. With GIRAFFE, we will know precisely the way dwarf galaxies have formed their heavy elements. GIRAFFE will provide at the same time 132 stellar spectra in its MEDUSA mode. It will also be the best instrument to resolve the velocity fields and the rotation curves of galaxies having emitted their lights 8 to 9 Gyr ago. In its multi-integral field mode, GIRAFFE will allow the observation of 15 such galaxies at the same time, each of them being spatially resolved by 20 optical fibers. This will provide new insights on our understanding on how galaxies were assembling together in the early Universe. For each mode, several additional fibers are devoted to sky subtraction and to simultaneous calibration. Observatoire de Paris has originated the concept of a multi-mode and multi-object spectrograph using optical fibers and is the major contributor of the GIRAFFE development. Besides the full development and supply of the whole set of fibers (equivalent to about 1500 monofibers), of the instrument simulator and of the data reduction software of the 3D modes, the Observatoire de Paris team (1) has provided the whole concept and manufacturing of the electro-mechanics of the spectrograph. Here is a view of this instrument assembled at ESO (2) :GIRAFFE has a quite simple optical design where all the components are aligned. The mechanical architecture is then composed of only 5 sub-assemblies :1- The structure and its enclosure are designed to offer a high thermo-mechanical stability and to resist to earthquake accelerations.2- The Spectrograph Entrance Assembly groups in a relative small volume five of the main functions of spectrograph : the fibre slit selection, the refocusing, the filter selection (the spectrograph has thirty filters), the back-illumination of the fibres during the positionning and the possibility to uniformly light the spectrograph entrance for daytime calibration. 3- The grating unit is mainly a turret allowing simultaneously the choice of the grating (HR or LR) and the selection of orders. Its design is quite simple -a couple of ball bearings supports directly on its axis a torque motor, a tachometer and an encoder- but all the components of the system are of very high quality and accuracy. The first tests give a repeatability in positioning lower than one arcsec.4 & 5- The collimator and the camera assemblies are (shutter excluded) passive supports of the main optics. These optics are manufactured by SODERN at Limeil-Brevannes. The supports and adjusting systems are provided by Observatoire de Paris.In addition to these five assemblies a sixth one, the calibration box, allows the capability to illuminate via an integrating sphere 5 fibres of each slit. This system, materially positionned outside the spectrograph, offers the originality of a simultaneous wavelength calibration of exposures. The first assembly of this box is in progress.GIRAFFE development has been put on a "fast-track" since the signature of the contract in January 1999. The Observatoire de Paris contribution corresponds to more than 35 man-years. In the following weeks the integration will continue in Munich by the installation of the final control electronics, the control software and a set of dummy fibres for the tests. (1) Giraffe Team at OP : F. Hammer (PI), J-P. Aoustin, S. Baratchart, P. Barroso, V. Cayatte, F. Cornu, J.Crétenet, S. Croce, J-P. Danton, F. Gex, I. Guinouard, P. Habault, J. Hammès, L. Jocou, D. Horville, J-M. Huet, S. Lebourg, P. Kerlirzin, C. Lesqueren, R. Marichal, M. Marteaud, T. Melse, F. Rigaud, F. Sayède, P. Surcouf, P. Vola. (2) In charge at ESO : L. Pasquini (Science Resp.), H. Dekker (Project Manager). Contact : François Hammer (DAEC-GEPI, Observatoire de Paris-Meudon) Pascal Vola (DAEC-GEPI, Observatoire de Paris-Meudon) 

Dernière modification le 4 mars 2013

L’Observatoire de Paris vient d’expédier au siège de l’ESO à Garching le spectrographe GIRAFFE. GIRAFFE est un spectrographe multi-fibres fonctionnant à résolutions intermédiaires, de R=5000 à R=25000. Il sera installé au foyer du second VLT, KUEYEN, et rentrera en service au cours du printemps 2002. La combinaison de GIRAFFE et du positioneur de fibres OzPoz est appelée FLAMES. Cet instrument sera unique pour l’étude détaillée des propriétés (ages, abondances, rotation etc...) des étoiles situées bien au-delà de l’environnement solaire, incluant les étoiles situées dans le bulbe et le halo de la Voie Lactée, jusqu’aux étoiles des galaxies du Groupe Local. Avec GIRAFFE nous connaîtrons precisément la façon dont les galaxies naines ont formé leurs éléments lourds. GIRAFFE fournira simultanément les spectres de 132 étoiles dans son mode MEDUSE. Il sera également l’instrument le plus adapté à la résolution des champs de vitesse et des courbes de rotation de galaxies ayant émis leur lumière il y a 8 ou 9 milliards d’années. Dans son mode multi-intégrales de champ, GIRAFFE permettra l’observation de 15 de ces galaxies en même temps, chacune d’entre elles étant résolue spatialement par 20 fibres optiques. Il apportera ainsi un éclairage nouveau sur la formation des galaxies dans l’univers jeune. Pour chaque mode, plusieurs fibres optiques sont dédiées à la soustration du ciel et à la calibration spectrale simultanée. L’Observatoire de Paris est à l’origine du concept de spectrographe multi-objets et multi-modes utilisant des fibres optiques. Il est aussi l’un des acteurs principaux du dévelopement du projet. Outre la définition et la fourniture du jeu complet de fibres optiques (environ 1500 fibres unitaires), du simulateur d’instrument et du logiciel de traitement des données des modes 3D, l’équipe (1) de l’Observatoire de Paris a étudié et réalisé l’ensemble électromécanique du spectrographe. Ci-après une vue de l’instrument tel qu’il est monté à l’ESO (2) : GIRAFFE a un design optique très simple dans lequel tous les composants sont alignés. L’architecture mécanique peut ainsi être divisée en 5 sous-ensembles principaux : 1- La structure et son capotage sont conçus pour conférer à l’ensemble une grande stabilité thermo-mécanique et pour résister aux accélerations des tremblements de terre.2- L’environnement de fente regroupe dans un volume relativement restreint 5 des fonctions principales du spectrographe : la sélection de la fente d’entrée, la mise au point, la sélection du filtre choisi (le spectrographe en comporte trente), le rétro-éclairage des fibres en cours de positionnement sur OzPoz et la possibilité d’éclairer uniformément la fente d’entrée du spectrographe pour la calibration de jour. 3- L’unité Réseaux consiste essentiellement en une tourelle qui permet en même temps le choix du réseau (HR ou LR) et la sélection des ordres. Son design est très simple, une paire de roulements à billes supporte directement sur son axe un moteur couple, un tachimètre et un codeur, mais tous les composants de ce système sont de grandes qualité et précision. Les premiers tests donnent une répétabilité du positionnement inférieure à la seconde d’arc. 4 & 5- Le collimateur et la caméra sont, si on exclut l’obturateur, des supports passifs des grosses pièces optiques. Ces dernières sont fabriquées par la SODERN à Limeil-Brevannes. Les supports et systèmes de réglages ont été fournis par l’Observatoire de Paris. En plus des 5 sous-ensembles précédents un sixième, le boitier de calibration, permet l’illumination grace à une sphère intégrante de 5 fibres de chaque fente. Ce système, physiquement situé en dehors du spectrographe, apporte l’originalité d’une calibration spectrale simultanée des observations. Cet ensemble est en cours de montage.Le développement de GIRAFFE a été placé sur une ligne "fast-track" depuis la signature du contrat en janvier 1999. La contribution de l’Observatoire de Paris à ce projet correspond à plus de 35 homme-ans. Dans les semaines qui viennent, l’intégration va se poursuivre à Munich par l’adjonction de l’électronique de commande définitive, du logiciel de commande et d’un jeu de fibres optiques de tests. (1) Equipe GIRAFFE à l’Observatoire de Paris : F. Hammer (PI), J-P. Aoustin, S. Baratchart, P. Barroso, V. Cayatte, F. Cornu, J. Crétenet, S. Croce, J-P. Danton, F. Gex, I. Guinouard, P. Habault, J. Hammès, L. Jocou, D. Horville, J-M. Huet, S. Lebourg, P. Kerlirzin, C. Lesqueren, R. Marichal, M. Marteaud, T. Melse, F. Rigaud, F. Sayède, P. Surcouf, P. Vola. (2) Responsables à l’ESO : L. Pasquini (Resp. Scientifique), H. Dekker (Chef de Projet). Contact : François Hammer (DAEC-GEPI, Observatoire de Paris-Meudon) Pascal Vola (DAEC-GEPI, Observatoire de Paris-Meudon) 

Dernière modification le 22 février 2013