First Light for GRAVITY: A New Era for Optical Interferometry
Première lumière de GRAVITY : une nouvelle ère pour l'interférométrie optique
Roberto Abuter
(1)
,
Matteo Accardo
(1)
,
Amorim Antonio
(2)
,
Anugu Narsireddy
(3)
,
Gerardo Avila
(1)
,
Myriam Benisty
(4)
,
Jean-Philippe Berger
(4)
,
Nicolas Blind
(5)
,
Henri Bonnet
(1)
,
Pierre Bourget
(1)
,
Wolfgang Brandner
(6)
,
Roland Brast
(1)
,
Alexander Buron
(7)
,
Frederic Cassaing
(8)
,
Frédéric Chapron
(9)
,
Elodie Choquet
(9)
,
Yann Clénet
(9)
,
Claude Collin
(9)
,
Vincent Coudé Du Forestol
(9)
,
Willem-Jan de Wit
(1)
,
Tim de Zeeuw
(1, 10)
,
Deen Casey
(7)
,
Françoise Delplancke-Ströbele
(1)
,
Roderick Dembet
(1)
,
Frédéric Derie
(1)
,
Jason Dexter
(7)
,
Gilles Duvert
(4)
,
Monica Ebert
(6)
,
Andreas Eckart
(11, 12)
,
Frank Eisenhauer
(7)
,
Esselborn Michael
(1)
,
Pierre Fédou
(9)
,
Gert Finger
(1)
,
Paulo Garcia
(3)
,
Cesar Enrique Garcia Dabo
(1)
,
Rebeca Garcia Lopez
(6)
,
Feng Gao
(7)
,
Eric Gendron
(9)
,
Reinhard Genzel
(7, 13)
,
Stefan Gillessen
(7)
,
Frédéric Conté
(1)
,
Paulo Gordo
(2)
,
Marion Grould
(9)
,
Ulrich Groözinger
(6)
,
Sylvain Guieu
(4, 1)
,
Pierre Haguenauer
(1)
,
Olivier Hans
(7)
,
Xavier Haubois
(1)
,
Marcus Haug
(7, 1)
,
Frank Haussmann
(7)
,
Thomas Henning
(6)
,
Stefan Hippler
(6)
,
Matthew Horrobin
(11)
,
Armin Huber
(6)
,
Zoltan Hubert
(9)
,
Norbert Hubin
(1)
,
Christian A. Hummel
(1)
,
Gerd Jakob
(1)
,
Lieselotte Jochum
(1)
,
Laurent Jocou
(4)
,
Martina Karl
(7)
,
Andreas Kaufer
(1)
,
Stefan Kellner
(7, 12)
,
Sarah Kendrew
(6, 14)
,
Lothar Kern
(1)
,
Pierre Kervella
(9, 15)
,
Mario Kiekebusch
(1)
,
Ralf Klein
(6)
,
Johan Kolb
(1)
,
Martin Kulas
(6)
,
Sylvestre Lacour
(9)
,
Vincent Lapeyrère
(9)
,
Bernard Lazareff
(4)
,
Jean-Baptiste Le Bouquin
(4)
,
Pierre Léna
(9)
,
Rainer Lenzen
(6)
,
Samuel Levêque
(1)
,
Magdalena Lippa
(7)
,
Yves Magnard
(4)
,
Leander Mehrgan
(1)
,
Marcus Mellein
(6)
,
Antoine Merand
(1)
,
Javier Moreno-Ventas
(6)
,
Thibaut Moulin
(4)
,
Eric Müller
(6, 1)
,
Friedrich Müller
(6)
,
Udo Neumann
(6)
,
Sylvain Oberti
(1)
,
Thomas Ott
(7)
,
Laurent Pallanca
(1)
,
Johana Panduro
(6)
,
Luca Pasquini
(1)
,
Thibaut Paumard
(9)
,
Isabelle Percheron
(1)
,
Karine Perraut
(4)
,
Guy Perrin
(9)
,
Pierre-Olivier Petrucci
(4)
,
Andreas Pflüger
(7)
,
Olivier Pfuhl
(7)
,
Thanh Phan Duc
(1)
,
Philipp M. Plewa
(7)
,
Dan Popovic
(1)
,
Sebastian Rabien
(7)
,
Andres Ramirez
(1)
,
Jose Ramos
(6)
,
Christian Rau
(7)
,
Miguel Riquelme
(1)
,
Gustavo Rodriguez-Coira
(9)
,
Ralf-Rainer Rohloff
(6)
,
Alejandra Rosales
(7)
,
Gérard Rousset
(9)
,
Joel Sanchez-Bermudez
(6)
,
Sylvia Scheithauer
(6)
,
Marcus Schöller
(1)
,
Nicolas Schuhler
(16)
,
Jason Spyromilio
(1)
,
Odele Straub
(9)
,
Christian Straubmeier
(11)
,
Eckhard Sturm
(7)
,
Marco Suarez
(1)
,
Konrad R.W. Tristram
(1)
,
Noel Ventura
(4)
,
Frédéric Vincent
(9)
,
Idel Waisberg
(7)
,
Imke Wank
(11)
,
Felix Widmann
(7)
,
Ekkehard Wieprecht
(7)
,
Michael Wiest
(11)
,
Erich Wiezorrek
(7)
,
Markus Wittkowski
(1)
,
Julien Woillez
(1)
,
Burkhard Wolff
(1)
,
Senol Yazici
(7, 11)
,
Denis Ziegler
(9)
,
Gérard Zins
(1)
1
ESO -
European Southern Observatory
2 CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação [Instituto Superior Técnico, Lisboa] = Center for Astrophysics and Gravitation [Lisbon]
3 Universidade do Porto = University of Porto
4 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
5 ObsGE - Observatoire Astronomique de l'Université de Genève
6 MPIA - Max-Planck-Institut für Astronomie
7 MPE - Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
8 ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon]
9 LESIA - Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique
10 Leiden Observatory [Leiden]
11 Physikalisches Institut [Köln]
12 Max Planck Institute for Radio Astronomy
13 Department of Physics [Berkeley]
14 ESA - Agence Spatiale Européenne = European Space Agency
15 USACH - Universidad de Santiago de Chile [Santiago]
16 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
2 CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação [Instituto Superior Técnico, Lisboa] = Center for Astrophysics and Gravitation [Lisbon]
3 Universidade do Porto = University of Porto
4 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
5 ObsGE - Observatoire Astronomique de l'Université de Genève
6 MPIA - Max-Planck-Institut für Astronomie
7 MPE - Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
8 ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon]
9 LESIA - Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique
10 Leiden Observatory [Leiden]
11 Physikalisches Institut [Köln]
12 Max Planck Institute for Radio Astronomy
13 Department of Physics [Berkeley]
14 ESA - Agence Spatiale Européenne = European Space Agency
15 USACH - Universidad de Santiago de Chile [Santiago]
16 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
Myriam Benisty
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755605
- ORCID : 0000-0002-7695-7605
- IdRef : 130594024
Jean-Philippe Berger
- Fonction : Auteur
- PersonId : 735751
- IdHAL : jean-philippe-berger
- ORCID : 0000-0001-5025-0428
- IdRef : 159837936
Elodie Choquet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 172857
- IdHAL : echoquet
- ORCID : 0000-0002-9173-0740
- IdRef : 169016218
Yann Clénet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 739714
- IdHAL : yann-clenet
- ORCID : 0000-0002-8382-2020
Tim de Zeeuw
- Fonction : Auteur
- PersonId : 779842
- ORCID : 0000-0003-4175-3474
Andreas Eckart
- Fonction : Auteur
- PersonId : 759889
- ORCID : 0000-0001-6049-3132
Feng Gao
- Fonction : Auteur
- PersonId : 7772
- IdHAL : fgao
- ORCID : 0000-0002-4989-3992
- IdRef : 184742323
Reinhard Genzel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755077
- ORCID : 0000-0002-2767-9653
- IdRef : 085842486
Thomas Henning
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755782
- ORCID : 0000-0002-1493-300X
Laurent Jocou
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1337469
- ORCID : 0000-0001-9376-1818
Sarah Kendrew
- Fonction : Auteur
- PersonId : 885202
Pierre Kervella
- Fonction : Auteur
- PersonId : 830449
- IdHAL : pierre-kervella
- ORCID : 0000-0003-0626-1749
- IdRef : 089060644
Sylvestre Lacour
- Fonction : Auteur
- PersonId : 739267
- IdHAL : sylvestre-lacour
- ORCID : 0000-0002-6948-0263
- IdRef : 129379085
Thibaut Paumard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 740129
- IdHAL : thibaut-paumard
- ORCID : 0000-0003-0655-0452
- IdRef : 090171454
Pierre-Olivier Petrucci
- Fonction : Auteur
- PersonId : 739658
- IdHAL : pierre-olivier-petrucci
- ORCID : 0000-0001-6061-3480
- IdRef : 138456216
Gustavo Rodriguez-Coira
- Fonction : Auteur
- PersonId : 177638
- IdHAL : gustavo-rodriguez-coira
- ORCID : 0000-0002-4177-6433
Frédéric Vincent
- Fonction : Auteur
- PersonId : 765098
- IdRef : 16119625X
Julien Woillez
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755123
- ORCID : 0000-0002-2958-4738
Résumé
With the arrival of the second generation instrument GRAVITY, the Very Large Telescope Interferometer (VLTI) has entered a new era of optical interferometry. This instrument pushes the limits of accuracy and sensitivity by orders of magnitude. GRAVITY has achieved phase-referenced imaging at approximately milliarcsecond (mas) resolution and down to ~ 100-microarcsecond astrometry on objects that are several hundred times fainter than previously observable. The cutting-edge design presented in Eisenhauer et al. (2011) has become reality. This article sketches out the basic principles of the instrument design and illustrates its performance with key science results obtained during commissioning: phase-tracking on stars with K ~ 10 mag, phase-referenced interferometry of objects fainter than K ≳ 17 mag, minute-long coherent integrations, a visibility accuracy of better than 0.25 %, and spectro-differential phase and closure phase accuracy better than 0.5 degrees, corresponding to a differential astrometric precision of a few microarcseconds (μas).
Avec l'arrivée de l'instrument de deuxième génération GRAVITY, qui repousse les limites de précision et de sensibilité en interférométrie optique de plusieurs ordres de magnitude, le très grand interféromètre de l'Observatoire Européen Austral (ESO/VLTI) est entré dans une nouvelle ère. GRAVITY a réalisé des images en référence de phase avec une résolution de l'ordre de la milli-seconde d'arc et des mesures astrométriques avec une précision atteignant 100 micro-secondes sur des objets plusieurs centaines de fois moins brillants qu'observable précédemment. Le concept de pointe, présenté dans [Eisenhauer, F. et al., The Messenger, 143, 16 (2011)] est devenu réalité. Cet article esquisse les principes de base de l'instrument et illustre ses performances avec les résultats scientifiques clé obtenus pendant les tests de mise en service : asservissement en phase sur des étoiles de magnitude K=10, imagerie en référence de phase sur des objets de magnitude supérieure à K=17, intégrations cohérentes de l'ordre de la minute, précision de mesure de visibilité inférieure à 0,25%, et précision de mesure sur les phases de clôture ou spectro-différentielles meilleure que 0,5 degrés, ce qui correspond à une précision astrométrique différentielle de quelques micro-arcsecondes.
