Torre solare di Meudon

La torre solare di Meudon è un telescopio specializzato costituito da una torre di cemento alta 36,47 metri sul sito di Meudon dell'osservatorio di Parigi . È dotato di uno spettrografo per esaminare il sole .

La torre solare di Meudon è stata costruita tra il 1964 e il 1967 dall'architetto BCPN (capo architetto degli edifici civili e dei palazzi nazionali) André Remondet (1908-1998).

Presentazione generale

La prima immagine è stata ottenuta su 29 aprile 1969. In cima alla torre, un grande celostato, il cui specchio primario misura 80  cm , riflette la luce verso lo specchio del telescopio. Questo misura 69  cm di diametro, ma è il diaframma della lama di ingresso che misura solo 60  cm . La lunghezza focale del telescopio è di 45  m , il che dà al Sole un diametro di 42  cm al centro del fuoco. Lo spettrografo con lunghezza focale di 14  m è uno dei più grandi al mondo. Fornisce una risoluzione spettrale da 300.000 a 600.000 a seconda della rete utilizzata.
La torre è stata utilizzata per misure di campo di velocità grazie al dispositivo "Multichannel Subtractive Double Passage" o più semplicemente DPSM istituito da Pierre Mein all'inizio degli anni 70.
Oggi la torre ha diverse funzioni. È principalmente uno strumento didattico che consente di svolgere lavori pratici in spettroscopia per gli studenti del Master of Astrophysics. È anche uno strumento di ricerca. Le osservazioni vengono effettuate in modalità DPSM ma anche in spettroscopia. La torre e il suo spettrografo costituiscono anche un grande banco prova su cui è possibile testare gli strumenti. Un nuovo DPSM che utilizza uno spinterometro speculare è attualmente in fase di montaggio nello spettrografo. Un analizzatore di polarizzazione è stato montato davanti allo spettrografo per insegnare la spettropolarimetria. Questo analizzatore, che utilizza vetrini ritardanti a cristalli liquidi, può misurare i parametri Stokes I, Q, U e V.

Storia della torre solare

La torre solare nasce dal progresso della geodesia spaziale e dall'osservazione di satelliti artificiali che Paul Muller aveva intrapreso alla fine degli anni Cinquanta. Era necessario disporre di una piattaforma di osservazione con vista sulla foresta e con un orizzonte a 360 ° . Un progetto di torre dell'acqua sul sito dell'osservatorio è stato modificato per creare una torre di osservazione in grado di ricevere un teodolite.
Nel 1958, R. Michard e G. Wlérick progettarono un progetto di torre solare nella parte meridionale dell'osservatorio che si affacciava sulla foresta a 35 metri di altezza. Il lavoro è iniziato nelOttobre 1963 per finire Aprile 1967. Il costo totale della torre solare sarà di tre milioni di franchi, particolarmente basso per un impianto di queste dimensioni. Al momento della sua costruzione, il Tour de Meudon era uno dei più grandi strumenti solari con il suo telescopio di 60  cm di diametro. Nel 1973, l'astronomo Pierre Mein ha installato un dispositivo spettro-imaging a doppio passaggio sottrattivo multicanale (DPSM) che ha reso possibile la produzione di mappe del campo di velocità su strutture cromosferiche.

Interesse delle torri solari

La nostra atmosfera non è uno strato omogeneo come un vetrino ottico ma un mezzo turbolento in cui i raggi luminosi subiscono numerose deviazioni casuali e sfasamenti. Questa turbolenza è particolarmente dannosa per le osservazioni diurne perché il Sole riscalda il suolo che dissipa questo calore e degrada le immagini. Ad un'altezza di poche decine di metri questi effetti sono molto meno fastidiosi. Questo è il motivo per cui posizioniamo gli strumenti solari in altezza. La torre solare di Mont-Wilson risale all'inizio del XX secolo.

Descrizione dello strumento

L'edificio della torre Meudon è costituito da una struttura esterna che protegge lo strumento dal vento e da una torre interna che contiene il telescopio. Il terrazzo è molto ampio perché gli uffici sono stati disposti a corona nella parte superiore. È dipinto di bianco per riflettere la luce solare e impedire il riscaldamento del terreno. Un celostato riflette la luce solare nel tubo del telescopio. Si compone di due specchi. Il primario, del diametro di 80  cm, è azionato da un motore elettrico sul suo asse parallelo a quello della Terra. Il secondario, di 70  cm, può salire o scendere a seconda dell'altezza del Sole nel cielo. Riflette la luce nel pozzo verticale che contiene il telescopio. L'ingresso al tubo è chiuso da una lama con facce parallele di 60  cm di diametro.
Lo specchio primario del telescopio, con un diametro di 69  cm e una lunghezza focale di 45 metri, è posto nella parte inferiore della torre. La trave viene piegata una prima volta da uno specchio piano di 45  cm a metà altezza e leggermente sfalsato rispetto al primario, che quindi lavora fuori asse. Il fascio viene piegato una seconda volta da uno specchio piano da 50  cm inclinato a 45 ° che lo dirige verso la sala di osservazione dopo aver attraversato una seconda lama di chiusura che garantisce così la chiusura del tubo. La risoluzione teorica del telescopio è di 0,25  " . Le prime immagini, ottenute dal 1969, rivelavano dettagli molto fini sul Sole, dell'ordine di 0,30  " . Le ottiche dello strumento sono state realizzate durante il seminario dell'Osservatorio di Parigi. Dagli anni '70 la qualità del sito si è notevolmente deteriorata e oggi è raro ottenere una risoluzione inferiore alla seconda. La torre ha dato origine a numerose pubblicazioni tra il 1971 e il 1991. Successivamente, a causa del degrado del sito e dell'evoluzione dei temi, i ricercatori di Meudon hanno studiato e costruito un nuovo strumento, il telescopio THEMIS situato a Tenerife . La torre Meudon rimase così senza attività scientifica per circa un decennio. Fu intorno al 2003 che la sua attività riprese. Oggi lo strumento ha un uso variegato:

• insegnamento metodologico per il Master. Insegnamento di spettroscopia e spettro-polarimetria con analizzatore a cristalli liquidi;
• installazione di uno spettro-imager (DPSM) utilizzando uno spinterometro a specchio nell'ambito del progetto internazionale EST ( European Solar Telescope );
• osservazioni scientifiche per campagne di osservazione coordinate;
• calibrazione di strumenti spaziali (come filtergraph il Polarimetric and Helioseismic Imager for Solar Orbiter ).

Sebbene non sia più uno strumento solare leader, la torre solare di Meudon rimane uno strumento locale per i ricercatori della comunità francese. Utilizzata per l'insegnamento, nell'ambito di un progetto di ricerca e sviluppo ma anche per alcune osservazioni scientifiche, questa torre rimane uno strumento molto prezioso.