Contraste élevé à courte séparation avec VLTI/GRAVITY : Mettre en lumière les compagnons de Gaia

Depuis 2019, GRAVITY a fourni des observations directes de planètes géantes et de naines brunes à des séparations allant jusqu'à 95 mas de l'étoile hôte. Certaines de ces observations ont apporté la première confirmation directe de compagnons précédemment détectés par des techniques indirectes (astrométrie et vitesses radiales). Nous souhaitons améliorer la stratégie d'observation et la réduction des données afin de réduire l'angle de travail interne de GRAVITY en mode de champ double axial. Nous voulons également déterminer les limitations actuelles de l'instrument lors de l'observation de compagnons faibles avec des séparations dans la plage de 30 à 150 mas. Pour améliorer l'angle de travail interne, nous proposons une stratégie de pointage hors fibre durant les observations pour maximiser le rapport entre la lumière du compagnon et la lumière de l'étoile dans la fibre scientifique. Nous avons également testé un modèle d'ordre inférieur pour les taches afin de dissocier la lumière du compagnon de celle de l'étoile. Nous avons ensuite évalué les limites de détection de GRAVITY en utilisant l'injection et la récupération de planètes dans des données archivées représentatives. Nous comparons nos résultats aux attentes théoriques. Nous validons notre stratégie d'observation et de réduction de données avec des observations sur le ciel ; d'abord dans le contexte du suivi des naines brunes sur les télescopes auxiliaires avec HD 984 B, et ensuite avec la première confirmation d'un candidat substellaire autour de l'étoile Gaia DR3 2728129004119806464. Avec l'injection de compagnons synthétiques, nous montrons que l'instrument peut détecter des compagnons jusqu'à un contraste de 8 10^-4 (K= 7.7 mag) à une séparation de 35 mas, et un contraste de 3 10^-5 (K= 11 mag) à 100 mas d'un primaire brillant (K<6.5), pour un temps d'exposition de 30 min. Avec son angle de travail interne et sa précision astrométrique, GRAVITY a une portée unique dans l'espace des paramètres d'observation directe. Cette étude démontre les synergies prometteuses entre GRAVITY et Gaia pour la confirmation et la caractérisation des compagnons substellaires.