Magazine Observatoire de Paris n°0 déc 04/jan-fév 2005
Magazine Observatoire de Paris n°0 déc 04/jan-fév 2005
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°0 de déc 04/jan-fév 2005

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 1,9 Mo

  • Dans ce numéro : au-delà de la Terre, exposition phare à l'Observatoire.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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14 - ACTUALITÉS DES LABORATOIRES Miroir mobile du grand radiotélescope décimétrique de Nançay. USN-Observatoire de Paris The tiltable reflector of the decimeter radiotelescope at Nancay. USN-Observatoire de Paris Contacts : Pierre COLOM LESIA + 33 (0)1 45 07 75 79 pierre.colom@obspm.fr Cédric VIOU Station de Nançay Rodolphe WEBERT Université d'Orléans Laurent DENIS Station de Nançay Alain LECACHEUX LESIA NANÇAY À LA RECONQUÊTE DU CIEL RADIO NANÇAY CLAIMS BACK THE RADIO SKY La station de radioastronomie de l'Observatoire de Paris à Nançay est le seul site français capable d'observer l'Univers dans les basses fréquences. Les astronomes y mettent au point de puissantes techniques afin de lutter contre les interférences des télécommunications terrestres... et de poursuivre l'exploration du cosmos. The radioastronomical station from the Observatoire de Paris at Nançay is the only French site for observing the Universe at low frequencies. Its astronomers are developing powerful techniques to counter the interferences due to telecommunications on Earth... and continue to explore the cosmos. La station de radioastronomie de Nançay, entre Orléans et Bourges, en région Centre, vient de fêter ses cinquante ans et s'est dotée d'un foyer rénové pour le grand radiotélescope décimétrique. Actuellement, elle s'attelle à un nouveau projet pour l'avenir. Depuis dix ans, les téléphones portables illustrent l'explosion du secteur des télécommunications en plein boom économique. Cependant pour les astronomes, ceci est synonyme d'une croissance nuisible du nombre d'interférences radioélectriques enregistrées. « Nous avons relevé le défi », explique Pierre Colom du LESIA. « Face aux nuisances, il a fallu concevoir un récepteur qui permet de redécouvrir le cosmos. Nous avons ainsi réalisé un analyseur numérique à grande dynamique, 70 décibels, et à grande bande passante, 56 méga-hertz ». Le récepteur a été baptisé « Reconquête du domaine hertzien ». Il est relié au grand radiotélescope, qui opère de 1 à 3,5 gigahertz de fréquence, et au réseau décamétrique, qui couvre de 10 à 100 méga-hertz. Ainsi des pans entiers du ciel que l'on croyait perdus ont pu, soudain, renaître. Une galaxie ressuscitée En janvier 2004, la galaxie III Zwicky 35, célèbre pour le méga-maser qu'elle abrite, est réapparue au-dessus du bruit de fond. Ses émissions - propres et nettoyées de tout parasite lié à l'activité technologique humaine - ont été scrutées. Durant des années, elle était restée éclipsée par les signaux des satellites de la constellation Iridium de Motorola. La radioastronomie, couronnée par deux prix Nobel en trente ans, voit s'ouvrir devant elle de nouveaux horizons… ZOOM SUR... LA STATION DE RADIOASTRONOMIE La station emploie environ 45 personnes autour des trois instruments - radiotélescope décimétrique, radiohéliographe, réseau décamétrique - qui ont écrit l'histoire de l'observation dans les basses fréquences depuis l'après-guerre. Les études concernent le Soleil, les planètes, les comètes, les étoiles et les galaxies. Depuis 1998, les perspectives nouvelles incitent à concevoir des récepteurs incluant des technologies de pointe comme l'électronique numérique, le traitement du signal et la microélectronique. The radioastronomical station at Nançay, between Orléans and Bourges, on the Center region, has just celebrated its fiftieth anniversary and renovated the site of its large decimetric telescope. But there are new challenges down the road. The increase in the number of portable phones in the past ten years is one example of the growth of the telecommunications sector, presently undergoing an economic boom. But for astronomers, this also means a dangerous increase in the number of radioelectrical interferences. « We have met the challenge », explains Pierre Colom from the LESIA. « To counter the interferences, we have had to design a receiver that allows us to rediscover the cosmos. We have built a broadband (56 megahertz) and broad dynamics (70 decibels) numerical analyzer ». The receiver was baptized « Recovery of the hertzian domain ». It is connected to the large radiotelescope, operating at frequencies from 1 to 3.5 gigahertz, and to the decametric network, covering from 10 to 100 megahertz. Entire sections of the sky thought to have been lost forever were suddenly reborn. A resurrected galaxy In January 2004, the III Zwicky 35 galaxy, famous for its megamaser, reappeared over the background noise. Its signalscleaned from all interferences due to human technological activitywere again clearly received. For many years it had been eclipsed by the signals from Motorola's Constellation Iridium satellites. Radioastronomy, crowned with two Nobel Prizes in thirty years, can look forward to a promising future. La galaxie Zwicky : avant-après Noyée depuis des années dans les émissions des satellites de télécommunication de la constellation Iridium (Motorola)..., la galaxie III Zwicky 35 est réapparue dans le ciel de Nançay en janvier 2004. La figure montre le signal reçu en fonction de la fréquence - avant et après avoir mis en marche le dispositif de « Reconquête du domaine hertzien » au grand radiotélescope décimétrique. Avant : le profil caractéristique de l'effet du méga-maser OH (en rouge), autour de 1667 MHz à l'origine et vers 1621 MHz à la réception, apparaît complètement dissimulé derrière une forêt de bruits intenses (lignes bleues verticales). Après : le bruit résiduel est redevenu faible et raisonnable. Station de Nançay/Observatoire de Paris The Zwicky galaxy : before and after Drowned for years by the signals from Motorola's Constellation Iridium satellites, the III Zwicky 35 galaxy reappeared in Nançay's sky in January 2004. The figure shows the signal received as a function of the frequencybefore and after the activation of the « Recovery of the hertzian domain » device connected to the large decimetric telescope. Before : the characteristic profile of the megamaser OH effect (in red), about 1667 MHz at emission and around 1621 MHz at reception appears completely hidden behind a forest of strong noise (vertical blue lines). After : the residual noise has become weak and reasonable. ZOOM ON... THE RADIOASTRONOMICAL STATION The station has a staff of 45 to operate its three instruments - decimetric radiotelescope, radioheliograph, and decametric network - that marked the history of low-frequency observations after World War II. They are used to study the Sun, the planets, comets, stars, and galaxies. Since 1998, new challenges required the development of receivers incorporating state-of-the-art technologies such as digital electronics, signal processing, and microelectronics.
ACTUALITÉS DES LABORATOIRES - 15 PREMIÈRE CARTOGRAPHIE GAMMA D'UNE SOURCE COSMIQUE FIRST GAMMA MAP OF A COSMIC SOURCE La première carte de rayonnement gamma de très haute énergie d'une supernova vient d'être établie par le nouvel instrument HESS (High Energy Stereoscopic System). Cette nouvelle à laquelle sont associés des astronomes du Laboratoire Univers et de ses Théories (LUTH) pourrait résoudre la question en suspens depuis presque un siècle sur l'origine des rayons cosmiques galactiques. Thanks to a new instrument, the High Energy Stereoscopic System (HESS), the first map of very-high-energy gamma radiation from a supernova remnant has been drawn. This achievement, in which astronomers from the Universe and its Theories Laboratory (LUTH) have participated, could help answer a question remained open for almost a century : What is the origin of galactic cosmic rays ? Si l'existence de particules énergétiques bombardant constamment la Terre est connue depuis près d'un siècle, l'origine de ces rayons cosmiques chargés (électrons ou protons) et la localisation des sites où ils sont accélérés est encore débattue. On sait depuis longtemps que tout phénomène violent produisant des ondes de choc peut accélérer des protons ou des électrons à très haute énergie, ceux-ci interagissant alors avec la matière ou le rayonnement environnant pour produire des photons gamma de très haute énergie. Mais quels sont ces accélérateurs cosmiques et quels sont ceux qui accélèrent des protons ? Là est toute la question. Car il faut identifier des sites d'accélération de protons pour expliquer la présence majoritaire de ces particules dans les rayons cosmiques. Les meilleurs candidats semblent être aujourd'hui les vestiges de supernovae (explosion d'étoiles en fin de vie). Une nouvelle façon d'observer le ciel Le réseau de télescopes H.E.S.S. a en effet pu obtenir pour la première fois en août 2003 (durant sa phase de développement avec seulement 2 télescopes), une carte du reste de supernova RX J1713.7-3946 entre 800 GeV et 10 TeV. L'image obtenue en rayons gamma a la forme d'une coquille typique des restes de supernova. Installé en Namibie, HESS est constitué de quatre télescopes qui enregistrent la lumière Cerenkov émises par les rayons cosmiques, c'est-à-dire l'éclair bleu produit par les particules chargées lorsqu'elles arrivent dans l'atmosphère à une vitesse supérieure à celle de la lumière dans ce milieu. Elles se désintègrent en cascade, formant des gerbes de particules secondaires. L'image obtenue constitue un pas important dans la compréhension de l'origine du rayonnement cosmique galactique, mais démontre aussi les toutes nouvelles capacités d'imagerie d'un système travaillant à des énergies de 12 ordres de grandeur supérieures à celle de la lumière visible. Et maintenant que le réseau de 4 télescopes est pleinement opérationnel, il va être possible d'étudier spectralement différentes zones de la coquille et en conséquence d'obtenir une information encore plus précise sur les mécanismes à l'oeuvre. The existence of charged particles continuously bombarding the Earth has been known for nearly a century, but the origin of those charged cosmic rays (electrons or protons) and the identification of the sites where they are accelerated is still being debated. It has been known for a long time that any violent phenomenon producing shock waves can accelerate protons and electrons to a very high energy ; the latter then interacting with the surrounding matter or radiation to produce very-high-energy gamma photons. But what are these cosmic accelerators and which of them accelerate protons ? That is the problem, for it is necessary to identify the proton-acceleration sites in order to explain the prevalence of these particles in cosmic rays. The best candidates are now believed to be the remnants of supernova (stars that explode as their life comes to an end). A new way of observing the sky The network of H.E.S.S. telescopes was able to obtain for the first time in August 2003 (during its development phase, with only two telescopes) a map of the remnant of a supernova RX J 1713.7-3946 between 800 GeV and 10 TeV. The resulting shell-shaped gamma-ray « image » is typical of the remnant of a supernova. Setup in Namibia, HESS consists of four telescopes that register the Cerenkov light emitted by cosmic rays, that is, the blueish light produced by charged particles as they enter the atmosphere with a speed greater than that of light in that medium. Their cascade disintegration produces a shower of secondary particles. The image obtained constitutes an important step for the understanding of the origins of galactic cosmic radiation, but it also proves the new imaging potential of a system working at energy levels twelve decades higher than those of the visible light. And now that the four-telescope network is fully operational, it will be possible to study spectrally different regions of the shelland so obtain even more precise information of the mechanisms at work. Le rayonnement gamma est constitué de photons d'énergies supérieures à 100 000 eV (électronvolts). Les photons gamma détectés par HESS appartiennent à la partie haute de cette gamme, de l'ordre du Tera électron-volt (TeV). HESS apporte ainsi des informations précieuses sur certains des phénomènes les plus violents de l'Univers (supernovae, noyaux actifs de galaxie, etc...). Gamma radiation consists of photons with energy exceeding 100,000 eV (electronvolts). The gamma photons detected by HESS belong to the high region of this range, the Tera electronvolt (TeV) order. HESS provides precious information on certain phenomena among the most violent in the Universe (supernova, active galaxy nuclei, and so forth). Figure Cartographie en rayons gamma du vestige de supernovae RX J 1713- 3946 à laquelle est superposée une carte réalisée en rayons X avec le satellite japonais ASCA. Le fait que ces cartes à des énergies différentes coïncident, tend à prouver que les particules de très haute énergie sont bien accélérées in situ dans la coquille de la supernova. Gamma ray map Gamma ray map of the supernova remnant RX J 1713.7-3946, to which is superimposed an X-ray map from the Japanese satellite ASCA. The fact that these maps at different energies coincide, tends to show that very-high-energy particles are really accelerated on site, inside the supernova's shell. Pour aller plus loin Cette nouvelle a été publiée dans la revue Nature du 4 novembre 2004 : Direct evidence for high-energy particle acceleration in the shell of a supernova remnant ; Aharonian et al, Nature, 4 novembre 2004 To learnmore News item published in the 4 November 2004 issue of Nature : Direct evidence for high-energy particle acceleration in the shell of a supernova remnant ; Aharonian et al, Nature, 4 November 2004. Contacts : Catherine BOISSON LUTH + 33 (0)1 45 07 74 36 catherine.boisson@obspm.fr Hélène SOL LUTH + 33 (0)1 45 07 74 28 helene.sol@obspm.fr



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