Magazine Observatoire de Paris n°14 déc 11/jan-fév 2012
Magazine Observatoire de Paris n°14 déc 11/jan-fév 2012
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°14 de déc 11/jan-fév 2012

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (211 x 298) mm

  • Nombre de pages : 28

  • Taille du fichier PDF : 3,8 Mo

  • Dans ce numéro : vision d'avenir.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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VUE AÉRIENNE de la station radio basses fréquences LOFAR, à Nançay./Aerial view of the Nançay LOFAR station. Ivan Thomas/USN, Observatoire de Paris LOFAR FRANCE PARTENAIRES/PARTNERS CNRS, Observatoire des Sciences de l’Univers en région Centre, région Centre, Réseau National de télécommunications pour la Technologie l’Enseignement et la Recherche RENATER Contacts Philippe ZARKA Directeur de recherche CNRS LESIA +33 (0)1 45 07 76 63 philippe.zarka@obspm.fr Michel TAGGER Directeur de recherche CNRS Directeur du LPC2E +33 (0)2 38 25 76 61 michel.tagger@cnrs-orleans.fr 14 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°14/DÉCEMBRE 2011 NANÇAY/RECHERCHE NANÇAY : UNE NOUVELLE FENÊTRE SUR L’UNIVERS NANÇAY : A NEW WINDOW ON THE UNIVERSE La station française du grand réseau européen d’antennes radio basses fréquences Low Frequency Array LOFAR a été inaugurée, le 20 mai 2011, sur le site de Nançay de l’Observatoire de Paris. Les premiers résultats scientifiques paraissent déjà. The French station of the large European radio telescope Low Frequency Array (LOFAR) was inaugurated on 20 May 2011 at the Nançay site of the Observatoire de Paris. The first scientific results are already in. Longtemps, les hommes ont dû se contenter de la lumière visible pour ausculter l’Univers. Ils ont attendu les années 1930 avant de réaliser leurs premières observations du cosmos en ondes radio. Aujourd’hui, l’ensemble du spectre lumineux est couvert. Mais la radioastronomie reste l’un des piliers de l’astronomie moderne. Elle donne accès à des objets passionnants, pulsars, quasars... En contrepartie de la sensibilité et de la résolution angulaire recherchées, la dimension des instruments croît de manière inéluctable. Il faut construire des radiotélescopes toujours plus grands ! C’est l’une des caractéristiques du réseau radio basses fréquences Low Frequency Array LOFAR, interféromètre géant qui fonctionne de 30 à 250 mégahertz, soit 1,25 à 10 mètres de longueur d’onde. Il comprend une cinquantaine de stations de réception réparties sur des distances supérieures à 1000 kilomètres entre Hollande, Allemagne, France, Pologne, Royaume-Uni, Suède, et peut-être bientôt Espagne... Un radiotélescope précurseur Le concept est audacieux et innovant. Des antennes très simples sont mises en œuvre en grand nombre - près de 50 000 - à travers l’Europe et contrôlées de manière numérique. Initialement développé aux Pays-Bas, l’instrument s’est étendu. « Grâce à ces caractéristiques, nous allons obtenir une sensibilité 10 à 30 fois supérieure et une définition d’image 100 fois meilleure que celles des instruments existants ! » s’enthousiasme Philippe Zarka, coordinateur - avec Michel Tagger - du projet pour la France. Outre sa dimension continentale, l’atout du dispositif repose sur sa technologie logicielle. Prouesse : à chaque seconde, 20 gigaoctets de données peuvent être acheminées des points du réseau jusqu’au supercalculateur en Hollande. Au total plus de 40 stations sont déjà raccordées et actives. En France, les 1 600 antennes élémentaires fonctionnent depuis décembre 2010 sur le site de Nançay (Cher), de l’Observatoire de Paris. Si tout va bien, LOFAR sera pleinement opérationnel d’ici le printemps. D’ici là, les chercheurs en profitent pour commencer les observations radio basses fréquences. Ils étudient les pulsars et ont déjà obtenu de premières images haute définition de galaxies et de quasars. La science et l’expérience acquises constituent un excellent gage de réussite pour le futur radiotélescope mondial Square Kilometer Array SKA. For a long time, the only way to observe the Universe was with visible light. Not until the 1930s was it possible to carry out the first radio wave observations of the cosmos. Nowadays, they cover the entire luminous spectrum. But radio astronomy remains one of the pillars of modern astronomy. Thanks to it, we are able to study pulsars, quasars, and other exciting objects. However, as the desired sensitivity and angular resolution increase, so does the size of the instruments. Ever larger radio telescopes must be built. This is one of the features of the Low Frequency Array (LOFAR), a giant 30-to-250 MHz interferometer, equivalent to a wavelength range of 1.25 to 10 metres. LOFAR is a network of some fifty receiving stations separated by over 1,000 kilometres and located in the Netherlands, Germany, France, Poland, the United Kingdom and Sweden — and perhaps joined by Spain in the near future. A forerunner radio telescope It is an innovative and daring concept : a large number of very simple computer-controlled antennas (nearly 50,000) scattered all over Europe. Initially built in the Netherlands, the instrument later spread to other countries. « Thanks to these features, we are going to obtain 10 to 30 times higher sensitivity and 100 times higher resolution than existing instruments ! », predicts an enthusiastic Philippe Zarka, project coordinator, with Michel Tagger, for France. Besides its continental dimension, the array’s main advantage lies in its computer technology. 20 gigabytes of data per second can be transmitted from points in the network to a supercomputer in the Netherlands—a real feat. In all, more than 40 stations have already been connected and are in operation. In France, the 1,600 elementary antennas have been operating since December 2010 at the Nançay (Cher) site of the Observatoire de Paris. Barring unforeseen problems, LOFAR will be in full operation by next spring. In the meantime, scientists have begun low-frequency radio observations. They study pulsars, and have already obtained the first high-definition images of galaxies and quasars. The scientific knowledge and experience so gained are a guarantee of success for the future international Square Kilometre Array (SKA). En février dernier, LOFAR a obtenu une image des extrémités du jet du quasar 3C196, à 7 milliards d’années-lumière de la Terre. En haut : image prise avec les seules antennes du cœur de réseau hollandais. En bas : même champ en haute définition avec l’ensemble des stations européennes./Last February, LOFAR obtained an image of the extensions of the jet of quasar 3C196, 7 billion light-years away. Top : Highdefinition image taken only with the antennas of the Dutch core. Bottom : High-definition image taken with the entire European station network. LOFAR
RECHERCHE/LUTH NOUVEAU TÉLESCOPE POUR NOUVELLE ASTRONOMIE A NEW TELESCOPE FOR A NEW ASTRONOMY MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°14/DÉCEMBRE 2011 – 15 D’ici 2014, un télescope gamma de 4 mètres de diamètre verra sa première lumière à Meudon, sur le site de l’Observatoire de Paris. Les chercheurs du Laboratoire Univers et Théories LUTH coordonnent sa construction avec le Pôle Instrumental. In 2014, a 4-metre gamma-ray telescope will see its first light at Meudon site of the Observatoire de Paris. Scientists at the Laboratory Universe and Theories (LUTH) coordinate its building with Pôle Instrumental. Il existe dans le ciel des sources méconnues de rayonnement gamma extrême. Des expériences comme High Energy Stereoscopic System HESS en Europe ou d’autres, notamment aux États-Unis, le confirment depuis 2004. Mais les astrophysiciens connaissent mal les phénomènes capables d’accélérer les particules qui émettent ces radiations 100 milliards de fois plus énergétiques que la lumière visible. Ils pourraient pourtant leur permettre d’en apprendre davantage sur la physique des trous noirs et des jets, la nature de la matière noire ou même des effets de gravité quantique. « Il faut maintenant aller plus loin que la seule exploration du cosmos aux très hautes énergies. Nous devons réaliser une analyse approfondie des sources », estime Hélène Sol, astrophysicienne au LUTH. Pour ce nouveau domaine de l’astronomie gamma pratiquée depuis le sol terrestre, les concepts de télescopes proposés au début du XX e siècle par l’Allemand KarlSchwarzschild puis améliorés par André Couder, astronome à l’Observatoire de Paris, s’annoncent très performants. « Jamais des instruments de cette famille n’ont été construits », note cependant la chercheuse. Cherenkov Telescope Array Grâce aux avancés technologiques, les ingénieurs pensent pouvoir profiter aujourd’hui du large angle de vue et de la bonne définition promise à moindre coût. La réalisation se fera à Meudon, sur le site de l’Observatoire de Paris, en collaboration internationale. Quatre équipements associés seront également construits dans le cadre du partenariat entre cinq laboratoires franciliens. En France, le tout est financé à hauteur de 800 000 euros : 300 000 euros alloués par le Conseil régional d’Île-de-France et 500 000 euros venant du CNRS et du CEA. Ce projet porte le nom de Gamma Ray Telescope Elements GATE. Il est coordonné par le LUTH en relation avec le Pôle Instrumental et mobilise six personnes à l’Observatoire de Paris. « Il s’agit de mettre au point des démonstrateurs pour le futur grand observatoire Cherenkov Telescope Array CTA qui entrera en service entre 2015 et 2020 », décrit Hélène Sol, coordinatrice de GATE. Dix fois plus sensible que HESS, ce système sera installé sur deux sites : l’un dans l’hémisphère nord et l’autre dans l’hémisphère sud. Chacun sera doté de plusieurs dizaines de télescopes atteignant, parfois, plus de 20 mètres de diamètre. L’étude préparatoire, financée par l’Union Européenne, est lancée. En 2014, on saura si les tests sur le télescope d’essai sont concluants. Alors les 25 pays partenaires auront à se prononcer quant à la construction du grand réseau. Coût : 150 à 200 millions d’euros. Some sources of extreme gamma-ray radiation in the sky still remain unknown. This has been confirmedsince 2004 by experiments such as the High Energy Stereoscopic System (HESS) in Europe and others, notably in the United States. But astrophysicists know little about phenomena capable of accelerating the particles emitting those radiations, with an energy 100 billion times higher than visible light. The study of such phenomena may lead to a better understanding of the physics of black holes and jets, dark matter, and even the effects of quantum gravity. « We must now go beyond the mere exploration of the very high energy universe and proceed to a detailed analysis of the sources », says Hélène Sol, an astrophysicist at LUTH. In this new field of ground-based gamma astronomy, the telescopes concept proposed at the beginning of the 20th century by the German physicist KarlSchwarzschild and later improved by André Couder, an astronomer at the Observatoire de Paris, appear very promising. However, as Sol adds, « Instruments of this type have never been built ». Cherenkov Telescope Array Thanks to technology advances, engineers believethey can now benefit from wide vision angle and high resolution promised at a low cost. The telescope will be built at the Meudon site of the Observatoire de Paris, through international collaboration. Four related components willalso be built on the basis of a partnership between five Îlede-France laboratories. In France, funding for the project totals 800,000 euros : 300,000 euros come from the Conseil regional d’Île-de-France, and 500,000 euros from CNRS and CEA. The project has been namedGamma Ray Telescope Elements (GATE). It is being coordinated by LUTH together with the Pôle Instrumental and involves six persons at the Observatoire de Paris. « Our goal is to develop demonstrators for the future Cherenkov Telescope Array (CTA), which will begin operating sometime between 2015 and 2020 », says GATE coordinator Hélène Sol. Ten times more sensitive than HESS, the system will be installed at two sites, one in each hemisphere. Both locations will feature several dozens of telescopes, some with a diameter of over 20 metres. Preparatory studies, funded by the European Union, have already begun. Results of the tests on the prototype telescope will be known in 2014. Only then will the 25 partner countries make a decision about the construction of the giant network. Total cost : 150 to 200 million euros. CHERENKOV TELESCOPE ARRAY CTA : plusieurs dizaines de télescopes répartis sur deux sites./Cherenkov Telescope Array (CTA) : several dozens of telescopes installed over two sites. ASPERA/collaboration CTA LA NÉBULEUSE GAMMA est associée à un jeune pulsar J1301- 6305 (en vert)./The gamma-ray nebula is associated with a young pulsar J1301-6305 (in green). HESS 2011 LE PROTOTYPE DE TÉLESCOPE sera réalisé et installé à Meudon./The prototype telescope will be built and installed at Meudon. S. Blake, Collaboration CTA Contacts Hélène SOL Directrice de recherche CNRS LUTH helene.sol@obspm.fr +33 (0)1 45 07 74 28 Philippe LAPORTE Ingénieur de recherche CNRS Pôle Instrumental philippe.laporte@obspm.fr +33 (0)1 45 07 76 40



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