Magazine Observatoire de Paris n°8 sep/oct/nov 2007
Magazine Observatoire de Paris n°8 sep/oct/nov 2007
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°8 de sep/oct/nov 2007

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 24

  • Taille du fichier PDF : 1,8 Mo

  • Dans ce numéro : célébrations nationales... Jules Janssen.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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SURSAUT GAMMA du 29 mars 2003... saisi le 3 avril en optique au VLT./Gammaray burst of 29 March 2003, captured on 3 April by optics on the VLT. ESO L’INTÉGRALE DE CHAMP lors du collage des miroirs./The Integral Field Unit during the gluing of mirrors. GEPI - Observatoire de Paris Contacts : Isabelle GUINOUARD Assistante ingénieur GEPI + 33 (0)1 45 07 79 83isabelle.guinouard@obspm.fr François HAMMER Astronome Responsable pour la France de X-shooter GEPI + 33 (0)1 45 07 74 08 francois.hammer@obspm.fr BANC DE TEST : le cylindre noir./Test bench : the black cylinder. GEPI - Observatoire de Paris 10 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°8/SEPTEMBRE 2007 GEPI/RECHERCHE UNE INTÉGRALE DE CHAMP POUR X-SHOOTER AN INTEGRAL FIELD UNIT FOR X-SHOOTER Le 3 avril dernier, les chercheurs du département Galaxies, Étoiles, Physique et Instrumentation - GEPI ont expédié leur contribution au spectrographe X-shooter 1 du Very Large Telescope. On 3 April, researchers at the Galaxies, Stars, Physics and Instrumentation Laboratory (GEPI) delivered their contribution to the X-shooter spectrograph 1 of the Very Large Telescope. L’équipe du GEPI a livré l’unité à intégrale de champ, Integral Field Unit - IFU, du spectrographe bidimensionnel X-shooter. « L’intégrale de champ, précise Isabelle Guinouard du GEPI, se présente comme un cylindre inscrit dans un cube de 8 centimètres de côté. À l’intérieur, des miroirs de 2 ¥ 6 millimètres dissèquent les images en fins rectangles et les alignent. Du coup, la lumière issue des différentes parties d’un astre est analysée de manière détaillée. On en déduit simultanément des informations sur les sursauts gamma ainsi que sur leurs galaxieshôtes. » L’assemblage des composants s’opérera de janvier à mai 2008 au siège de l’Observatoire européen austral - ESO à Garching, en Allemagne. Ensuite, l’ensemble sera installé dès juin 2008 sur l’un des grands télescopes de 8 mètres au sommet du Paranal. Et c’est là qu’il devrait voir la lumière des étoiles en août 2008. X-shooter est le premier instrument scientifique de seconde génération après Flames Giraffe 2, qui va équiper le Very Large Telescope - VLT du Chili. Grâce à X-shooter, les astrophysiciens espèrent comprendre les mécanismes de formation des explosions les plus énergétiques de l’Univers : les sursauts gammas. Ils traqueront les suites de ces cataclysmes avec une sensibilité et une rapidité inégalées. Ils analyseront d’un coup tous les rayonnements - infrarouges, visibles et ultraviolets - de 0,3 à 2,5 microns de longueur d’onde. Les événements les plus violents du cosmos, après le big bang, n’ont plus qu’à bien se tenir. Bientôt, leurs conséquences seront scrutées par un dispositif capable, selon François Hammer, directeur du GEPI, « d’observer une source inconnue en un instant avec la meilleure performance ». D’où la dénomination X-shooter. Le colosse de 4 mètres cube et 2,5 tonnes résulte d’une collaboration avec le Danemark, l’Italie, les Pays-Bas et l’ESO. La contribution nationale s’élève à 140 000 euros. Les équipes du GEPI et d’APC - Astroparticule et Cosmologie fournissent aussi le logiciel de réduction de données. VIRULENTS SURSAUTS GAMMA Les sursauts gamma constituent d’entêtants mystères. Ces brusques bouffées d’énergie surviennent de manière aléatoire tous les jours dans le ciel. Elles ont été découvertes à la fin des années 1960 par les satellites militaires américains. Or, la collaboration des observatoires au sol et dans l’espace a semblé incriminer des explosions titanesques au sein de galaxies extérieures à la Voie lactée, parfois distantes de plus de 10 milliards d’années-lumière. Elles durent un dixième de seconde à deux minutes. Sont-elles issues de collisions d’étoiles à neutrons ou de trous noirs ? Pour les événements les plus longs et les plus nombreux, on songe à des morts d’étoiles extrêmement massives qui s’effondreraient sous leur propre gravité. Ces hypernovae se solderaient par des boules de feu en expansion et des jets. Elles proviendraient des premières générations d’étoiles nées à l’aube des temps. X-shooter arrive à point nommé pour les épier, alerté par les trois satellites, européen (Integral) et américains (Swift et Glast). LE CŒUR D’UNE ÉTOILE s’effondre et deux jets jaillissent./The centre of a star collapses and two bursts gush out. SSU NASA E/PO The GEPI team delivered the Integral Field Unit (IFU) for the X-shooter two-dimensional spectrograph. « The integral field unit, explains Isabelle Guinouard from GEPI, consists of a cylinder inscribed in a cube with a side-length of 8 cm. Inside, 2-by-6- millimeter mirrors dissect the images into thin rectangles and line themup. In that way, the light coming from different regions of a celestial object is analysed in detail. Information about gamma-ray bursts and their host galaxies is thus simultaneously obtained ». The assembly of the various components will take place from January to May 2008 at the European Southern Observatory (ESO) in Garching, Germany, after which the unit will be installed on one of the 8-metre large telescopes on the summit of Mount Paranal, where it will begin looking at the stars in August 2008. X-shooter is the first second-generation scientific instrument after Flames Giraffe 2, to be installed on the VLT in Chile.Thanks to X-shooter, astrophysicists hope to understand the mechanisms behind the origin of the most violent explosions in the Universe : gamma-ray bursts. They will survey the consequences of those cataclysms with a sensitivity and speed never yet attained.They willalso analyse at the same time all types of radiation—infrared, visible, and ultraviolet—with a wavelength from 0.3 to 2.5 microns. The consequences of the most violent events in the cosmos, after the Big Bang, will be examined with a device capable according to François Hammer, Director of GEPI, of « observing an unknown source in an instant with the best possible performance » —hence its name, X-shooter. The huge, 4-cubic-meter, 2,5-ton spectrograph is the result of a joint project with Denmark, Italy, the Netherlands and ESO, with France contributing 140,000 euros. Teams from GEPI and Astroparticle and Cosmology (APC) also provide the data reduction software. (1) Voir article « X-shooter, en quête des premières lueurs de l’Univers », Magazine de l’Observatoire de Paris, n o 1, mars 2005,pp. 6-7./See article « X-shooter, in search of the first glimmer of the Universe », Observatoire de Paris : The Magazine, n o 1, March 2005,pp. 6-7. (2) Voir article « Dans les secrets des galaxies lointaines », Magazine de l’Observatoire de Paris, n o 0, décembre 2004,pp. 10-11./See article « In the secrets of distant Galaxies », Observatoire de Paris : The Magazine, n o 0, December 2004,pp. 10-11. VIRULENT GAMMA-RAY BURSTS Gamma-ray bursts are a hard-to-solve mystery. These sudden energy gusts that take place every day in the sky in a random manner were discovered at the end of the 1960s by American satellites. Joint studies from ground and space observatories seem to point to gigantic explosions in galaxies beyond the Milky Way, some more than 10 billion light-years away. The bursts can last from one tenth of a second to two minutes. Are they the result of collisions between neutron stars, or provoked by black holes ? The longest and most frequent episodes may be due to the death of extremely massive stars that would collapse under their own gravity. These hypernovae would end their lives as expanding fireballs and bursts. They would come from the first generations of stars born at the beginning of the Universe. X-shooter arrives at the right moment to spy on them, after being alerted by the three satellites, the European (Integral) and the two American (Swift and Glast).
RECHERCHE/APC MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°8/SEPTEMBRE 2007 – 11 À MI-PARCOURS, ANTARÈS ENGRANGE LES PREMIÈRES DONNÉES HALFWAY COMPLETED, ANTARES BEGINS TO STORE DATA Alors qu’il n’est qu’à moitié construit, Antarès, un projet auquel participe étroitement le laboratoire APC - Astroparticule et Cosmologie, est déjà devenu le plus puissant télescope à neutrinos de l’hémisphère nord. Il recueille des données qui pourraient lui permettre, à terme, d’en savoir plus sur les phénomènes les plus énergétiques qui se déroulent dans l’espace. It’s only partly built but it’s already the most powerful neutrino telescope in the northern hemisphere. ANTARES, a project in which the Astroparticle and Cosmology Laboratory (APC) closely participates, collects data that could eventually increase our knowledge of the most violent phenomena taking place in space. Bientôt, Antarès devrait permettre d’en savoir plus sur les événements les plus violents de l’Univers, comme l’explosion d’étoiles massives qui peuvent donner naissance à des trous noirs, par exemple. Antarès est un télescope à neutrinos, particules produites après toute une cascade d’événements, au cœur de phénomènes parmi les plus énergétiques qui puissent se rencontrer dans l’espace. « Cet observatoire est à présent à moitié construit : il a reçu la moitié de ses capteurs ce qui en fait, dès aujourd’hui, le plus puissant instrument de détection des neutrinos de l’hémisphère nord », annonce Antoine Kouchner, du laboratoire APC. Les neutrinos présentent l’avantage de ne pas être sensibles aux champs magnétiques et donc de voyager en ligne droite : ainsi, leur trajectoire révèle la direction de la source d’où ils proviennent. Ils interagissent très faiblement avec la matière, et notamment pas avec le fond diffus cosmologique, ce rayonnement dans lequel l’Univers baigne tout entier : ils peuvent donc voyager sur de très grandes distances. Mais ils présentent un inconvénient majeur : comme ils « traversent » aisément la matière, ils sont très difficiles à détecter. Immergé à 2 500 mètres de profondeur Pour augmenter ses chances de repérer la trace de l’un d’eux, Antarès occupe un important volume. Il se compose de douze lignes verticales hautes de 450 mètres, espacées de 60 à 70 mètres l’une de l’autre, chacune dotée de 75 photomultiplicateurs. Ces capteurs sont capables de détecter la lumière visible avec une grande sensibilité. Un peu de lumière dite Cherenkov est en effet produite par certaines particules appelées muons lorsqu’elles se déplacent, lesquels muons sont engendrés quand les neutrinos entrent en collision avec la matière. Pour mieux observer ce rayonnement, l’instrument Antarès est plongé dans une nuit presque totale, à 2 500 mètres de profondeur, dans la mer Méditerranée. L’observatoire, opérationnel, a déjà reçu cinq lignes de photomultiplicateurs. Deux de plus ont été immergées et seront prochainement connectées à la station côtière par le Victor, un sous-marin télécommandé de l’IFREMER 1. Lorsqu’il sera complet, début 2008,Antarès sera composé de douze lignes. « C’est un grand bonheur d’être à mi-parcours, explique Antoine Kouchner. Nous n’avons plus qu’une envie : recueillir un grand nombre de données pour les étudier. » Peut-être le nombre de neutrinos provenant de l’espace et reçus par Antarès ne sera-t-il pas suffisant pour obtenir des résultats scientifiques substantiels. Il faudra alors agrandir l’instrument. C’est déjà prévu. D’ici quelques années, la décision de l’étendre afin qu’il atteigne un kilomètre cube pourrait être prise. L’Antarès « première version », trente fois plus petit, aura alors permis de démontrer que la détection des neutrinos d’origine spatiale constituait un challenge que les équipe étaient prêtes à relever. Thanks to ANTARES, we may soon learnmore about the most violent events in the Universe, such as the explosion of massive stars that may result in the formation of black holes. ANTARES is a neutrino telescope. Its name refers to those particles produced following a series of events at the centre of the most violent phenomena occurring in space. « The observatory is currently halfway completed. One half of its captors are in place, making it already the most powerful device for the detection of neutrinos in the northern hemisphere », says Antoine Kouchner, from APC. Neutrinos have the advantage of not being affected by magnetic fields, and thus of travelling in a straight line ; hence, their trajectory indicates the direction of their source. They interact very weakly with matter, and in particular with the cosmic background radiation that is found everywhere in the Universe. They can therefore travel over very long distances. But they have a major drawback : since they can easily « pass through » matter, they are very difficult to detect. Lying 2,500 metres under the sea To increase the chances of detecting the trace of one of them, ANTARES has a large volume. It consists of twelve vertical lines 450 metres high, 60 to 70 metres apart, and each equipped with 75 photomultipliers. These are extremely sensitive light sensors. A smallamount of light known as Cherenkov light is emitted by certain particles, called muons, when they are in motion. These muons are produced when neutrinos collide with matter. In order to better observe this radiation, ANTARES operates in almost total darkness, 2,500 metres below the Mediterranean Sea. With five photomultiplier lines deployed, the observatory is already operational. Two more lines are underwater and will soon be connected to the shore station by Victor, a remote-controlled submarine from IFREMER 1. After its completion, early in 2008, ANTARES will have a total of twelve lines. « It feels great to be halfway through, explains Antoine Kouchner. Our goal is to collect a large amount of data and analyze it. » Perhaps the number of neutrinos from space collected by ANTARES will not be enough to produce any significant scientific results. A larger instrument will then be necessary, and the possibility has already been envisaged. In a few years, the decision to expand the observatory to a size of one cubic kilometre could be made.The first version of ANTARES, thirty times smaller, will then have demonstrated that the detection of neutrinos from space was a challenge the research teams were ready to takeup. (1) Institut Français de Recherche pour l’Exploitation de la MER./French Research Institute For Exploitation of the sea. ANTARÈS se situe à 40 km des côtes au large de Toulon./ANTARES is located out at sea, 40 km from Toulon. Collaboration Antarès Contact : Antoine KOUCHNER Maître de conférences (Université Paris Diderot) APC kouchner@apc.univ-paris7.fr +33 (0)1 57 27 61 56 Dans leur poche protectrice argentée, les PHOTOMULTIPLICATEURS, attachés à une nouvelle ligne, attendent d’être plongés par 2 500 mètres de fond./Photomultipliers in their silver protective case and attached to a new line before being placed 2,500 metres underwater. B. Vallage, CEA/Dapnia L’instrument sera composé de 12 lignes verticales longues de 450 mètres sur lesquelles seront accrochés 900 photomultiplicateurs. Au premier plan, en jaune, le sous-marin qui sert aux connexions./The instrument will be madeup of 12 vertical lines 450 metres long to which 900 photomultipliers will be attached. In the foreground, in yellow, the submarine that relays data to the shore station. F.Montanet, CNRS/IN2P3 et UJF pour Antarès



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