Irfu
Bloc détecteur du télescope IBIS
Généralités
Thématique et contexte du projet La mission d’astronomie gamma Integral, dont l’objectif principal est l’exploration approfondie des sites célestes émissifs dans la bande spectrale de 15 keV à 10 MeV est la dernière grande mission astronomique de l’Agence spatiale Européenne. Le télescope Ibis et le spectromètre SPI constituent la charge utile principale du satellite Integral. Tous les astres actifs à haute énergie sont des objectifs d’IBIS avec au premier rang, les trous noirs, qu’ils soient issus de l’évolution stellaire où nichés au cœur des noyaux actifs de galaxies.
Pour en savoir plus : l'observatoire integral
Localisation Une fusée russe Proton a placé le 17 Octobre 2002 le satellite Integral sur une orbite très excentrique (périgée initial : 10 000 km, apogée initial 150 000 km). Le télescope Ibis est du côté exposé au soleil sur le satellite.
Collaboration Allemagne : Université de Tubingen.
Espagne : Université de Valence.
USA : Marshall Space Flight Center.
France : Dapnia.
Italie : IAS (Rome) ; ITESRE (Bologne) ; IFCAI (Palerme).
Norvège : Université de Bergen.
Pologne : NCAC (Varsovie) ; CBK (Varsovie).
Approche scientifique
Moyens d'investigation Ibis est un télescope gamma à ouverture codée, apte à fournir des images à haute résolution angulaire (précision de localisation des sources, <1 minute d’arc) et une bonne information spectrale. Les sites émissifs actifs à haute énergie produisent des rayonnements à spectre continu, induits essentiellement par des mécanismes impliquant des particules accélérées, auxquels se superposent des raies d’émission issues de processus de désexcitation nucléaire et d’annihilation électron-positon.
Instruments La couverture du domaine spectral est assurée par deux plans détecteurs : ISGRI couvre la gamme 15 keV – 1 MeV et PICsIT la gamme 300 keV – 10 MeV. Les plans détecteurs sont des mosaïques de détecteurs, semi-conducteurs en tellurure de cadmium pour Isgri ou scintillateurs pour PICsIT, aptes à mesurer la position du point d’impact et l’énergie déposée par chaque photon interagissant avec le plan détecteur. Modulé par l’ouverture codée, le rayonnement gamma céleste est enregistré par les plans détecteurs d’IBIS ceinturés de blindages actifs pour réduire le bruit de fond induit par les particules chargées qui abondent dans l’environnement spatial.
Spécificités Une ample surface de collection dans un vaste domaine spectral, l’aptitude à produire sur tout ce domaine des images fines et des spectres à bonne résolution, autant de spécificités qu’aucun autre instrument gamma n’a jamais affiché simultanément. Ces caractéristiques sont principalement le fait d’Isgri qui est la première caméra gamma à semi-conducteurs fonctionnant à température ambiante.
Contribution du Dapnia
Responsabilités scientifiques et techniques Ibis : Conception et administration de l’expérience (position de Co-principal investigateur)
Simulation du dispositif expérimental et calcul de la réponse de l’instrument.
Fourniture d’un générateur X, de sources radioactives et d’un système d’acquisition rapide pour l’étalonnage d’Ibis.
Isgri : Etude, développement et réalisation (maîtrise d’œuvre) de la caméra gamma de nouvelle génération, le plan détecteur supérieur du télescope.
Services SAp, Sédi, SIS
Etats et perspectives
Dates importantes
1993 : Sélection de la mission Integral par le Comité des Programmes Scientifiques de L’Agence Spatiale Européenne
1995 : Sélection des instruments de la charge utile
14 Juillet 2001 : livraison du modèle de vol de la caméra Isgri
17 Octobre 2002 : lancement d’Integral à Baïkonour
Etat au 15 septembre 2007 Ibis fonctionne nominalement
Perspectives La mission Integral initialement financée pour une durée de deux ans est prolongée jusqu'à 2010. Une extension jusqu'à 2013 est actuellement à l’étude.
Bilan scientifique et technique Ibis fonctionne parfaitement et Isgri n’a pas fait montre de la plus petite défaillance depuis le lancement. Sur le plan scientifique, la littérature spécialisée (Nature, Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics etc.) révèle que 90% des résultats d’Integral sont basés sur des données d’Isgri.
Faits marquant
8 décembre 2002 INTEGRAL découvre le ciel gamma
17 octobre 2003 Le premier anniversaire du satellite INTEGRAL
18 mars 2004 INTEGRAL perce le brouillard gamma
4 novembre 2004 Astre compact, supergéante et cocon de matière
6 septembre 2005 Festin stellaire
15 novembre 2005 Vue panoramique et gros plan
9 octobre 2006 Explosion radioactive dans Cassiopée
13 février 2007 INTEGRAL révèle la Galaxie gamma
Contact F. LEBRUN
maj : 26-01-2006 (383)
Structure de l'Univers 
Phénomènes cosmiques à haute énergie
Le service d'Electronique des Détecteurs et d'Informatique Le Service d'Astrophysique et le Laboratoire AIM Le service d'Ingénierie des Systèmes
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24 mars 2011
Première mesure d’une polarisation gamma autour d’un trou noir galactique
Prototype de systèmes d'étoiles doubles sources de rayons X binaire X et abritant un trou noir, Cygnus X-1 ne cesse d’être depuis sa découverte dans les années 60 l’objet de nombreuses études. En étudiant son comportement à haute énergie, une équipe internationale conduite par Philippe Laurent, astrophysicien au Service d'Astrophysique du CEA-Irfu et laboratoire APC a découvert une propriété étonnante de ... Lire la suite » |
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20 novembre 2008
Vents de particules et polarisation gamma au sein de la nébuleuse du Crabe
Le coeur de la nébuleuse du Crabe est continuellement balayé par un vent de particules relativistes émis par son moteur central, le pulsar. En se propageant ces particules laissent comme empreinte un rayonnement gamma, distinct de celui du pulsar, mais dont la cartographie précise se heurte à la relative myopie des télescopes gamma. Ce défaut de vision vient d’être contourné par une équipe du Service d'Astrophysique (SAp) ... Lire la suite » |
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21 décembre 2007
Deux ans de surveillance d’un trou noir galactique (21 décembre 2007)
Deux années de surveillance en ondes radio et rayons X et gamma ont permis de comprendre l’origine de la matière sporadiquement éjectée par un trou noir de la Galaxie. En étudiant le microquasar GRS1915+105, un trou noir avalant la matière de son étoile compagnon, une équipe de chercheurs dirigée par Jérôme Rodriguez du Service d’Astrophysique du CEA-DAPNIA a montré que le gaz chaud enveloppant le trou noir, et non le ... Lire la suite » |
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09 octobre 2006
Le satellite INTEGRAL mesure le titane radioactif d'une d'étoile morte
Une collaboration internationale conduite par des astrophysiciens du Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA, vient de mesurer avec précision la quantité d'un élément radioactif (le titane 44) dans les vestiges d'une explosion d'étoile survenue vers l'an 1670 dans la constellation de Cassiopée. C'est grâce à la caméra à rayons gamma IBIS/ISGRI, conçue au CEA et placée à bord du satellite INTEGRAL, que les scientifiques ont pu ... Lire la suite » |
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15 novembre 2005
Deux facettes de notre Galaxie dévoilées par l'observatoire INTEGRAL
Deux nouveaux résultats obtenus par le satellite INTEGRAL viennent d'enrichir notre vision du ciel dans le domaine des rayons X de hautes énergies. Le premier est une carte du ciel, couvrant près de 50% de la voûte céleste qui a été produite grâce aux observations à haute résolution spatiale de la caméra IBIS/ISGRI. Cette carte fait apparaître une myriade d'objets, plus de 200 sources distinctes. Une partie peut-être ... Lire la suite » |
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21 septembre 2005
Une caméra astronomique du CEA reconvertie pour détecter les matières radioactives
L'astronomie vient aujourd'hui au secours de la lutte anti-terrorisme. Le Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA vient en effet d'engager une étude particulière pour adapter une caméra astronomique, initialement prévue pour capter les rayons X et gamma de l'Univers, à la détection de matières radioactives dissimulées. Ce projet fait partie du programme national de recherche sur le terrorisme baptisé "NRBC" (pour ... Lire la suite » |
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06 septembre 2005
Un pulsar milliseconde s'échauffe et accélère
Une équipe européenne dirigée par Maurizio Falanga du Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA vient d'étudier un phénomène insolite, le regain d'activité d'un pulsar ultrarapide en train de dévorer son étoile compagnon. Pour la première fois, l'émission du signal modulé à la période de rotation du pulsar est détectée jusqu'à 150 keV, grâce aux données fournies par l'observatoire du ... Lire la suite » |
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22 juillet 2005
La carte complète vue par le satellite Integral
Pour la première fois, une équipe européenne, à laquelle participe le service d'astrophysique (SAp) du Dapnia, vient de dévoiler la répartition dans notre Galaxie de l'antimatière [1], une forme miroir étonnante de la matière. C'est grâce au spectrographe SPI [4] placé à bord du satellite Integral qu'a pu être constituée la carte complète de certains rayons gamma caractéristiques de l'annihilation ... Lire la suite » |
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18 mars 2004
Nouvelles sources inconnues dans la Voie Lactée
Tout juste un peu plus d'un an après son lancement, le satellite INTEGRAL vient de fournir aux scientifiques une information majeure sur l'émission gamma de notre Galaxie, la Voie lactée. Depuis près de trente ans en effet, une émission de rayons gamma, la forme la plus énergétique de la lumière, a été découverte en provenance du disque de la Galaxie sans qu'il ait été possible de déterminer totalement son origine. ... Lire la suite » |
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01 novembre 2003
Le télescope spatial européen INTEGRAL de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) fête sa première année en orbite. Après un lancement réussi le 17 octobre 2002, cet observatoire du rayonnement de haute énergie de l'Univers livre déjà une variété impressionnante de résultats scientifiques, avec en particulier un premier panorama de notre Galaxie ... Lire la suite » |
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18 décembre 2002
Le 17 octobre 2002 à 4h41 temps universel, le satellite INTEGRAL (acronyme pour "INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory" , "Laboratoire International pour l'Astronomie du Rayonnement Gamma") a décollé de la base de Baikonour (Kazakhstan) au sommet d'une fusée russe Proton de 700 tonnes. Ce satellite d'un poids total de plus de 4 tonnes est le plus gros satellite scientifique de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) lancé à ce jour. ... Lire la suite » |
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15 octobre 2001
Le 12 juillet dernier, une caméra révolutionnaire a été livré à Milan (Italie) par le Service d'Astrophysique du CEA pour être intégrée dans le télescope IBIS. Ce télescope est un des deux instruments de l'observatoire des rayons gamma INTEGRAL.
Ce satellite de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) sera lancé en octobre 2002 depuis Baikonour (Kazakhstan).
La caméra, baptisée ISGRI, est capable de produire des images ... Lire la suite » |
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Cet instrument chargé de fournir des images précises du ciel dans un domaine d'énergie allant de 20 keV à 10 MeV est l'héritier direct du télescope SIGMA. Sa conception est en effet très semblable, alliant un masque codé à un ensemble détecteur à base de caméras gamma, le tout étant protégé des rayonnements parasites par des blindages actifs et passifs. L'originalité d'IBIS (Imager on Board the Integral ... Lire la suite » |
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Le 17 octobre 2002, à 4h41 Temps Universel, depuis la base de Baikonour au Kazakhstan: une fusée russe Proton s'élève dans le ciel avec à son bord l'observatoire INTEGRAL (INTernational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory). Une année plus tard, soit après plus de 120 révolutions autour de notre planète et les nécessaires étapes de vérification et d'étalonnage des différents instruments, les opérations sont maintenant ... Lire la suite » |
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Integral : Un sans faute pour ses débuts
Jeudi 17 octobre 2002 : 6h 41, à Paris, 9h41 à Baïkonour, Kazakhstan. La fusée russe Proton décolle dans un nuage de fumée et s'élève droite comme un " I " dans le ciel clair.
Au CNES à Toulouse, le lancement est retransmis en direct de Baïkonour sur écran géant. Les acteurs français du projet Integral (CNES et CESR) et une grande partie du service ... Lire la suite » |
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Découvertes d'un nouveau type de sources
Un des objectifs majeurs de la mission INTEGRAL est d'établir la meilleure carte actuelle de la Galaxie dans le domaine des hautes énergies (rayons X et gamma), une véritable photographie de la Voie Lactée telle que pourraient l'apprécier des yeux sensibles au rayonnement gamma. Un an après la mise en orbite d'INTEGRAL, une partie de cette cartographie générale a déjà été effectuée. Les surprises et découvertes sont ... Lire la suite » |
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La source Cygnus X-1 est l'une des sources les plus brillantes du ciel dans le domaine d'énergie couvert par les instruments IBIS et SPI. Sa position dans le ciel, actuellement favorable à une observation par INTEGRAL, en fait tout naturellement un objet de choix pour la phase de validation des instruments.
Cygnus X-1 fût détectée pour la première fois en 1962, non par un satellite mais par une fusée sonde dont la durée de fonctionnement ne se ... Lire la suite » |
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Le satellite INTEGRAL
Le satellite INTEGRAL, "Laboratoire International pour l’Astronomie du Rayonnement Gamma" (acronyme pour INTErnational Gamma-RAy Laboratory), est un observatoire spatial de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) pour l'étude des rayons gamma cosmiques, dont le lancement est prévu en octobre 2002 par une fusée russe Proton depuis le cosmodrome de Baikonour, au Kazakhstan. |
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L'image du trou noir Cygnus X-1Le 16 novembre 2002, le satellite INTEGRAL a été pointé vers la constellation du Cygne afin d'y observer sans doute l'un des trous noirs les plus proches du Soleil. Cette source baptisée Cygnus X-1 est en réalité constituée de deux étoiles tournant l'une autour de l'autre, l'un d'entre elles étant très probablement un trou noir. |
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Les sursauts gamma sont au centre de discussions passionnées au sein de la communauté scientifique. Découverts fortuitement dans les années 70 par les satellites espions américains chargés de la surveillance des explosions thermonucléaires, ils apparaissent soudainement dans le ciel sous forme d'une intense bouffée de photons gamma. Le caractère imprévu et la rapidité du phénomène de même que leur distribution ... Lire la suite » |
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La mission du spectromètre SPI est de fournir des spectres à très haute résolution des sources visées dans la gamme d'énergie 20 keV-10 MeV. Cette très bonne résolution en énergie devrait permettre des progrès sans précédent dans le domaine de l'astrophysique nucléaire.
La première source astrophysique observée grâce à SPI a été le couple d'étoiles Cygnus X-1, ... Lire la suite » |
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L'objectif du télescope JEM-X (acronyme pour "Joint European X-ray Monitor") est l'étude dans le domaine des rayons X des sources célestes observées par les instruments gamma du satellite INTEGRAL (IBIS et SPI). Constitué de deux moniteurs identiques de rayons X opérant dans la gamme d'énergie 3-35 keV, il complète le domaine basse énergie couvert par les deux instruments gamma et joue un rôle crucial dans la détection et ... Lire la suite » |
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Les observations multi-longueurs d'onde sont particulièrement importantes en astrophysique des hautes énergies. La forte variabilité des sources est un aspect important dans ce domaine et leur étude sur une très large bande d'énergie permet de diagnostiquer la nature des objets et de préciser les processus physiques responsables de leur émission. |
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Durant les prochaines jours, la phase de vérification des instruments du satellite INTEGRAL va se poursuivre. Il s'agit en effet de tester les différents modes d'observation qui seront offerts à la communauté scientifique dans le cadre du programme d'observation. L'étude détaillée du bruit de fond des instruments, la mesure précise de la finesse des images sur la totalité du champ de vue des télescopes, la capacité à identifier ... Lire la suite » |
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Le programme INTEGRAL est un programme majeur pour le CEA qui figurait dans les deux précédents plans stratégiques quadriennaux, présentés dans le cadre du contrat d'objectifs CEA-ETAT. Le CEA a parfaitement rempli sa mission en partenariat avec le CNES (Centre National d' Etudes Spatiales) en livrant les instruments en 2001 aux consortia scientifiques et à l'ESA (Agence Spatiale Européenne), environ un an avant le tir depuis Baïkonour le 17 octobre 2002. ... Lire la suite » |
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Liste des articles du numéro spécial de la revue Astronomy and Astrophysics de Novembre 2003 dédié aux premiers résultats de la mission INTEGRAL dont le premier auteur est un scientifique du SAp
INTEGRAL/SPI ground calibration
D. Attié, B. Cordier, M. Gros, Ph. Laurent, S. Schanne, G. Tauzin, P. von Ballmoos, L. Bouchet, P. Jean, J. Knödlseder, P. Mandrou, Ph. Paul, J.-P. Roques, G. Skinner, G. Vedrenne, R. Georgii, A. von Kienlin, G. Lichti, V. Schönfelder, A. Strong, C. Wunderer, C. Shrader, S. Sturner, B. Teegarden, G. Weidenspointner, J. Kiener, M.-G. Porquet, V. Tatischeff, S. Crespin, S. Joly, Y. André, F. Sanchez, P. Leleux
Astronomy and Astrophysics, Novembre 2003
Pour une ... Lire la suite » |
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Une 'fontaine' d'anti-électrons dans les régions centrales de la Galaxie
Grâce à ses capacités conjointes d'imagerie et de spectroscopie (mesure de l'énergie du rayonnement), le satellite INTEGRAL vient d'obtenir un résultat de première grandeur. Le spectrographe SPI (SPectromètre pour Integral) vient en effet de fournir la première carte très détaillée de l'émission des régions centrales de la Galaxie à l'énergie de 511 keV, correspondant à l'énergie d'annihilation ... Lire la suite » |
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La découverte d'une source de haute énergie
Le centre exact de notre Galaxie, la Voie Lactée, constitue encore une énigme totale. La présence d'un trou noir hyper-massif, de plus de deux millions de fois la masse du Soleil, est fortement suggérée par l'existence d'une source d'onde radio compacte et d'une forte concentration de matière modifiant le mouvement des étoiles. Un trou noir aussi massif dans une région si dense devrait inévitablement produire une forte émission de photons ... Lire la suite » |
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Integral, une mission spatiale d’astronomie gamma
Regards sur l’univers invisible
Integral, une mission spatiale d’astronomie gamma
Cette exposition scientifique, conçue et réalisée par le Service d'Astrophysique du CEA/DSM/Irfu du CEA-Saclay en partenariat avec le Cnes, le Cnrs, l'université Paris-Diderot et la Mairie du 13e-Paris, s'est tenue du 15 au 19 octobre 2012 à la Mairie du 13e arrondissement de Paris à l'occasion des 10 ans du lancement du satellite d'astronomie gamma ... Lire la suite » |
