XMM : Xray Multi Mirror

Généralités

Thématique et contexte du projet Le projet XMM-Newton est un télescope spatial de l'Agence spatiale européenne, destiné à l'observation des rayons X entre ~ 0,1 et 12 keV. Observatoire ouvert à l'ensemble de la communauté via un système d'appel d'offre à observation, il a été lancé le 10 décembre 1999. La sensibilité et la couverture spectrale d'XMM-Newton permettent de faire des observations clefs dans de nombreux domaines de l'astrophysique, comme la formation des grandes structures de l'univers, la dynamique des restes de supernovae, la physique autour des trous noirs galactiques ou extra-galactiques, les couronnes stellaires. Au satellite est associé un centre de traitement de données, le SSC, dont le rôle est de traiter systématiquement toutes les données d'XMM-Newton, d'établir un catalogue des sources détectées et de chercher à les identifier en optique. Localisation En orbite terrestre (7000-114000 km) pour le satellite .Un modèle de rechange de l'instrument Epic est opérationnel à l'Université de Leicester (UK). Les machines du SSC sont à l'université de Leicester. Collaboration Epic (European Photon Imaging Camera): Allemagne (2), Royaume-Uni (2), France (3), Italie (3) SSC (Survey Science Centre): Allemagne (2), Royaume-Uni(3), Espagne (1), France (3), Italie (1) 

Approche scientifique

Moyens d'investigation Le télescope XMM-Newton est constitué de la juxtaposition de trois modules-miroirs, de 7,5 m de longueur focale. Chaque plan focal contient une mosaïque de détecteurs CCD, dont l'ensemble forme l'expérience Epic. Sur deux des télescopes, le flux X est partagé entre Epic et un spectromètre à réseau (expérience RGS). Un télescope optique-UV complète le tout. Dans la gamme d'énergie couverte par XMM-Newton (0,1-12 keV), les trois processus principaux d'émission pour le continuum sont le rayonnement de freinage dans les plasmas entre 1 et 100 millions de degrés, le rayonnement synchrotron des électrons relativistes, et enfin le rayonnement de corps noir. A ce continuum s'ajoutent de nombreuses raies d'émission, diagnostics très puissants sur les conditions physiques et la composition chimique du milieu émetteur. Instruments Les photons X sont mesurés par des détecteurs CCDs, refroidis à ~ -100 °C par des radiateurs passifs. Le champ couvert par l'ensemble Epic est de 30 minutes d'arc de diamètre, la résolution spatiale des télescopes étant ~ 5 secondes d'arc (FWHM). Les photons X sont détectés un par un, par analyse en temps réel des images CCD à bord d'XMM. On mesure ainsi, et on transmet au sol, la position, l'énergie, et le temps d'arrivée de chaque photon détecté. Spécificités La spécificité d'XMM-Newton par rapport aux instruments actuels ou passés est sa très grande surface efficace de détection, jusqu'à plus de 10 keV. 

Contribution du Dapnia

Responsabilités scientifiques et techniques Epic-MOS : * électronique d'analyse assurant la reconnaissance et l'étiquetage en temps réel des évènements X dans les images CCD ; * contrôleur pilotant l'électronique de commande des CCD ; * convertisseurs de tensions et distribution d'alimentation; * développement d'asics pour application spatiale ; * développement des bancs de tests et intégration des caméras ; * mesures d'étalonnage au sol (station synchrotron IAS/Lure) ; * définition des procédures de vol. Analyse des données d'étalonnage en vol. SSC: * logiciels d'analyse des données pour les caméras Epic-MOS ; * tests des autres logiciels d'analyse ; * vérification visuelle de l'analyse automatique (participation) ; * observations complémentaires dans le visible (voir Megacam). Services En phase d'étude et réalisation : SEI, SIG, SGPI 

Etats et perspectives

Dates importantes * 1984: sélection de la mission XMM à l'ESA. * 1989: sélection des instruments. * 1996: sélection du SSC par l'ESA. * 1998: livraison des modèles de vol Epic. * 1999, 10 déc. : lancement de XMM, et début des phases de vérification et étalonnage en vol. * 2000, juillet : début des observations temps garanti et ouvert, et du fonctionnement de routine. * 2003, 6 nov. : approbation par l'ESA de l'extension de la mission jusqu'en mars 2008. Etat au 31 décembre 2003 Epic est en orbite, en fonctionnement nominal Perspectives * La mission XMM-Newton est officiellement financée à l'ESA jusqu'en mars 2008. Une prolongation de plusieurs années au-delà de 2008 est techniquement possible, et sera probablement demandée et obtenue. * Par ailleurs, la communauté européenne étudie un successeur de nouvelle génération à XMM-Newton, XEUS, dont la surface de miroir serait 30 fois plus grande. XEUS pourrait voir le jour dans la période 2016-2020. Bilan scientifique et technique * Techniquement, la partie française d'Epic fonctionne entièrement nominalement depuis le début de la mission. * Scientifiquement, fin 2003, les astrophysiciens du Dapnia ont publié à partir des données d'XMM un total de 46 articles dans des revues à comité de lecture, dont 24 en premier auteur. Faits marquants * 31 janvier 2004 : L'énigme du gaz chaud au centre galactique * 16 juillet 2003 : L'univers profond sondé par le satellite XMM-Newton * 7 avril 2003 : Le premier catalogue XMM * 1 avril 2003 : L'amas Coma au pied du mur * 15 janvier 2003 : Nouvelles images de l'Univers lointain * 10 janvier 2003 : Sursaut au centre de la Galaxie * 3 mai 2002 : La formation des structures dans l'Univers testée avec le satellite XMM Autres faits marquants : * 24 janvier 2003 : Journée CEA sur 3 ans de résultats d'XMM * 14-16 octobre 2003 : Conférence sur les résultats du consortium XMM/Epic Contact Epic : Philippe FERRANDO ; SSC : Jean BALLET 

Maj : 08/02/2006 (371)

 

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