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Service d'astrophysique
Laboratoire AIM

 
Présentation

Le projet ARTEMIS a pour objet le développement de nouvelles architectures de détection photonique dans le domaine des longueurs d’onde submillimétriques. Ces architectures visent d’abord à répondre à des besoins de l’astronomie dans les prochaines années et plus particulièrement à l'étude de la formation stellaire enfouie à toutes les échelles dans la Galaxie à travers deux domaines de prédilection :

  • les phases précoces de la formation stellaire: luminosité et masse des protoétoiles massives dans la galaxie.
  • l'évolution des galaxies primordiales à grand redshift (z>3).

Les observations astronomiques dans la gamme submillimétrique sont actuellement limitées soit par la résolution angulaire des télescopes soit par la sensibilité et le champ de vue des systèmes de détection. Ces limitations peuvent être contournées sur les nouvelles générations de radiotélescopes, tels ceux développés dans le cadre du programme ALMA sur les hauts plateaux d’Atacama au Chili, à condition de disposer d’une technologie permettant la réalisation de grands plans focaux formés de matrices de plusieurs milliers de pixels de grande sensibilité.

 

à gauche: Un site actif de formation de proto-étoiles dans un filament de poussière entre deux régions HII (Minier et al. 2005).
à droite: Le Cosmic Infrared Background (CIB) vu par SCUBA à 850 µm (Hughes et al. 1998).

Les développements en cours au CEA, sur la base de technologies silicium maîtrisées au LETI/LIR peuvent répondre à ces nouveaux enjeux. Le projet ARTEMIS consiste à couvrir une double fenêtre d’observation au sol à [200-450] μm et à [800-1200] μm dans un même instrument. La première voie de la caméra, ARTEMIS-1 ([200-450] μm) couple le rayonnement incident sur un plan focal formé de bolomètres à grilles développés pour le projet Herschel, une mission satellite de l’ESA dans laquelle est fortement impliqué le CEA. Cette première voie fera l’objet de la réalisation d’un démonstrateur qui sera testé dès 2006 au Gornergrat en Suisse, sur le télescope KOSMA en collaboration avec l’équipe allemande de l’Université de Cologne. A partir de 2007, ce démonstrateur devrait équiper une des antennes du site Chajnantor au Chili, NANTEN2, en collaboration avec l’équipe japonaise de l’Université de Nagoya. La deuxième voie de la caméra, ARTEMIS-2 ([800-1200] μm) couplera le rayonnement sur une matrice de bolomètres à antennes, sur la base de deux filières technologiques, l’une s’appuyant sur le programme national DCMB piloté par le CNRS/CRTBT, l’autre en développement au CEA/LETI. Un démonstrateur couvrant cette plage de longueur d’onde devrait être testé en 2007 sur le télescope KOSMA en Suisse. 

A l’issue du projet, la caméra 2 voies ARTEMIS pourrait être exploitée scientifiquement sur l’une des antennes prototypes du programme ALMA (ex. antenne APEX de 12 m ou ASTE de 10 m). Elle ouvrira ainsi l’observation d’objets intéressant à la fois la communauté de scientifiques travaillant sur les stades précoces de la formation stellaire et celle impliquée dans la formation des plus grandes structures de l’univers à une échelle cosmologique.

 

 

à gauche : Matrice de bolomètres de type PACS.
à droite : Vue du télescope KOSMA sur lequel la caméra prototype sera testée en mars.

 

voir aussi la fiche Dapnia

 

maj : 17-07-2007 (1788)