Actualités 2002

Du 23 janvier au 6 février 2002, une équipe internationale, comprenant une très forte participation du CEA-Saclay, a mené a bien la campagne d'étalonnage au sol du satellite INTEGRAL dans les locaux du Centre Technique de l'Agence Spatiale Européenne à Noordwijk (Pays-Bas). La charge utile du satellite, au complet dans sa configuration orbitale, comprenait les deux instruments principaux, le télescope IBIS et le spectromètre SPI, tous deux opérant dans la bande des rayons gamma de basse énergie, ainsi que le moniteur à rayons X  JEM-X [voir Figure 1].

Deux cents articles ont été publiés grâce aux données de la caméra ISOCAM

Avec le numéro 383 de mars 2002 de la revue « Astronomy & Astrophysics » est paru le 200e article basé sur des résultats obtenus avec la caméra ISOCAM à bord du satellite ISO et publié dans un journal à comité de lecture. Cet article, qui étudie la possible contamination des sondages cosmologiques effectués à 15 µm par des noyaux actifs de galaxies, est symbolique à plus d’un titre. D’une part, il permet de mesurer le chemin parcouru depuis novembre 1996 qui voyait la toute première publication de résultats ISOCAM. Comme on pouvait s’y attendre, de nombreuses questions ont été résolues avec ISO, mais elles ont elles-mêmes fait naître un champ presque plus vaste d’investigation. Ensuite, il est principalement signé par des membres ou anciens membres de l’équipe ISOCAM de Saclay (et parmi eux, Catherine Cesarsky responsable de l’instrument, sans qui ces 200 articles n’auraient sans doute pas vu le jour). On peut signaler d’ailleurs que le SAp est co-signataire de pratiquement la moitié de ces 200 articles, ce qui démontre la grande vitalité du groupe de Saclay, bien au-delà de la fin de la mission qui eu lieu en avril 1998). Enfin peut également voir avec cet article un passage de relais avec XMM, l’actuelle expérience phare du SAp. La méthode employée pour détecter les noyaux actifs de galaxie est en effet d’observer en rayons X, avec le satellite XMM en particulier, les mêmes régions déjà vues en infrarouge par ISOCAM.

Réunion de définition de l'instrument infrarouge MIRI du nouveau télescope spatial NGST

La revue de fin de phase 1 de l'étude de phase A de l'instrument MIRI (pour Mid Infra Rouge Instrument), qui doit équiper le Télescope Spatial de Nouvelle Génération (NGST), se déroulera à Saclay du 19 au 22 février 2002 au bâtiment 703.
Cette réunion qui regroupera une cinquantaine de personnes de l'ESA, NASA Goddard, JPL, Air Liquide et de différents laboratoires spatiaux français (IAS, LESIA, LAM) et Européens (RAL, ATC, Heidelberg, Padoue, ASTRON...) fixera entre autres le concept optique définitif de l'instrument MIRI à bord du NGST.

Le NGST (pour Next Generation Space Telescope ou Télescope Spatial de Nouvelle Génération) est le successeur du télescope spatial HST (Hubble Space Telescope) actuellement en orbite. C'est un télescope infrarouge muni d'un miroir de 6 mètres de diamètre, soit une surface six fois plus grande que le HST. Son lancement est prévu pour 2009. Ce projet NASA comporte une participation ESA, à hauteur de 15%.
Le NGST possédera 3 instruments différents dont un instrument conçu pour l'infra-rouge moyen, appelé MIRI. L'instrument MIRI peut être considéré comme une version spatiale du spectro-imageur VISIR développé pour le Très Grand Telescope européen (VLT) au sol par le DAPNIA, en collaboration avec des collègues hollandais. Le DAPNIA (SAp, SEDI) participe à l'étude de phase A pour l'instrument MIRI, et plus particulièrement au sous système imageur.

L'étude de phase A se terminera en juillet 2002. La proposition de participation française à l'instrument MIRI sera présentée aux journées prospectives du CNES en octobre 2002.

Dans le cadre d’une collaboration franco-américaine incluant l'Université du Minnesota, le Centre de Spectrométrie Nucléaire et de  Spectrométrie de Masse (CSNSM), l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP) et le Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA, une équipe de chercheurs vient de montrer qu'une des constantes fondamentales de la physique, la constante de structure fine (qui gouverne l’interaction électromagnétique) n’a pas varié de plus d’une partie sur dix millions depuis la formation du Système Solaire. Cette limite est un élément très important pour toutes les théories développées à l'heure actuelle qui cherchent à dépasser les modèles standards de la physique des particules et de la cosmologie (supercordes et branes) et qui, pour certaines, prédisent des variations notables des "constantes" physiques.

Grâce à des observations effectuées au Very Large Telescope de l'Observatoire Européen Austral au Chili, une collaboration internationale menée par des astrophysiciens du Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA vient de déterminer la distance cosmologique d'un sursaut gamma, l'un des phénomènes les plus violents de l'Univers. Pour cela, ces chercheurs ont mesuré le décalage vers le rouge de la galaxie dans laquelle avait été observées ces bouffées de rayons de haute énergie. Ils ont montré que la distance de cet objet, une magnifique galaxie spirale dévoilée par les images du Telescope Spatial Hubble, correspondait bien à celle estimée à partir du spectre X du sursaut lui-même. Ces observations valident une méthode de détermination des distances des sursauts gamma uniquement basée sur la lumière issue de ces explosions. La simplicité de sa mise en oeuvre ouvre des perspectives intéressantes dans la connaisance de l'histoire de la formation stellaire dans l'Univers.

Détection de nuages denses dans le Quintette de Stephan

Dans les galaxies, les étoiles se forment à partir de gaz moléculaire. Ces nuages ont, jusqu'à présent, été principalement détectés a l'intérieur de disques galactiques.
Pour la première fois, une équipe internationale d'astronomes de laboratoires espagnols, mexicains, américains et français (en particulier du CNRS et du CEA-DAPNIA), vient de découvrir des réserves insoupçonnées de gaz moléculaire, en dehors des galaxies.

Les chercheurs ont observé un groupe spectaculaire de galaxies, connu sous le nom de "Quintette de Stephan", qui rassemble cinq galaxies principales dont les formes sont fortement perturbées par l'effet de leur interaction gravitationnelle.

Détection de l'effet SZ par l'expérience CBI

La détection des fluctuations du fond diffus cosmologique est depuis une dizaine d'années une activité florissante en cosmologie. Depuis le satellite COBE (Cosmic Background Explorer) en 1992, la sensibilité et la résolution angulaire des expériences au sol ou en vols ballon n'ont cessé de s'améliorer. La taille et l'amplitude de ces fluctuations primordiales permettent de déterminer les " conditions initiales " à la création de l'univers, et de fixer avec précision la valeur des (nombreux) paramètres cosmologiques (voir manips Boomerang et Maxima).

La galaxie bleue compacte SBS 0335-052 confirme son caractère exceptionnel

Cette galaxie était déjà connue pour être l'une des galaxies les moins évoluées chimiquement, possédant une quantité très faible d'éléments chimiques lourds fabriqués par les étoiles et donc très jeune du point de vue de l'évolution des galaxies, mais il s'avère que sa "face cachée" est elle-aussi exceptionnelle. En effet des observations combinées, obtenues dans l'infrarouge grâce aux instruments ISOCAM, ISOPHOT du satellite ISO (Infrared Space Observatory) et au télescope Gemini, montrent que l'essentiel de la formation stellaire actuelle se concentre en un super-amas stellaire, de 2 millions de masse solaire, si bien enfoui dans son cocon de poussière qu'aucune lumière visible ne nous en parvient.

Quelle est l'origine du fond cosmologique infrarouge ?
Une étude basée sur des observations du satellite infrarouge ISO vient d'apporter une réponse essentielle à cette question importante de l'astrophysique. A l'aide d'images profondes du ciel réalisées à la longueur d'ondes de 15 microns (infrarouge moyen), une équipe d'astronomes du Service d'Astrophysique du CEA dans le cadre d'une collaboration internationale a révélé l'existence dans les galaxies d'une phase de flambée de formation d'étoiles qui avait échappé aux observations réalisées à d'autres longueurs d'ondes. Les galaxies seraient en effet « timides », dans le sens où ces pouponnières d'étoiles seraient masquées par un voile de poussière interstellaire et n'apparaîtraient que dans l'infrarouge.

Comment les structures, gravitationnellement dominées par la matière noire, se forment et évoluent dans l'Univers, est une question majeure de la cosmologie contemporaine. Les amas de galaxies, les plus grandes structures gravitationnellement liées, sont des outils privilégiés pour répondre à cette question.

Le satellite XMM-Newton de l'Agence Spatiale Européenne (ESA)X a observé l'amas de galaxies RXJ1120.1+4318 découvert par le satellite ROSAT à un décalage vers le rouge de z=0.6 (correspondant à 60% de l'âge actuel de l'Univers). La figure 1 montre l'image XMM de cet amas, qui apparait régulier et relaxé. La très grande sensibilité de XMM a permis de mesurer avec une précison inégalée la distribution de gaz dans cet amas, pratiquement jusqu'au rayon du viriel (extension physique de l'amas) et, pour le première fois à un tel décalage vers le rouge, le profil de température et d'entropie. Le satellite américain Chandra n'a pas la sensibilité pour faire ce genre d'étude à ce décalage vers le rouge

Une équipe internationale d'astrophysiciens conduite par Félix Mirabel du Service d'Astrophysique vient, en mesurant le mouvement propre du système GRO J1655-40 dans le plan de notre Galaxie, d'établir un lien entre les trous noirs et l'explosion des étoiles massives, les supernovae. Résidus possibles de ces gigantesques évènements cosmiques, ces trous noirs de masse stellaire reçoivent lors de ces explosions une formidable impulsion les propulsant dans l'espace interstellaire à des vitesses considérables.

VISIR : un spectro-imageur infrarouge pour le VLT

VISIR est l'instrument Infra-Rouge que le DAPNIA (SAp, SIS), en collaboration avec le laboratoire ASTRON à Dwingeloo (Pays-bas), est en train de construire pour l'ESO (European Southern Observatory). VISIR sera monté sur le télescope N°3 (Melipal) de l'ensemble des 4 télescopes de 8 mètres que l'Europe a construit sur le site du Paranal au Chili.

Une équipe d'astronomes du Service d'Astrophysique du DAPNIA/CEA, en collaboration avec des chercheurs de l'observatoire de Padoue et de l'Observatoire Européen Austral (ESO), vient de mettre en évidence dans un amas de galaxies une activité de formation stellaire d'une intensité insoupconnée jusqu'alors dans un tel environnement.

C'est grâce à la caméra infrarouge ISOCAM embarquée à bord du satellite ISO, joint à des observations en lumière visible sur le Télescope de Nouvelle Technologie (NTT) de La Silla (Chili), que les chercheurs ont découvert la formation intense de nouvelles étoiles dans l'amas de galaxies Abell 1689, situé à près de 2,5 milliards d'années-lumière. La présence de pouponnières stellaires cachées dans les galaxies d'amas distants, si elle se confirme, est le reflet d'un changement plus général des propriétés des amas de galaxies avec le temps. Il s'agit de la première détection de cette évolution dans l'infarouge.