Faits marquants 2017

06 octobre 2017

Le consortium CTA (Cherenkov Telescope Array), qui regroupe 1300 scientifiques de 32 pays dans le monde a publié fin septembre le recueil de ses objectifs scientifiques, un document de plus de 200 pages, résultat de plusieurs années de travail auquel ont contribué des chercheurs de l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers (Irfu) du CEA.

A l'Irfu, le projet compte une quinzaine de physiciens et d'astrophysiciens du département de physique des particules (Irfu/DPhP) et du département d’astrophysique (Irfu/DAp). Leurs recherches se concentrent sur les phénomènes galactiques, la matière noire, les études de physique fondamentale et l’étude des phénomènes transitoires de l’Univers, des sujets abordés aujourd’hui grâce à leur implication dans les instruments H.E.S.S., Fermi, Integral, et XMM-Newton, pour n’en citer que quelques-uns.

L’observatoire CTA est sur le point de transformer notre vision du ciel à très haute énergie en détectant la lumière Tcherenkov produite par l’interaction des rayons gamma dans l’atmosphère. Afin de couvrir la totalité de la voute céleste, deux réseaux sont en cours d’installation respectivement sur le plateau d’Armazones au Chili et sur l’Ile de la Palma (archipel des Canaries). Ils comporteront au total une centaine de télescopes qui permettront d’étudier les phénomènes cataclysmiques de l’Univers, de sonder la matière soumise à des conditions extrêmes, et d’explorer les frontières de la physique, avec des performances dix fois supérieures aux instruments existants.

28 novembre 2017

L’instrument NISP (Near IR Spectrometer Photometer) est un spectro-photomètre infrarouge qui équipera le télescope spatial Euclid (lancement prévu en 2021) dans le but de mieux comprendre la matière noire et l’énergie noire. Après trois ans de R&D aboutissant à un modèle de qualification, et 6 mois pour la construction et les tests du modèle de vol, les 2 cryomoteurs de NISP ont passé avec succès en novembre l’ensemble des tests de recette.  Une équipe de physiciens d'ingénieurs et de techniciens du CEA-Irfu est prête à les livrer au consortium instrumental Euclid/NISP. Ces cryomoteurs sont destinés à faire tourner les roues porte-filtres et porte-grismes1 qui détermineront le mode d'observation de la caméra NISP en photométrie ou en spectroscopie. Ces deux modes sont indispensables  pour mesurer la forme et l'âge des galaxies.

1Un grisme est un prisme dont une des faces est usinée de façon à former un réseau de diffraction afin de ne laisser passer qu'une seule longueur d'onde.

 

Deux cryomoteurs développés et testés à l’institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers (CEA-Irfu) équiperont le spectromètre infrarouge du télescope spatial EUCLID de l’Agence Spatiale Européenne (lancement en 2021). Ces moteurs permettent de positionner avec précision les roues porte-filtres et porte-grismes de l’instrument. Crédits : CEA/Irfu – Olivier Corpace et Quentin Guihard

 

29 novembre 2017

Après une sélection sévère, les premières cibles d'observation du télescope spatial James Webb (JWST) qui doit être lancé au printemps 2019, viennent d'être dévoilées.  Sur les 200 déclarations d’intention initialement envoyées par des chercheurs du monde entier, seulement 13 programmes ont été retenus au titre des "Premières publications scientifiques (ERS pour Early Release Science). Parmi eux, deux programmes auxquels participe le CEA. Ces observations auront lieu au cours des cinq premiers mois des opérations scientifiques du JWST, après une période de mise en service de six mois.

20 novembre 2017

Alors que le James Webb Space Telescope (JWST) sort de la plus grande cuve cryogénique du monde, une étape cruciale pour le télescope et ses instruments a été franchie avec la réussite des tests cryogéniques. Au sein d’un consortium international, la France, en particulier le CEA/Irfu, le CNRS et le CNES, a joué un rôle clé pour fournir au successeur de Hubble et Spitzer son imageur infrarouge MIRIM, lui permettant d’obtenir des images dans une gamme de 5 à 28 microns de longueur d’onde.

21 juin 2017
La mission européenne PLATO définitivement acceptée à l'ESA

La mission spatiale PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars / Transits Planétaires et Oscillations d'étoiles) a été adoptée lors d'une réunion du Comité du programme scientifique de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) qui s'est tenue le 21 juin 2017. PLATO a pour objectif la découverte de planètes rocheuses autour d’étoiles proches, semblables à notre Soleil. Sélectionnée par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) en 2014, la mission était en préparation et son adoption clôt la phase d’étude et donne le feu vert à la phase de réalisation des instruments. Par suite, dans les prochains mois, un appel d’offre va être lancé pour la fourniture de la plate-forme spatiale sur laquelle sera placé le télescope et ses instruments. PLATO sera lancé en 2026, et il sera placé à près de 1,5 million de km de la Terre. Le satellite surveillera des dizaines de milliers d'étoiles brillantes, recherchant des variations de lumière de quelques dix millièmes, et périodiques, signes du passage d’une planète devant le disque de leur étoile.

13 mars 2017
Mystérieux alignement de l'axe de rotation des étoiles dans deux amas

Les étoiles ne jouent pas aux dés ! C'est l'extraordinaire découverte qu'on fait les chercheurs du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu en parvenant à déterminer l'orientation dans l'espace de l'axe de rotation d'étoiles appartenant à deux amas d'étoiles grâce à l'astérosismologie. Environ 70 % des étoiles observées ont des axes de rotation parfaitement alignés, en contradiction formelle avec les modèles de formation d'étoiles qui prédisent au contraire que ces axes de rotation devraient être distribués totalement aléatoirement. Des simulations numériques ont permis de montrer que, très probablement, ces étoiles avaient réussi à conserver le mouvement de rotation initiale du nuage qui a donné naissance à l'amas. Cette découverte, si elle est confirmée dans d'autres amas, pourrait amener à reconsidérer les processus fondamentaux de la formation des étoiles. Ces travaux font la une de la revue Nature Astronomy du 13 mars 2017.

Voir l'interview : Le mystère de l'alignement de l'axe de rotation des étoiles 

16 avril 2017

L’expérience d’astrophysique PILOT a été lancée le 17 avril sous un ballon stratosphérique depuis Alice Springs, au centre de l’Australie. Le but est d’observer la polarisation de l’émission des grains de poussières présents dans le milieu interstellaire de notre Galaxie et des galaxies proches. Avec une masse de près d’une tonne, PILOT [1] utilise les plus gros ballons lancés par le Centre National d'Etudes Spatiales (CNES). Elle a été développée par l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/CNES/Université Paul Sabatier) et l’Institut d’astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) et l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers (CEA-Irfu). Les détecteurs capables de détecter le rayonnement infrarouge des poussières ont été développés au CEA et sont issus des travaux effectués pour réaliser la caméra PACS qui équipait l'observatoire spatial Herschel.

17 octobre 2017
Migration planétaire: les effets magnétiques changent-ils la donne ?

Une grande partie des exoplanètes connues aujourd’hui sont en orbite très proche autour de leur étoile, permettant des interactions très intenses entre les planètes et l'étoile hôte. Une collaboration internationale, menée par des chercheurs du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu, a montré que ces planètes en orbite proche migrent rapidement, dû à l’effet conjoint des forces de marées et des forces magnétiques. Cette étude apporte des éléments essentiels pour la compréhension de la formation et de l’évolution des systèmes étoile-planètes.  Ces effets de migration devraient être prochainement observables par des missions comme PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) qui vont étudier la zone d'habitabilité des planètes. Ces résultas sont publiés dans la revue Astrophysical Journal Letters d'octobre 2017.

13 juillet 2017
Le secret des cycles magnétiques des étoiles

Grâce à de nouvelles simulations numériques, une équipe scientifique animée par des chercheurs du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu est parvenue à expliquer pourquoi le champ magnétique du Soleil se renverse tous les 11 ans. Les scientifiques ont mis en évidence l’existence d’une rétroaction forte entre le champ magnétique de l’étoile et son profil de rotation interne, dont les modulations temporelles déterminent ultimement la période du cycle. Cette découverte majeure quant à la compréhension de l’origine du champ magnétique des étoiles est publiée le 14 juillet 2017 dans la revue Science.

Voir la vidéo :   Le cycle magnétique du Soleil en réalité virtuelle (CEA Astrophysique)

21 juin 2017
La mission européenne PLATO définitivement acceptée à l'ESA

La mission spatiale PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars / Transits Planétaires et Oscillations d'étoiles) a été adoptée lors d'une réunion du Comité du programme scientifique de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) qui s'est tenue le 21 juin 2017. PLATO a pour objectif la découverte de planètes rocheuses autour d’étoiles proches, semblables à notre Soleil. Sélectionnée par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) en 2014, la mission était en préparation et son adoption clôt la phase d’étude et donne le feu vert à la phase de réalisation des instruments. Par suite, dans les prochains mois, un appel d’offre va être lancé pour la fourniture de la plate-forme spatiale sur laquelle sera placé le télescope et ses instruments. PLATO sera lancé en 2026, et il sera placé à près de 1,5 million de km de la Terre. Le satellite surveillera des dizaines de milliers d'étoiles brillantes, recherchant des variations de lumière de quelques dix millièmes, et périodiques, signes du passage d’une planète devant le disque de leur étoile.

13 juillet 2017
Le secret des cycles magnétiques des étoiles

Grâce à de nouvelles simulations numériques, une équipe scientifique animée par des chercheurs du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu est parvenue à expliquer pourquoi le champ magnétique du Soleil se renverse tous les 11 ans. Les scientifiques ont mis en évidence l’existence d’une rétroaction forte entre le champ magnétique de l’étoile et son profil de rotation interne, dont les modulations temporelles déterminent ultimement la période du cycle. Cette découverte majeure quant à la compréhension de l’origine du champ magnétique des étoiles est publiée le 14 juillet 2017 dans la revue Science.

Voir la vidéo :   Le cycle magnétique du Soleil en réalité virtuelle (CEA Astrophysique)

19 janvier 2017
La couronne et le vent d’étoiles de type solaire dévoilés grâce à des simulations numériques 3D

Au sein d’une équipe franco-canadienne, des chercheurs du Service d’Astrophysique/Laboratoire AIM du CEA-Irfu  ont étudié l'évolution au cours du temps du vent stellaire d’étoiles voisines du Soleil.  Basé sur des simulations numériques 3D sur des ordinateurs massivement parallèles du GENCI couplé à des observations, l’étude sur un  échantillon d’étoiles d’âge compris entre 25 millions d’années et 4.5 milliards d’années (l’âge du Soleil) a permis de suivre comment le vent stellaire, son intensité et sa distribution de vitesses évolue au cours du temps. Ces travaux sont notamment basés sur les contraintes imposées par les mesures du champ magnétique de surface des étoiles obtenues par des observations en mode de spectropolarimétrie. Ils conduisent en particulier à établir une loi de distribution de vitesse du vent stellaire en fonction de l’âge de l’étoile. Ces travaux sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal, décembre 2016.

14 septembre 2017

La sonde Cassini va terminer ce 15 septembre 2017 sa mission de plus de 13 ans autour de Saturne. A son bord, le plus petit instrument, un détecteur de seulement 5 milimètres de long, a été mis au point par le Departement  d'Astrophysique du CEA-Irfu qui en a assuré la réalisation en collaboration avec le CEA/Leti (Laboratoire d'électronique et des techniques de l'information). Ce détecteur, qui est au coeur du spectromètre infrarouge CIRS (Composite InfraRed Spectrometer" ou "Spectromètre Infrarouge Composite"),  a permis de mesurer la température des anneaux de Saturne avec une résolution inégalée et a permis de découvrir également de nombreuses molécules dans l'atmophère de Saturne et de son satellite Titan.

16 octobre 2017
La découverte d'un nouveau type d'onde gravitationnelle

A l'aide d'une panoplie de détecteurs développés avec la participation du CEA, les physiciens du CEA-Irfu ont scruté la région d'où est provenue l'onde gravitationnelle détectée le 17 août 2017 par les installations LIGO-VIRGO. A la différence des quatre détections précédentes d'ondes du même type découvertes depuis 2015, cette nouvelle vibration de l'espace,  baptisée GW170817, s'avère d'origine différente. Elle ne résulte pas de la fusion de deux trous noirs mais de deux étoiles les plus denses connues, les étoiles à neutrons.
Grâce au satellite INTEGRAL en orbite, les astrophysiciens du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM (CEA, CNRS, Univ Paris Diderot) ont pu montrer que l'onde GW170817 s'était accompagnée d'un sursaut gamma, brève bouffée de rayons gamma  émise juste 2 secondes après la fusion des deux astres. En pointant en un temps record un des télescopes géants du VLT (Chili), ils ont également participé à l'étude de l'émission de lumière visible qui a suivi la fusion, montrant notamment que cette lumière n'était pas polarisée.
Les physiciens du Département de Physique de Particules du CEA-Irfu ont également analysé les données obtenues par les experiences ANTARES pour la recherche de neutrinos et H.E.S.S. pour la recherche de rayons gamma de très hautes énergies, montrant que l'onde GW170817 n'avait pas fourni d'émission détectable.

L'étude de ce phénomène nouveau, jamais observé jusqu'ici directement, offre de nombreuses perspectives excitantes pour l'astrophysique comme la possibilité de mieux comprendre l'origine des éléments très lourds de l'Univers et même la capacité de mesurer de façon totalement indépendante le taux d'expansion de l'Univers.
L'ensemble de ces résultats exceptionnels est publié le 16 octobre 2017 dans une série d'articles présentés dans les revues Nature, Astrophysical Journal et Physical Review Letters.

16 octobre 2017
La découverte d'un nouveau type d'onde gravitationnelle

A l'aide d'une panoplie de détecteurs développés avec la participation du CEA, les physiciens du CEA-Irfu ont scruté la région d'où est provenue l'onde gravitationnelle détectée le 17 août 2017 par les installations LIGO-VIRGO. A la différence des quatre détections précédentes d'ondes du même type découvertes depuis 2015, cette nouvelle vibration de l'espace,  baptisée GW170817, s'avère d'origine différente. Elle ne résulte pas de la fusion de deux trous noirs mais de deux étoiles les plus denses connues, les étoiles à neutrons.
Grâce au satellite INTEGRAL en orbite, les astrophysiciens du Département d'Astrophysique-Laboratoire AIM (CEA, CNRS, Univ Paris Diderot) ont pu montrer que l'onde GW170817 s'était accompagnée d'un sursaut gamma, brève bouffée de rayons gamma  émise juste 2 secondes après la fusion des deux astres. En pointant en un temps record un des télescopes géants du VLT (Chili), ils ont également participé à l'étude de l'émission de lumière visible qui a suivi la fusion, montrant notamment que cette lumière n'était pas polarisée.
Les physiciens du Département de Physique de Particules du CEA-Irfu ont également analysé les données obtenues par les experiences ANTARES pour la recherche de neutrinos et H.E.S.S. pour la recherche de rayons gamma de très hautes énergies, montrant que l'onde GW170817 n'avait pas fourni d'émission détectable.

L'étude de ce phénomène nouveau, jamais observé jusqu'ici directement, offre de nombreuses perspectives excitantes pour l'astrophysique comme la possibilité de mieux comprendre l'origine des éléments très lourds de l'Univers et même la capacité de mesurer de façon totalement indépendante le taux d'expansion de l'Univers.
L'ensemble de ces résultats exceptionnels est publié le 16 octobre 2017 dans une série d'articles présentés dans les revues Nature, Astrophysical Journal et Physical Review Letters.

11 février 2017
Gargantua au pays des trous noirs

Un trou noir géant a détruit une étoile et a ensuite ingurgité ses restes pendant environ une décennie, selon les astronomes. C'est plus de dix fois plus long que tous les évènement analogues observés jusque ici.
Une équipe intenationale de chercheurs, incluant un astrophysicien du Service d'Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA-Irfu, a fait cette découverte étonnante en utilisant des données des trois satellites, Chandra X-ray Observatory (NASA), SWift (NASA) ainsi que XMM-Newton (ESA). Les résultats de cette étude sont à paraitre dans la revue Nature Astronomy.

 

 

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