Insertion d'un module de lecture dans le prototype de la mini-caméra NectarCam, en chambre noire. Cette structure de grandes dimensions (16 m de longueur pour 4,55 m de hauteur et 4,80 m de largeur) a été conçue pour tester, étalonner et calibrer chacun des modules de la caméra. (L. Godart/CEA)
L'observatoire Cherenkov Telescope Array (CTA) annonce aujourd’hui la signature de trois conventions qui permettront de construire son site austral au Chili, plus précisément sur les terrains de l’ESO à 11km au sud-est du Très grand télescope (VLT) dans le désert d'Atacama. CTA sera formé d’un réseau de 118 télescopes répartis sur deux sites, un dans l’hémisphère Nord et un autre dans l’hémisphère Sud. Les équipes du CNRS et du CEA ont notamment participé au choix de l’implantation dans l’hémisphère Sud et préparent les instruments pour les télescopes. Les premières observations gamma de l’Univers par CTA sont attendues dès 2022.
L’astronomie en rayons gamma témoigne des phénomènes les plus violents de l’Univers comme l’explosion d’étoiles massives en fin de vie (supernovae), l’activité de trous noirs galactiques, la fusion de trous noirs ou les sursauts gamma. En l’associant avec l’observation en infrarouge, visible et en rayons X, elle devrait permettre une meilleure compréhension des « accélérateurs de particules » naturels que sont ces « monstres » cosmiques. Les physiciens espèrent également observer l’annihilation de la matière noire via l’émission gamma qui l’accompagnerait, et ainsi, la démasquer enfin.
Les télescopes Tcherenkov, comme Hess en Namibie, Magic aux îles Canaries et Veritas aux Etats-Unis, détectent au sol la lumière bleutée produite par l'interaction avec l'atmosphère des rayons gamma de très haute énergie. Afin de couvrir la totalité de la voûte céleste, deux réseaux de télescopes de ce type doivent être installés, l’un dans l’hémisphère Nord et le deuxième dans l’hémisphère Une centaine de télescopes au total, érigés spécifiquement pour CTA, permettra d'étudier les phénomènes cataclysmiques de l'Univers avec des performances dix fois supérieures à celles des instruments existants.
Les scientifiques de l'Irfu et du CNRS, en lien avec leurs partenaires, ont développé la caméra NectarCAM destinée aux 25 télescopes de taille moyenne (12 mètres de diamètre). Composé de 1855 photomultiplicateurs très sensibles, elle permettra d’enregistrer des « événements » en rayons gamma de haute énergie (de 100 GeV à 10 TeV) à l’échelle de la nanoseconde (10-9 s). Le détecteur de qualification est en cours de montage. Il sera testé à Berlin au premier semestre 2019 pour une installation sur site fin 2020.
L'Irfu a conçu des éléments de miroirs hexagonaux, à la fois performants et très peu coûteux, qui pourront « paver » les miroirs de 12 mètres de télescopes de taille moyenne.
La première NectarCAM en cours de montage à l’Irfu; à gauche vue de l'avant, à droite vue de l'arrière
Contacts: Jean-François Glicenstein (DPhP), Thierry Stolarczyk (DAp)
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