Les premiers essais d'une caméra de toute nouvelle génération baptisée "ArTeMiS-1" viennent d'être réalisés à l'observatoire du Gornergrat, près de Zermatt en Suisse. Cette caméra opère dans un domaine intermédiaire difficilement accessible, dit "sub-millimétrique", entre l'infrarouge et les ondes millimétriques, à la longueur d'onde de 0,45 millimètres. Elle est constituée pour la première fois d'une mosaïque de bolomètres, des détecteurs mesurant l'énergie du rayonnement.par une élévation de température. Ces détecteurs doivent être isolés et refroidis à très basses températures, de seulement 300 milli-degrés au dessus du zéro absolu. Ces essais satisfaisants constituent la première étape vers des observations astronomiques régulières de la formation des étoiles et de l'évolution des galaxies. La camera est basée sur la technologie développée par le Service d'Astrophysique du CEA/DAPNIA et le LETI/LIR du CEA/Grenoble pour le satellite européen HERSCHEL qui doit être lancé fin 2007.
L'observatoire du Gornergrat (Suisse) (cliquer pour agrandir). Crédit J. Martignac
ARTEMIS : des télescopes au sol pour l'observation "sub-millimétrique"
Le projet ArTeMiS (pour Architectures de bolomètres pour des Télescopes à grand champ de vue dans le domaine sub-Millimétrique au Sol) a pour objectif de développer des caméras astronomiques sensibles au rayonnement intermédiaire entre l'infrarouge et les ondes millimétriques qui pourront notamment équiper un télescope de 12m sur le site d'ALMA (Atacama Large Millimeter Array), le réseau de grands télescopes actuellement en construction dans le nord du Chili
La première caméra prototype d'ArTeMiS-1 (proto-ArTeMiS) a été testée en mars 2006, au foyer du télescope KOSMA de 3m de diamètre, à l'observatoire du Gornergrat en Suisse. Proto-ArTeMiS a été conçue pour fonctionner à la longueur d'onde de 450 micromètres. Elle a été placée à l'un des foyers Nasmyth du télescope. Elle est constituée d'une matrice de 16x16 bolomètres, similaire au détecteur PACS développé au CEA/DAPNIA pour le satellite HERSCHEL. Elle a été modifiée par l'adjonction d'une couche de silicium à sa surface pour fonctionner à la longueur d'onde de 450 micromètres. La caméra avec sa roue à filtres est enfermée dans un cryostat fonctionnant à l'hélium liquide qui amène sa température à 300 milli-Kelvin, soit 300 millidegrés au dessus du zéro absolu avec une autonomie de plus de 24 heures.
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Le télescope KOSMA de 3m de diamètre |
Proto-ArTeMiS au foyer Nasmyth du télescope KOSMA |
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| L'architecture compacte du dispositif d'isolation et de refroidissement, permettant d'atteindre une température de 2K (-371 Celsius) puis 300 milli-K (cliquer pour agrandir). Crédit: SAp/CEA | Image des deux matrices de 16x16 bolomètres sensibles à 200 microns (au centre, à gauche ) et 450 microns (au centre, à droite, avec sa couche anti-réfléchissante). Crédit: SAp/CEA |
Première lumière
Deux nuits avec des conditions climatiques excellentes ont permis aux scientifiques du Service d'Astrophysique d'obtenir leurs premières images astronomiques en pointant les planètes Saturne, Jupiter et Mars. Les différents modes d'observations ont été testés avec succès malgré une synchronisation encore insuffisante entre le télescope et le système d'acquisition de données de la caméra.
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| Première image de Saturne à 450 microns, obtenue par la caméra "Proto-ArTeMiS" dans le mode "ON-OFF". Le maximum (en rouge) correspond à la position sur la source (ON). Crédits SAp/CEA. | Image reconstituée de Jupiter à 450 microns, obtenue dans le mode balayage "double-faisceau" de la caméra "Proto-ArTeMiS". La grille (à gauche) montre le champ de vue de la matrice de 16x16 bolomètres. Crédits SAp/CEA. |
Les premiers résultats obtenus montrent clairement que les matrices de bolomètres, basées sur la technologie développée pour les détecteurs PACS du projet spatial HERSCHEL, peuvent être utilisées sur les télescopes au sol à la longueur d'onde de 450 microns. ArTeMiS vient ainsi de passer avec succès sa première phase de qualification. Une version optimisée de Proto-Artemis sera installée, testée et utilisée pour des observations astronomiques sur le télescope KOSMA dès la fin 2006.
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Equipe "Proto-ArTeMiS-1": Jean Le Pennec, Philippe André, Eric Doumayrou, Pascal Gallais, Benoît Horeau, Norma Hurtado, Michel Lortholary, Jérôme Martignac, Vincent Minier, Nicola Schneider-Bontemps, Louis Rodriguez, Michel Talvard (CEA Saclay) and Martin Miller (KOSMA Observatory) |
Contacts : , Michel Talvard (chef de projet Artemis), Yannick Le Pennec (chef de projet P-Artemis), (responsable scientifique)
pour en savoir plus :
Rédaction: Vincent Minier et Jean-Marc Bonnet-Bidaud
• Structure et évolution de l'Univers › Planètes, formation et dynamique des étoiles, milieu interstellaire Détection des rayonnements › Détecteurs pour la physique des 2 infinis
• Le Département d'Astrophysique (DAp) // UMR AIM
• Formation des Etoiles et du Milieu Interstellaire
• ArTéMiS
