Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

ATHENA est le télescope spatial retenu par l’ESA pour sa future grande mission spatiale sur le thème de l’Univers Chaud et énergie. Le télescope de capture des rayons X devrait être lancé en 2031.

Objectifs 

Son champ d’étude s’applique aux questions fondamentales de l’astrophysique à savoir l’assemblement de la matière ordinaire en galaxies et en amas de galaxies, ainsi que la formation, l’évolution et l’influence des trous noirs. Ainsi, le satellite se place comme successeur de la longue mission XMM Newton. Il observera l’émission X en provenance de la matière chaude sur le point d’être absorbée par un trou noir. Il mesurera les distorsions géométriques engendrées par la courbure de la lumière et les retards temporels qui résultent des effets gravitationnels relatifs à ce type d’environnement extrême. Enfin, ATHENA déterminera la rotation intrinsèque du trou noir. 

Le  télescope permettra de réaliser une cartographie de la distribution du gaz chaud dans les grandes structures de l’Univers et d’en déterminer les propriétés physiques et leur évolution au fil du temps. Concernant les trous noirs, il s’agira d’étudier ceux de type supermassif au centre des galaxies et de comprendre leur cycle d’accrétion et d’éjection, ainsi que les échanges de matière et d’énergie qu’ils induisent dans leur environnement. Globalement, le but est le dégagement une vue d’ensemble de la façon dont les galaxies et les trous noirs supermassifs se trouvant en leur sein évoluent ensemble.  

Technologie

Pour atteindre son objectif d’étude, l’observatoire ATHENA embarquera un miroir de trois mètres de diamètre et deux instruments focaux de la même gamme spectrale que les satellites XMM-Newton et Chandra, c’est à dire la bande des rayons X de basse énergie. Parmi eux, le spectromètre X-IFU (X-Ray Integral Field Unit) est particulièrement novateur.  Il sera doté d’une résolution spectrale exceptionnelle de 2,5eV sur l’ensemble de son champ de vue de 5 arc-minutes. L’imageur grand champ WFI (Wide Field Imager) quant à lui est doté d’une excellente résolution spatiale. 

Acteurs

Le projet est actuellement porté par l’ESA qui cherche à lui donner une dimension internationale du fait de sa grande complexité et de son coût élevé.