L’observatoire spatial Herschel en route sur la piste des étoiles

Kourou, jeudi 14 mai à 15h12, le lanceur Ariane 5 a décollé avec à son bord Herschel, le plus grand télescope spatial jamais construit, et le satellite Planck. Mission scientifique de l’Agence Spatiale Européenne en partenariat avec la NASA, le télescope spatial Herschel est dédié à l’observation de l’Univers dans les domaines de lumière infrarouge et submillimétrique. Equipé de trois instruments dont une caméra infrarouge conçue au CEA en partenariat avec le CNES, Herschel permettra aux astronomes de dévoiler la naissance des étoiles et des galaxies.

Retour sur le lancement

10, 9, un silence absolu à Kourou, Paris et ailleurs, 8, 7, 6, les bras rétractables des réacteurs se replient, 5, 4, 3, 2, 1…et Ariane 5 s’élance. Tout se passe comme prévu. Mais l’attente dure encore 25 min. La coiffe d’Ariane se sépare tout d’abord, puis c’est au tour d’Herschel de se séparer de cette coiffe pour débuter son long périple de 1,5 millions de km. A +27 min du lancement, c’est Planck qui lache sa capsule protectrice et prend son élan dans le sillage d’Herschel. Quelques minutes, un coup de téléphone d’un collègue à Kourou et un message sur l’iPhone de notre responsable scientifique, nous rassurent. L’acquisition, c’est-à-dire le suivi des télescopes par des paraboles géantes au sol (comme des radars) est obtenue. Les télescopes sont en vie. Prochaines étapes: la mise en marche des instruments de mesure à bord dans les 2 prochaines semaines, l’arrivée au point L2 de Lagrange dans 2-3 mois, la vérification des instruments en condition d’observation en août, et les premiers résultats scientifiques à la fin de l’année.

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Le plus grand télescope spatial

Herschel possède le plus grand miroir construit à ce jour pour l’astronomie spatiale. Le dispositif du télescope spatial Herschel est composé d’un miroir primaire de 3,5 m de diamètre et d’un miroir secondaire. C’est un télescope de type Cassegrain. Herschel, en tant que satellite, mesure 7,5 m de haut pour une section de 4×4 m. Il pèse 3.3 tonnes. Trois instruments sont embarqués à son bord, HIFI , un spectromètre à haute résolution dédiée l’étude de la chimie de l’Univers, PACS , une caméra de bolomètres pour cartographier l’émission infrarouge des grains de poussière et SPIRE , qui remplit les mêmes fonctions que PACS mais à de plus grandes longueurs d’onde, dans l’infrarouge submillimétrique. La caméra de bolomètres de PACS a été développée au CEA et ses services (SAp/Irfu à Saclay et Leti à Grenoble).

L’astronomie dans l’infrarouge submm

L’astronomie dans l’infrarouge lointain et submillimétrique est une science encore jeune. En 30 ans, les astronomes infrarougistes ont dévoilé des dizaines de milliers de nouvelles galaxies, et ont découvert que de la vapeur d’eau était présente dans les nuages gazeux de notre galaxie. Beaucoup de découvertes attendent encore les scientifiques. D’autres systèmes solaires en cours de formation ou des processus physiques conduisant à la naissance des étoiles et des galaxies sont étudiés dans les meilleures conditions par les télescopes infrarouges dans l’espace, sans les restrictions imposées par l’atmosphère terrestre. C’est pourquoi l’Agence Spatiale Européenne a décidé de construire l’observatoire spatial Herschel. Le CEA avec l’aide du CNES participe à cette aventure en réalisant de l’instrumentation et en proposant d’ambitieux programmes d’observation.

Dévoiler les mondes jeunes et enfouis de l’Univers

Comment les galaxies se forment-elles et évoluent-elle dans la jeunesse de l’Univers ? Comment les étoiles se forment-elles et évoluent-elle en relation avec le milieu interstellaire des galaxies ? Dans les phases précoces de leur formation et de leur vie, les étoiles et les planètes sont dissimulées à l’intérieur ou derrière des nuages de gaz et de poussière qui sont à l’origine de leur constitution. Les noyaux des galaxies sont aussi masqués par ces nuages de poussière. Les grains de poussière ont des tailles comparables à la longueur d’onde de la lumière visible, soit quelques centaines de nanomètres à quelques micromètres. Ils sont de très bons absorbeurs et diffuseurs de cette lumière. Chauffés par leur environnement, ces grains émettent leur propre énergie dans l’infrarouge. La lumière infrarouge étant moins affectée par ces effets, cette lumière a la possibilité de s’échapper de l’intérieur du nuage où l’objet céleste lumineux est dissimulé. Observer dans l’infrarouge revient à sonder ces nuages de poussière. Herschel étudiera également la chimie du milieu interstellaire des galaxies, des comètes et du système solaire.

Un premier voyage de 1,5 millions de km

Le télescope spatial Herschel doit son nom au physicien William Herschel qui découvrit l’infrarouge en 1800, mais aussi à sa soeur Caroline Herschel, une brillante astronome. Herschel est ainsi devenu le nom du plus grand télescope spatial pour l’astronomie dans l’infrarouge et le submillimétrique. Après le lancement réussi par Ariane 5, Herschel va voyager pendant 1,5 millions de km pour atteindre une orbite autour du deuxième point de Lagrange. Une fois en orbite, Herschel ouvrira une nouvelle fenêtre d’observation sur l’univers. Il s’attaquera aux mystères de la naissance des étoiles et de l’évolution de la vie des galaxies.

Liens utiles

– Herschel, lumière sur les mondes enfouis de l’univers (site Grand Public en français)

– Le site de l’Agence spatiale européenne « spécial lancement » (en anglais)

– Page de présentation d’Herschel sur le site du SAp/Irfu

Rédaction: Vincent Minier