Artémis à 5100m d’altitude

Première image obtenue au Chili par une nouvelle caméra submillimétrique (6 juillet 2007)

La première image astronomique de la caméra de nouvelle génération ArTéMiS a été récemment obtenue sur le télescope APEX situé à Chajnantor au Chili. Cette caméra de bolomètres fonctionne dans le domaine dit du submillimétrique situé entre l’infrarouge et les ondes millimétriques. Cette fenêtre spectrale est celle à travers laquelle les objets froids de l’Univers émettent une grande partie de leur énergie. La caméra qui opère à 200 et 450 µm est basée sur la technologie développée par le Service d’Astrophysique du CEA/DAPNIA et le LETI/LIR du CEA/Grenoble dans le cadre du programme Herschel pour le détecteur PACS.

Le projet ArTéMiS vise à développer des caméras pour l’astronomie qui fonctionneront dans le domaine spectral entre l’infrarouge et les ondes millimétriques : le domaine submillimétrique (submm). Un imageur submm au foyer d’un grand télescope sur Terre est un instrument complémentaire des deux prochains grands instruments pour l’astronomie submm : l’observatoire Herschel, un télescope spatial de 3.5 m pour l’infrarouge lointain et le submm (60-670 µm) et ALMA, le plus grand interféromètre pour le domaine (sub)millimétrique (350 µm-1 cm) avec un réseau de 50 antennes qui seront installées sur le haut plateau de Chajnantor au Chili.

Le grand champ de vue et l’extrême sensibilité des imageurs sur Herschel permettront de réaliser des cartographies de grandes régions du ciel pour étudier l’Univers lointain et le milieu interstellaire proche dans notre Galaxie. ALMA permettra d’effectuer des sondages très profonds visant la détection des galaxies primordiales et des études très détaillées de la cinématique des embryons d’étoiles ou proto-étoiles dans la Voie lactée. Malgré un télescope de diamètre inégalé dans l’espace, Herschel sera confronté de par sa résolution angulaire à des effets de confusion (difficulté à séparer deux objets voisins dans l’image) dans les recherches de proto-étoiles dans la Voie lactée au-delà des nuages moléculaires les plus proches et de galaxies de l’Univers lointain. L’interféromètre ALMA sera limité quant à lui par son champ de vue restreint qui rendra impossible la cartographie de grands champs de galaxies et de nuages moléculaires en un temps raisonnable.

Entre Herschel et ALMA, la caméra ArTéMiS placée au foyer d’un grand télescope au sol (>10 m de diamètre) est ainsi parfaitement adaptée. Cet instrument offrira (1) une meilleure résolution (~4’’) qu’Herschel à 200 µm et (2) un champ de vue instantané plus grand que celui d’ALMA. Avec l’arrivée de nouveaux et grands télescopes au sol (ex : APEX), ArTéMiS ouvrira des nouvelles perspectives scientifiques complémentaires des objectifs du programme Herschel.

Première image astronomique : NGC 6334, une région de formation d’étoiles massives

La première image astronomique a été obtenue en mars 2007 sur le télescope APEX avec la caméra prototype d’ArTéMiS (P-ArTéMiS) pendant du temps technique ESO. P-ArTéMiS est constitué d’une matrice de 16×16 bolomètres, soit 256 pixels couvrant à 450 µm un champ de vue de 1×1 minute d’arc. L’image ci-dessous représente l’émission des grains de poussière froide qui coexistent avec le gaz moléculaire dans les poches embryonnaires des étoiles. L’équipe ArTéMiS a sélectionné NGC 6334 comme cible car cet objet est une région connue et brillante de formation d’étoiles massives dans l’Hémisphère Sud. Elle avait déjà été cartographiée avec le James Clerk Maxwell Telescope à Hawaï. Sur cette première image obtenue dans le cadre de cette campagne, deux zones brillantes sont détectées ; ce sont des sites où se forment actuellement des étoiles massives.

Ce résultat démontre que les bolomètres à grilles de type PACS/Herschel fonctionnent sur des télescopes au sol à la longueur d’onde de 450 µm. ArTéMiS a ainsi passé avec succès sa première phase de commissionnement. Une première véritable étude de la formation stellaire sera conduite à la fin de l’année 2007 à 450 µm et peut-être à 200 µm avec P-ArTéMiS durant un temps dit « visiteur » ESO, toujours sur le télescope APEX.
Ces travaux touchant à la thématique scientifique de la formation stellaire dans la Voie lactée seront conduits en étroite relation avec le temps garanti alloué aux équipes du CEA sur l’observatoire spatial Herschel.

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Rédaction: Vincent Minier et Christian Gouiffès