Les téléscopes   

Le télescope IBIS
Fruit d'une très vaste collaboration internationale (1) au sein de laquelle le Service d'Astrophysique du CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique) à Saclay joue un rôle essentiel, IBIS a pour objectif de fournir une localisation précise des sources cosmiques actives dans la bande des rayons gamma de basse énergie, une estimation de leur spectre et une mesure de leur variabilité. Combinant le meilleur de SIGMA (l'ouverture codée pour produire des images fines du ciel), et le meilleur de l'expérience COMPTEL à bord de l'Observatoire à Rayons Gamma Compton (la signature Compton pour rejeter le bruit de fond), IBIS offre le meilleur compromis masse performance s'agissant d'un télescope opérant dans un domaine spectral aussi exigeant. Doté d'un pouvoir séparateur comparable à celui de SIGMA, IBIS fera ainsi montre d'une sensibilité accrue de plus d'un ordre de grandeur et d'une couverture spectrale beaucoup plus étendue.

Bloc détecteur du télescope IBIS
À la base d'un appareil haut de 3,5 m et pesant 630 kg, cet ensemble de détection comprend les deux caméras gamma superposées ISGRI et PICSIT ainsi que des éléments blindages actifs en BGO en dessous et sur les côtés. Des panneaux de blindage passif en tungstène montés au-dessus des caméras réduisent le bruit gamma de fond de ciel.

IBIS comprend deux plans détecteurs de grande surface (3000 cm2), montés à 10 cm l'un de l'autre. ISGRI, le plan détecteur supérieur, est une caméra gamma de nouvelle génération faite d'une nappe de semi-conducteurs CdTe (tellurure de cadmium) conférant à IBIS un seuil de détection vers 15-20 keV, un atout déterminant au vu des résultats de SIGMA et de l'Observatoire à Rayons Gamma Compton. La très bonne résolution spatiale de cette couche détectrice (les éléments CdTe ont une taille de 4 mm x 4 mm) sera décisive pour localiser les sources avec précision. Compte tenu des qualités de spectrométrie gamma du CdTe, IBIS fera montre d'une bonne sensibilité aux raies fines, en particulier dans la bande de 15 keV à 100 keV où l'on s'attend à rencontrer certaines raies nucléaires clé, comme les raies à 68 et 78 keV que produit la désintégration du titane 44. La détection de ce couple de raies est le moyen le plus sûr pour découvrir les supernovae apparues récemment dans des régions obscurcies de la Voie lactée (les supernovae "cachées").

Un module ISGRI
Un des huit modules de la caméra gamma ISGRI, le plan détecteur basse énergie du télescope IBIS. Chaque module est une nappe de 8 x 16 polycells faits chacun de 4 x 4 détecteurs CdTe.


Première lumière ISGRI
Une bouteille de champagne et un verre radiographiés avec le premier module ISGRI. Cette caméra gamma est en fait la première d'une toute nouvelle génération d'instruments dans le domaine de la détection des rayons gamma, non seulement en astrophysique à haute énergie, mais dans maints autres secteurs comme celui de la médecine nucléaire.

PICSIT, le plan détecteur inférieur, est formé d'une mosaïque de scintillateurs CsI (iodure de césium) couplés à des photodiodes. Un masque codé à base d'éléments de tungstène, monté à 3,1 m du plan de détection, procure à IBIS un pouvoir séparateur de 12 minutes d'arc et un champ de vue à mi-sensibilité de 350 degrés carrés. Un blindage passif, en forme de pyramide tronquée, joint les plans de détection et l'ouverture codée afin de réduire le bruit de fond induit par le rayonnement de basse énergie émis en dehors du champ de vue. Un blindage actif, constitué de scintillateurs BGO (germanate de bismuth), couvre la base et les côtés de l'ensemble de détection pour atténuer le bruit à haute énergie. L'usage en coïncidence d'ISGRI et de PICSIT permet d'identifier la signature de l'interaction Compton, contribuant ainsi à accroître la sensibilité d'IBIS à haute énergie.

(1) Vaste collaboration internationale
Istituto di Astrofisica Spaziale, Frascati, Istituto di Tecnologie e Studio sulle Radiazioni Extraterrestri, Bologne, Istituto di Fisica Cosmica ed Applicazioni Informatica, Palerme, Italie ; Service d'Astrophysique du CEA, Saclay, France ; Université de Valence, Espagne ; Université de Tübingen, Allemagne ; Université de Bergen, Norvège ; Institut de Recherche Spatiale, Institut Copernicus, Varsovie, Pologne ; Nasa Marshall Space Flight Center, Huntsville, États-Unis.