Département d'Ingénierie des Systèmes

Approche scientifique

Moyens d'investigation Le télescope XMM-Newton est constitué de la juxtaposition de trois modules-miroirs, de 7,5 m de longueur focale. Chaque plan focal contient une mosaïque de détecteurs CCD, dont l'ensemble forme l'expérience Epic. Sur deux des télescopes, le flux X est partagé entre Epic et un spectromètre à réseau (expérience RGS). Un télescope optique-UV complète le tout. Dans la gamme d'énergie couverte par XMM-Newton (0,1-12 keV), les trois processus principaux d'émission pour le continuum sont le rayonnement de freinage dans les plasmas entre 1 et 100 millions de degrés, le rayonnement synchrotron des électrons relativistes, et enfin le rayonnement de corps noir. A ce continuum s'ajoutent de nombreuses raies d'émission, diagnostics très puissants sur les conditions physiques et la composition chimique du milieu émetteur. Instruments Les photons X sont mesurés par des détecteurs CCDs, refroidis à ~ -100 °C par des radiateurs passifs. Le champ couvert par l'ensemble Epic est de 30 minutes d'arc de diamètre, la résolution spatiale des télescopes étant ~ 5 secondes d'arc (FWHM). Les photons X sont détectés un par un, par analyse en temps réel des images CCD à bord d'XMM. On mesure ainsi, et on transmet au sol, la position, l'énergie, et le temps d'arrivée de chaque photon détecté. Spécificités La spécificité d'XMM-Newton par rapport aux instruments actuels ou passés est sa très grande surface efficace de détection, jusqu'à plus de 10 keV. 

Contribution du Dapnia

Responsabilités scientifiques et techniques Epic-MOS : * électronique d'analyse assurant la reconnaissance et l'étiquetage en temps réel des évènements X dans les images CCD ; * contrôleur pilotant l'électronique de commande des CCD ; * convertisseurs de tensions et distribution d'alimentation; * développement d'asics pour application spatiale ; * développement des bancs de tests et intégration des caméras ; * mesures d'étalonnage au sol (station synchrotron IAS/Lure) ; * définition des procédures de vol. Analyse des données d'étalonnage en vol. SSC: * logiciels d'analyse des données pour les caméras Epic-MOS ; * tests des autres logiciels d'analyse ; * vérification visuelle de l'analyse automatique (participation) ; * observations complémentaires dans le visible (voir Megacam). Services En phase d'étude et réalisation : SEI, SIG, SGPI 

Etats et perspectives

Dates importantes * 1984: sélection de la mission XMM à l'ESA. * 1989: sélection des instruments. * 1996: sélection du SSC par l'ESA. * 1998: livraison des modèles de vol Epic. * 1999, 10 déc. : lancement de XMM, et début des phases de vérification et étalonnage en vol. * 2000, juillet : début des observations temps garanti et ouvert, et du fonctionnement de routine. * 2003, 6 nov. : approbation par l'ESA de l'extension de la mission jusqu'en mars 2008. Etat au 31 décembre 2003 Epic est en orbite, en fonctionnement nominal Perspectives * La mission XMM-Newton est officiellement financée à l'ESA jusqu'en mars 2008. Une prolongation de plusieurs années au-delà de 2008 est techniquement possible, et sera probablement demandée et obtenue. * Par ailleurs, la communauté européenne étudie un successeur de nouvelle génération à XMM-Newton, XEUS, dont la surface de miroir serait 30 fois plus grande. XEUS pourrait voir le jour dans la période 2016-2020. Bilan scientifique et technique * Techniquement, la partie française d'Epic fonctionne entièrement nominalement depuis le début de la mission. * Scientifiquement, fin 2003, les astrophysiciens du Dapnia ont publié à partir des données d'XMM un total de 46 articles dans des revues à comité de lecture, dont 24 en premier auteur. Faits marquants * 31 janvier 2004 : L'énigme du gaz chaud au centre galactique * 16 juillet 2003 : L'univers profond sondé par le satellite XMM-Newton * 7 avril 2003 : Le premier catalogue XMM * 1 avril 2003 : L'amas Coma au pied du mur * 15 janvier 2003 : Nouvelles images de l'Univers lointain * 10 janvier 2003 : Sursaut au centre de la Galaxie * 3 mai 2002 : La formation des structures dans l'Univers testée avec le satellite XMM Autres faits marquants : * 24 janvier 2003 : Journée CEA sur 3 ans de résultats d'XMM * 14-16 octobre 2003 : Conférence sur les résultats du consortium XMM/Epic Contact Epic : Philippe FERRANDO ; SSC : Jean BALLET