Univers

L’accord a été signé par Xavier Barcons, directeur général de l’ESO, et par Roberto Ragazzoni, président de l’Institut national italien d’astrophysique (INAF), l’institution qui dirige le consortium ANDES. Sergio Maffettone, consul général d’Italie à Munich, et Alessandro Marconi, chercheur principal d’ANDES à l’INAF, ainsi que d’autres représentants de l’ESO, de l’INAF, du consortium ANDES et du consulat d’Italie à Munich, ont également assisté à la cérémonie de signature. La signature a eu lieu au siège de l’ESO à Garching, en Allemagne.

Anciennement connu sous le nom de HIRES, ANDES est un puissant spectrographe, un instrument qui décompose la lumière en ses différentes longueurs d’onde afin que les astronomes puissent déterminer des propriétés importantes des objets astronomiques, telles que leur composition chimique. L’instrument aura une précision record dans les longueurs d’onde du visible et du proche infrarouge et, associé au système de miroirs de l’ELT (un miroir primaire géant de 39m de diamètre généré par l’association de 798 hexagones d’une largeur de 1,40 mètres chacun), il ouvrira la voie à des recherches couvrant de multiples domaines de l’astronomie.

« ANDES est un instrument doté d’un énorme potentiel de découvertes scientifiques révolutionnaires, qui peuvent profondément affecter notre perception de l’Univers, bien au-delà de la petite communauté des scientifiques », a déclaré M. Marconi. Céline Péroux, responsable scientifique de l’équipe de l’ESO chargée du suivi d’ANDES, ajoute que les cas scientifiques vont « de la détection potentielle de signatures de vie dans d’autres mondes et de l’identification de la toute première génération d’étoiles, à l’étude des variations des constantes fondamentales de la physique ».

ANDES effectuera des relevés détaillés de l’atmosphère des exoplanètes semblables à la Terre, ce qui permettra aux astronomes de rechercher des signes de vie à grande échelle. Il sera également en mesure d’analyser les éléments chimiques présents dans les objets lointains de l’Univers jeune, ce qui en fera probablement le premier instrument capable de détecter les signatures des étoiles de population III, les premières étoiles nées dans l’Univers. En outre, les astronomes pourront utiliser les données d’ANDES pour vérifier si les constantes fondamentales de la physique varient avec le temps et l’espace. Ses données complètes seront également utilisées pour mesurer directement l’accélération de l’expansion de l’Univers, l’un des mystères les plus pressants du cosmos.

L’ELT de l’ESO est actuellement en construction dans le désert d’Atacama, au nord du Chili. Lorsqu’il entrera en service à la fin de la décennie, l’ELT sera le plus grand observatoire du ciel au monde dans les longueurs d’onde visible au proche infra-rouge, marquant une nouvelle ère dans l’astronomie au sol.

ANDES est issu d’un consortium de 13 pays partenaires avec une quarantaine d’instituts. En France, sept laboratoires du CNRS sont impliqués dans le développement de l’instrument. Une équipe de chercheurs couvrant des domaines divers, des exoplanètes aux études de physique fondamentale, a une contribution importante dans l’équipe scientifique d’ANDES. En collaboration avec des chercheurs, des ingénieurs et techniciens sont responsables de construire une partie de l’unité de calibration, du module coronographe et sont impliqués dans plusieurs parties de la programmation logicielle de l’instrument. L’unité de calibration est indispensable à l’instrument pour obtenir des mesures vélocimétriques extrêmement précises nécessaires notamment pour la détection directe de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Le module coronographique sera quant à lui particulièrement utilisé pour la caractérisation d’atmosphères d’exoplanètes en masquant le flux de l’étoile hôte.

Acteur majeur de la recherche fondamentale à l’échelle mondiale, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position singulière de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines scientifiques pour éclairer et appréhender les défis du monde contemporain, en lien avec les acteurs publics et socio-économiques. Ensemble, les sciences se mettent au service d’un progrès durable qui bénéficie à toute la société.

Un milliard de milliards de soleils !
2024 signe le lancement d’une mission emblématique pour la coopération spatiale franco-chinoise : le satellite d’astronomie SVOM (Space Variable Objects Monitor) dont l’objectif est de détecter les sursauts gamma de l’Univers, indicateurs des plus lointaines explosions d’étoiles ou de la fusion d’étoiles à neutrons ou de trous noirs. Imprévisibles et éphémères, la puissance qui s’en dégage est équivalente à plus d’un milliard de milliards de soleils. Observer ces événements, c’est remonter dans le temps jusqu’à des époques proches du Big Bang ! C’est observer l’enfance de l’Univers… Le satellite SVOM sera doté de 4 instruments dont 2 conçus et réalisés par la France : ECLAIRs, une caméra X et gamma, et MXT, un télescope à rayons X de basse énergie. Nous avons fourni, avec les laboratoires de recherche français (du Cnes, des universités et du CEA) des éléments-clés pour cette mission.

Le satellite SVOM sera envoyé dans l’espace à bord d’une fusée chinoise le 24/06/2024. On en parle avec nos experts.

Invités

• François Gonzalez (chef de projet de la contribution française à SVOM, CNES)
• Bertrand Cordier (responsable scientifique de la contribution française à SVOM, CEA/IRFU)
• Carine Amoros (CNRS/IRAP)

Animation

• Alice Thomas (CNES/La Netscouade)

Après plus de dix ans de développement, SVOM, la mission franco-chinoise va être lancée le 22 juin depuis la base de lancement de Xichang en Chine. Cette étape ouvrira une nouvelle page sur l’étude des phénomènes cataclysmiques de l’Univers.

La mission SVOM – Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor – est une mission franco-chinoise consacrée à l’étude des plus lointaines explosions d’étoiles, les sursauts gamma. « Ces sources sont des bouffées de rayonnement gamma très brèves et intenses produites par des phénomènes parmi les plus extrêmes de l’Univers. Elles sont associées à la mort des étoiles les plus massives ou à la fusion d’objets stellaires compacts (étoile à neutrons ou trou noir). L’énergie rayonnée en quelques secondes par un sursaut gamma est équivalent à l’énergie produite par le Soleil durant sa durée de vie » explique Damien Dornic, chercheur au Centre de Physique des Particules de Marseille , sur les projets SVOM et COLIBRI. En raison de ces luminosités extrêmes, les sursauts gamma peuvent être utilisés pour sonder les régions de l’Univers les plus hostiles et les plus éloignées du point de vue de l’observation.

Après plus de dix ans d’intense développement, la mission doit être lancée le 22 juin 2024 par la fusée chinoise Longue Marche 2C depuis la base de lancement de Xichang en Chine. SVOM comprend un satellite en orbite basse, placé à une altitude de 650 km. A cette altitude, le satellite effectue le tour de la Terre en un peu plus de 95 minutes, soit 15 révolutions par jour. Des membres de la collaboration se déplaceront en Chine pour suivre le lancement et préparer la phase de commissioning de 3 mois et les premières opérations.

Cette mission est le fruit d’une collaboration fructueuse des deux agences spatiales, chinoise (CNSA ) et française (CNES ) avec des contributions d’une dizaine de laboratoires en France, dont le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille , l’Observatoire de Haute Provence et le CPPM1. Cette mission comporte un ensemble d’instruments au sol et dans l’espace qui observent en synergie pour détecter, localiser et caractériser dans de multiples longueurs d’ondes, du gamma jusqu’au visible, en passant par les rayons X, ces explosions cosmiques.

L’instrument ECLAIRs permet de détecter et localiser les sursauts gamma dans le ciel, les GRM , complétant la mesure de la réponse spectrale à haute énergie. Une fois un sursaut détecté, le satellite va aligner, en direction de ce sursaut, les deux instruments à petit champ de vue, MXT et VT , dans la gamme des rayons X et en visible, ayant une meilleure sensibilité. En parallèle, les observations depuis l’espace seront complétées par celles de plusieurs télescopes robotiques au sol : GWAC et C-GFT en Chine, et COLIBRI au Mexique.

Le LAM, l’OHP et le CPPM sont fortement impliqués dans le développement du segment sol de la mission (base de données de la mission, outils de shift, lien avec les télescopes au sol…). Ces laboratoires jouent aussi un rôle clef dans la construction de l’observatoire astronomique COLIBRI, en collaboration avec des scientifiques de l’Université Nationale Autonome du Mexique (UNAM).

COLIBRI accueille un télescope robotique d’une grande rapidité. « Il est capable de pointer vers n’importe quelle direction dans le ciel en une vingtaine de secondes, trouver rapidement la contrepartie des sursauts gamma détectés par ECLAIRs et de la caractériser (courbe de lumière et estimation de la distance). Cette rapidité d’exécution et d’analyse est fondamentale pour le succès de la mission et fait de COLIBRI un télescope aux capacités absolument uniques au sein de l’astronomie mondiale » explique Stéphane Basa, co-responsable scientifique de la mission SVOM et responsable scientifique du projet COLIBRI. Le télescope est en cours d’installation à l’Observatoire National du Mexique à San Pedro Martyr et sera inauguré cet été. Il est équipé de deux instruments : DDRAGO (deux voies simultanées en visible) et CAGIRE (une voie en proche infra-rouge).

Ce projet a été fortement financé et soutenu par la fondation A*Midex d’Aix-Marseille Université à travers le Labex OCEVU puis l’Institut de Physique de l’Univers. Pour assurer une exploitation scientifique partagé et collaborative de COLIBRI, le projet a également mis en place le Laboratoire International Associé (LIA) ERIDANUS soutenu par le CNRS, le CONAHCyT et l’UNAM (démarré en 2019), programme qui a été ensuite renouvelé en 2022 par le CNRS et l’UNAM sous la forme d’un International Research Project (IRP). Depuis 2019, les équipes se réunissent de façon alternée entre la France et le Mexique, ceci afin de renforcer les liens humains, tout en préparant l’exploitation scientifique de COLIBRI.

SVOM et COLIBRI permettront ainsi d’écrire une nouvelle page dans la compréhension du phénomène des sursauts gamma, tout en permettant leur utilisation pour comprendre « l’enfance » de l’Univers. Ils prendront également une place importante dans l’astronomie multi-messager, en complétant parfaitement le télescope à neutrinos KM3NeT ainsi que les détecteurs d’ondes gravitationnelles.