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N° 66–2002: L'Europe ouvre une fenêtre sur l'univers violent

17 octobre 2002

L'Agence Spatiale Européenne vient de lancer un nouvel observatoire destiné à révolutionner cette branche de l'astrophysique qui cherche à percer les secrets des phénomènes les plus énergétiques - et donc les plus violents - de l'univers. Un peu plus de 20 ans après la fin de la mission COS-B, qui avait procédé à la première cartographie complète du ciel dans le domaine des rayons gamma de hautes énergies.

Dans le cadre d'une coopération avec la Russie, la mise en orbite de l'observatoire Integral (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) a été confiée à un lanceur russe Proton. Celui-ci a décollé du cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan, le 17 octobre à 10 h 41 locales (06 h 41 GMT). Après réallumage de son étage supérieur, il a placé Integral sur son orbite elliptique définitive, parcourue en 72 heures, qui l'amènera à s'approcher à 10000 km de la Terre et à s'en éloigner jusqu'à 153 000 km, soit près de la moitié de la distance à la Lune. Sous le contrôle du centre opérationnel ESOC de l'ESA, à Darmstadt, en Allemagne, Integral va désormais subir une période d'essais de deux mois destinée dans un premier temps à vérifier le bon fonctionnement des équipements de bord du satellite, puis la bonne qualité des données récoltées par ses instruments.

Integral a été réalisé par Alenia Spazio (I) avec la participation de plus de 30 industriels en Europe. Ce satellite de 4,000 kg pour 5 mètres de haut intègre deux instruments principaux, le spectromètre SPI et l'imageur IBIS.

Réalisé sous responsabilité franco-allemande, le spectromètre SPI sera chargé de l'analyse spectrale des sources ponctuelles et des zones d'émissions de rayons gamma, avec une résolution énergétique inégalée - 40 fois supérieure à celle des satellites précédents - grâce à des détecteurs au germanium refroidis à 85 K. Les miroirs et les lentilles n'étant d'aucune utilité sur les rayons gamma, SPI utilise un masque métallique codé pour former ses images à partir de ces très faibles rayonnements. Ces images sont ensuite décodées par ordinateur.

IBIS, conçu par l'Italie, constitue le parfait pendant de SPI avec une résolution énergétique plus faible mais une résolution angulaire 12 fois plus fine grâce un masque codé optimisé dans ce sens et à deux lignes de détecteurs de nouvelle génération.

Pour compléter les observations réalisées par SPI et IBIS, Integral emporte également un imageur des rayonnements X (JEM-X) danois, avec deux détecteurs jumeaux dotés eux aussi de masques codés, et un imageur CCD espagnol (OMC) fonctionnant dans la bande du spectre visible.

La combinaison des données collectées par ces quatre instruments permettra pour la première fois de conduire des observations simultanées des phénomènes de hautes énergies sur sept ordres de grandeur de niveaux énergétiques, de la lumière visible aux rayons gamma. Toutes les données recueillies par Integral seront directement transmises au sol via les stations de l'ESA à Redu, en Belgique, ou de la NASA - autre partenaire du programme - à Goldstone, aux Etats-Unis. Ces données seront centralisées à l'ESOC et redistribuées à la communauté scientifique via le Centre des Données Scientifiques d'Integral (ISDC) à Versoix, en Suisse.

Gravitant sur une orbite qui lui permet de passer le plus clair de son temps au-delà des ceintures de radiations de Van Allen, susceptibles d'empêcher l'observation des rayons gamma, Integral étudiera en priorité les objets les plus denses du ciel, comme les étoiles à neutrons et les trous noirs, qui sont autant de sources de rayonnements très énergétiques. Tandis qu'Ibis fournira des images très détaillées de ces sources, SPI réalisera la première analyse en profondeur de ces rayonnements gamma. Les observations d'Integral devraient ainsi permettre aux astrophysiciens de confirmer la présence de trous noirs géants au centre des galaxies et en premier lieu de la Voie Lactée.

Parmi les autres sujets d'intérêt pour l'observatoire gamma européen, des événements d'une rare violence comme les novæ et supernovæ. Ces explosions d'étoiles seront explorées avec précision grâce aux rayonnements gamma émis par les isotopes radioactifs émis à cette occasion. Integral sera aussi un outil unique pour l'observation des sursauts gamma, ces explosions encore largement inexpliquées aux confins de l'univers, qui pourront pour la première fois être étudiées en parallèle sur une large part du spectre électromagnétique.

Integral est la seconde mission de taille moyenne réalisée dans le cadre du programme Horizon 2000, après la sonde Huygens, en route vers Saturne et son satellite Titan, et avant l'observatoire Planck qui étudiera le "bruit de fond" de l'univers à partir de 2007. La mission devrait durer au moins deux ans.

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