L’ESA collabore avec le Japon au nouveau satellite d’astronomie dans l’infrarouge

En orbite autour de la Terre, ASTRO-F (renommé Akari (lumière) depuis sa mise en orbite) se livrera à une étude inédite du ciel dans le domaine de l’infrarouge afin de mettre en évidence les phénomènes lointains invisibles à nos yeux permettant de mieux comprendre les processus de formation et d’évolution au sein de l’Univers.

Selon le Professeur David Southwood, Directeur du Programme scientifique de l’ESA, « le lancement d’ASTRO-F/Akari constitue un événement majeur. Voilà dix ans, notre Observatoire spatial dans l’infrarouge (ISO) contribuait à l’émergence de ce nouveau domaine de l’astronomie avec la participation des Japonais. Nous sommes très heureux d’avoir de nouveau l’occasion de coopérer avec le Japon dans cette discipline.

Notre participation à ce projet aux côtés des Japonais s’inscrit dans notre engagement à long terme en matière d’astronomie dans l’infrarouge, où de nombreuses découvertes restent à faire. Nous sommes désormais engagés dans la mission ASTRO-F/Akari, mais continuons à préparer sans relâche le lancement du télescope infrarouge de prochaine génération de l’ESA, Herschel, qui devrait quitter la Terre d’ici deux ans.

L’aventure ne s’arrêtera pas là, l’astronomie dans l’infrarouge occupant par ailleurs une place essentielle dans les orientations futures de l’ESA en recherche spatiale, définies dans le programme « Vision cosmique 2015-2025 ». Des sujets tels que la formation des étoiles et des exoplanètes ou l’évolution de l’Univers à ses débuts sont au cœur de notre programme. »

La mission

Le lanceur japonais M-V a décollé le 21 février 2006, à 22h28, heure de Paris (soit le 22 février à 06h28, heure locale), depuis le Centre spatial d’Uchinoura, dans la région de Kagoshima au Japon, avec à son bord le nouveau satellite d’astronomie dans l’infrarouge.

Dans environ deux semaines, ASTRO-F sera en orbite polaire à 745 kilomètres d’altitude de la Terre. À l’issue de deux mois de vérifications du système et des performances, ASTRO-F cartographiera l’ensemble du ciel pendant environ six mois, avec une sensibilité et une résolution spatiale supérieures et dans une gamme de longueurs d’ondes plus étendue que celle de son unique prédécesseur à ce jour, le satellite IRAS, lancé conjointement par le Royaume-Uni, les Pays-Bas et les États-Unis en 1983.

La mission de cartographie générale du ciel sera suivie par une phase de 10 mois, pendant laquelle le satellite observera en détail des milliers de cibles astronomiques spécifiques. Les scientifiques pourront ainsi étudier ces différents objets plus longuement, en bénéficiant d’une sensibilité accrue, et effectuer des analyses spectrales.

Cette seconde phase prendra fin à l’épuisement des réserves d’hélium liquide destinées à réfrigérer le télescope et les instruments pour les maintenir à une température de quelques degrés seulement au-dessus du zéro absolu. ASTRO-F entamera alors sa troisième phase opérationnelle, continuant à observer des régions sélectionnées du ciel au seul moyen de sa caméra infrarouge dans certaines longueurs d’ondes bien précises.

Participation de l’ESA

Les premières observations astronomiques dans l’infrarouge depuis l’espace remontent uniquement à une vingtaine d’année, chaque décennie ayant été marquée par le lancement de satellites novateurs qui ont bouleversé la perception même que nous avions du cosmos.

Les satellites dans l’infrarouge sont en effet à même de détecter des objets froids, y compris des systèmes planétaires, des poussières et des gaz interstellaires ou encore des galaxies lointaines, particulièrement difficiles à observer dans la partie visible du spectre lumineux. L’astronomie dans l’infrarouge permet également d’étudier la formation des étoiles et des galaxies car l’énergie en œuvre lors de ces phénomènes se situe essentiellement dans les longueurs d’ondes de l’infrarouge.

L’ESA et l’Europe sont fortes d’une longue tradition en matière d’astronomie dans l’infrarouge, qui se poursuit maintenant avec la participation du Royaume-Uni, des Pays-Bas et de l’ESA à la mission ASTRO-F. L’ESA offre un soutien réseau depuis la station sol de Kiruna (Suède), où seront acquises les données de plusieurs passages quotidiens.

L’ESA fait également bénéficier ses partenaires de son savoir-faire et de son aide pour le traitement des données de cartographie du ciel, notamment en matière de « reconstitution du pointage », tâche qui consiste à mesurer avec exactitude l’emplacement des objets observés dans le ciel pour accélérer la production de catalogues du cosmos et permettre un recensement des objets astronomiques dans l’infrarouge.

En contrepartie, l’ESA a obtenu 10 % du temps d’observation au cours des deuxième et troisième phases opérationnelles du programme ASTRO-F ; il sera attribué à des chercheurs européens afin qu’ils puissent procéder aux observations figurant dans leurs propositions.

« Cette coopération que le Japon a proposé à l’ESA dans le cadre du programme ASTRO-F aidera les astronomes européens à rester sur la lancée des acquis résultant de l’exploitation d’ISO jusqu’au lancement de la mission de l’ESA dans l’infrarouge, Herschel, prévu pour début 2008 », explique le Professeur D. Southwood.

Doté d’un télescope spatial d’une taille et d’une puissance inégalées (d’un diamètre de 3,5 mètres), Herschel tirera parti du recensement des objets astronomiques dans l’infrarouge effectué par ASTRO-F ainsi que des acquis de ses prédécesseurs, tels que les observatoires ISO de l’ESA et Spitzer de la NASA. Il percera les mystères de la formation et de l’évolution des étoiles et des galaxies et étudiera la chimie du cosmos froid et invisible.

Note aux rédactions

ASTRO-F est le fruit d’une véritable coopération internationale. Le satellite a été développé par l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (ISAS/JAXA) avec la participation des Universités de Nagoya et de Tokyo, de l’Institut national de recherche dans le domaine des technologies de l’information et de la communication (NICT) ainsi que d’autres universités et instituts japonais. Sont également impliqués la Corée du Sud, l’ESA, un consortium d’universités britanniques (Imperial College London, Open University, Université du Sussex), financé par le Conseil britannique de la recherche en physique des particules et en astronomie (PPARC), ainsi que l’Institut néerlandais de recherche spatiale (SRON) et l’Université de Groningue (Pays-Bas).

Le soutien de l’ESA en matière de stations sol sera géré par le Centre européen d’Opérations spatiales (ESOC). Le Centre européen d’Astronomie spatiale de l’ESA (ESAC) est quant à lui chargé de la reconstitution du pointage et du soutien aux utilisateurs pour le temps d’observation attribué aux Européens.

ASTRO-F est équipé d’un télescope refroidi d’environ 70 centimètres de diamètre et de deux instruments, un instrument dans l’infrarouge lointain (FIS) et une caméra infrarouge (IRC), qui permettront de cartographier l’intégralité du ciel dans six longueurs d’ondes de l’infrarouge. Ces instruments effectueront également des observations photométriques et spectrométriques détaillées de cibles astronomiques choisies dans 13 bandes dans la gamme des longueurs d’ondes comprises entre 2 et 180 micromètres.

Pendant la phase de cartographie, ASTRO-F dressera une carte complète de notre galaxie dans l’infrarouge avec ses pépinières d’étoiles, qui ne sont observables que dans le domaine de l’infrarouge parce que leur lumière visible est obscurcie par la poussière qui les entoure.

ASTRO-F détectera également les étoiles mortes à proximité du système solaire ainsi que les étoiles avortées que sont les naines brunes, émettant une faible lueur dans l’infrarouge. Le satellite recherchera en outre des systèmes planétaires situés jusqu’à une distance de 1000 années lumières du Soleil et permettra d’étudier leur formation à partir des disques de poussière et de gaz qui enveloppent les protoplanètes.

La cartographie générale du ciel devrait à elle seule conduire à la découverte d’un million de galaxie. ASTRO-F étudiera par ailleurs la structure de l’Univers à grande échelle, en observera les objets les plus lumineux qui s’écartent rapidement de notre galaxie et examinera la formation des étoiles dans les galaxies proches et lointaines.

Dans le cadre d’observations sélectionnées, ASTRO-F fournira une couverture complète, dans plusieurs longueurs d’ondes, d’une grande variété de sources, telles que des astéroïdes du système solaire, des naines brunes, des disques de débris et des étoiles situées dans notre galaxie ou dans des galaxies voisines, et étudiera par ailleurs de multiples radiosources extragalactiques.

L’appel à proposition lancé par l’ESA en vue de l’attribution du temps d’observation mis à sa disposition (10 %) a suscité un vif intérêt de la part des astronomes européens. Les 50 propositions reçues émanaient de 42 responsables de recherche différents rattachés à 32 instituts dans 9 pays d’Europe.

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ESA – Département Communication
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Alberto Salama, Responsable scientifique de l’ESA pour ISO et ASTRO-F
E-mail: Alberto.Salama @ esa.int

Göran Pilbratt, Responsable scientifique de l’ESA pour Herschel
E-mail: gpilbratt @ rssd.esa.int