Il existe dans le cosmos de nombreuses sources de rayonnement gamma extrême. Mais les astrophysiciens connaissent mal les phénomènes capables d’accélérer les particules qui émettent ces radiations 100 milliards de fois plus énergétique que la lumière visible. Ils pourraient pourtant leur permettre d’en apprendre davantage sur la physique des objets compacts et des trous noirs par exemple.
Dans le but d’obtenir une analyse approfondie de ces sources, est né le concept d’un tout nouvel observatoire mondial : le « Cherenkov Telescope Array » (CTA) un réseau d’une centaine de télescopes sur deux sites (sud et nord). Sa construction est prévue de 2015 à 2020, avec une entrée en opération partielle vers 2016.
À Meudon, construction d’un prototype pour CTA
Dans le cadre de ce dispositif international, l’Observatoire de Paris, à travers son Laboratoire Univers et Théories - LUTh et son pôle instrumental (au Département Galaxies, Etoiles, Physique et Instrumentation - GEPI) s’est vu confier la coordination du projet GATE (GAmma-ray Telescope Elements) qui implique cinq laboratoires d’Île-de-France dans la réalisation de prototypes pour CTA (télescope, caméras, mécanisme de déclenchement, miroirs).
Ainsi, sur le site de Meudon de l’Observatoire de Paris, a commencé la construction d’un télescope "démonstrateur" pour le futur grand observatoire des rayonnements gamma aux très hautes énergies. Pour l’instant, seules les fondations, le câblage et l’abri sont installés. Les travaux s’échelonneront sur plusieurs mois, suivis d’une phase de tests en 2014.
Il s’agit d’un défi pour les équipes scientifiques du LUTh et du pôle instrumental qui doivent réaliser un prototype de petite taille (SST, pour Small Size Telescope) d’un télescope Cherenkov.
Le miroir primaire aura un diamètre de 4 mètres. Il utilisera la formule optique dite de "Schwarzschild-Couder", encore jamais réalisée en astronomie, qui devrait permettre d’optimiser le retour scientifique recueilli avec CTA aux énergies extrêmes.
Les rayons gamma créent, en entrant dans l’atmosphère terrestre, des gerbes fugaces de particules. Les télescopes Cherenkov observent les flashs émis par ces particules lors de leur propagation afin de déterminer les caractéristiques des sources des rayons gamma. Ces sources peuvent être, parmi d’autres, des restes de supernovae, des vents de pulsars, ou des noyaux actifs de galaxies.
Ce projet est réalisé sous la coordination de l’Observatoire de Paris (LUTh et pôle instrumental) avec le soutien de la Région Île-de-France, du CNRS (INSU et IN2P3) et du CEA (IRFU).
Avec la participation de D. Dumas (chef de projet), P. Laporte, J.-L. Dournaux, J.-M. Huet, H. Sol (PI), A. Zech, G. Fasola, F. De Frondat, C. Boisson, C. Rulten, J.-P. Amans, F. Sayède et d’autres membres du LUTh, du GEPI et de la DIL.