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Communiqués de presse

 

Paris, le 15 mai 2000

 

Premiers succès pour Celeste, le nouveau détecteur de rayons gamma cosmiques

 

Un nouveau télescope, dénommé Celeste, vient de mettre en évidence une activité exceptionnelle du noyau actif de galaxie Markarian 421 situé à une distance de 340 millions d'années lumière. Réalisé par des équipes scientifiques de plusieurs laboratoires du CNRS (IN2P3 et INSU)(1), il vient d'entrer en service sur le site de l'ancienne centrale solaire Themis dans les Pyrénées-Orientales. La construction de ce détecteur de particules cosmiques, sensible au rayonnement gamma de plus de 30 GeV(2), représente une avancée technologique qui est une première mondiale.

 

Le rayonnement gamma cosmique permet l'observation directe des événements parmi les plus violents de l'Univers : les restes de supernovæ et les noyaux actifs de galaxies. Les particules cosmiques de relativement basse énergie (moins de 15 GeV) peuvent être détectées dans l'espace au moyen de détecteurs embarqués à bord de satellites, et celles de plus haute énergie (plus de 200 GeV) sont accessibles en observant depuis le sol les effets de leur interaction dans l'atmosphère terrestre. Jusqu’à maintenant, le domaine intermédiaire - de 15 à 200 GeV - restait inaccessible alors que c’est une région particulièrement importante pour l'observation de l'Univers. Son exploration permettra, entre autres, d'étudier l'absorption des rayons gamma émis par des sources à des distances cosmologiques lors de leurs interactions avec le fond de rayonnement infrarouge intergalactique. On pourra en déduire des informations indirectes sur la lumière émise au début de l'évolution de l'Univers.

Le détecteur Celeste, situé sur le site de l'ancienne centrale solaire Themis d'EDF près de Font-Romeu, utilise de nuit les grands miroirs de la centrale solaire pour concentrer en haut d'une tour de 100 m, le faible et bref signal lumineux produit par les particules se développant en cascade dans l'atmosphère. La grande taille des miroirs utilisés (environ 2000 m2 au total) permet d'être sensible à un signal lumineux issu d’une quinzaine d’électrons à une altitude de 11 000 m, et qui proviennent eux-mêmes de rayons gamma primaires d'énergie aussi faible que 30 GeV. Grâce à cette percée technologique, Celeste prend de vitesse le projet américain similaire dénommé Stacee implanté au Nouveau-Mexique et réalise l’observation de l’émission gamma du noyau actif de galaxie Markarian 421 autour d'une énergie de 50 GeV. Cette galaxie présente actuellement un pic exceptionnel d’activité et montre, au cours de son "éruption", des variations rapides et fortes des émissions de rayons gamma à l'échelle de quelques heures, une rapidité qui ne peut s’expliquer que par la compacité de la source qui les émet : probablement un trou noir émettant deux jets de particules à une vitesse très proche de celle de la lumière. La compréhension globale de ces phénomènes de variations rapides d’activité ne peut être obtenue que par une synthèse d’observations simultanées de ces objets dans de nombreux domaines de longueurs d’onde (radiotélescopes, télescopes optiques, satellites en rayons X…) parmi lesquels le rayonnement gamma joue un rôle essentiel.

Avec la mise en service de Celeste aux côtés du détecteur Cat, opérationnel sur le même site depuis 1996 pour des énergies supérieures à 200 GeV, les chercheurs français disposent d'outils de pointe. Ceux-ci leur permettent de jouer un rôle de premier plan en astronomie gamma dans la zone de 30 GeV à 30 TeV(3), où les instruments compétitifs au plan mondial se comptent sur les doigts des deux mains. D'ici quelques années, ils pourront compter sur le satellite Glast pour lequel ils sont partenaires de la Nasa, et sur le réseau de télescopes hess. construits en Afrique australe en collaboration avec l'institut allemand Max Planck, pour disposer d'outils encore plus puissants et offrant une couverture continue du spectre énergétique du rayonnement gamma.

Cet événement intervient au moment où la responsabilité du site de Themis, propriété du Conseil général des Pyrénées-Orientales, est transférée d'EDF à l'IN2P3 pour ses programmes scientifiques ainsi qu'à la société Solytec chargée de mettre en place une activité d'animation scientifique et culturelle.

 

(1) Cette collaboration regroupe quatre laboratoires de l’Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3/CNRS) : CENBG (Université de Bordeaux), PCC (Collège de France), LPNHE (Ecole Polytechnique), LAL (Université d'Orsay), ainsi que le CESR (Toulouse ) et l’Observatoire de Grenoble de l'INSU/CNRS et un groupe de l'Université de Perpignan. Sont également associés des théoriciens du DARC ainsi qu’une équipe tchèque. L’expérience a bénéficié du soutien de ces institutions ainsi que de celui d'EDF et de la Région Languedoc-Roussillon.
(2)  1 GeV : Giga électron-volt, énergie d'un électron accéléré par une tension d'un milliard de volts,
(3) TeV = Tera électron-volt, unité valant 1000 GeV.

 

Contact communication

  • IN2P3 : Geneviève Edelheit
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