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L’observatoire le plus puissant permettant de détecter les événements cosmiques les plus extrêmes va bientôt être construit

Les rayons gamma sont 10 billions de fois plus énergétiques que la lumière visible et notre Univers en génère beaucoup lorsque se produisent des événements extrêmes. Un réseau de télescopes de nouvelle génération va bientôt sonder le cosmos à la recherche de ces signaux pour élucider les mystères de phénomènes tels que les trous noirs et les supernovae.

Recherche fondamentale
Espace

Le spectre électromagnétique (EM) désigne la gamme continue et infinie de fréquences et longueurs d’onde associées de tous les types de rayonnements EM, «transportés» par des particules appelées photons possédant l’énergie correspondante. La lumière visible ne représente qu’une petite plage de fréquences au milieu du spectre EM. Les rayons gamma se situent à l’extrémité du spectre correspondant aux hautes fréquences – à vrai dire, la gamme de fréquences des rayons gamma est si vaste et mal connue qu’elle ne possède pas de limite supérieure bien définie. L’Univers est le générateur de rayons gamma le plus puissant. Si les infrastructures actuelles de mesure des rayonnements de haute énergie ont révélé des indices alléchants sur les mystères qui se cachent derrière les rayons cosmiques, elles ont également suggéré que nous avons à peine entrevu la partie émergée de l’iceberg. Le spectaculaire observatoire du Cherenkov Telescope Array (CTA) ouvrira une nouvelle fenêtre sur les événements les plus extrêmes de l’Univers. Le projet CTA-DEV, financé par l’UE, fait passer le CTA de la phase de conception à la phase de mise en œuvre, en se consacrant à la construction d’infrastructures, à la gouvernance et à la communication avec le public.

Il y a un temps et un lieu pour tout et, pour le CTA, c’est ici et maintenant que ça se passe

Depuis 2003, la génération actuelle de détecteurs terrestres de rayons gamma a fait passer le nombre d’objets connus émettant des rayons gamma de 10 à plus de 150. En 2008, le consortium CTA a été créé pour concevoir la prochaine génération de détecteurs avec la précision et la sensibilité nécessaires pour étendre ce catalogue d’objets connus et en décupler le nombre. Aujourd’hui, plus de 1 500 scientifiques et ingénieurs de 31 pays faisant partie du consortium, des actionnaires provenant de 11 pays et une organisation intergouvernementale travaillent ensemble pour concrétiser cette initiative. Federico Ferrini, directeur général de CTAO gGmbH, l’entité juridique provisoire mise en place pour préparer la mise en œuvre du CTA, déclare: «Le CTA est né d’une idée formulée par quelques personnes dans une salle il y a plus de 10 ans et aujourd’hui, nous avons en main les accords relatifs aux sites, nous disposons de prototypes fonctionnels pour tous les modèles de télescope proposées et un important travail de caractérisation et de conception des sites est en cours. La construction devrait commencer en 2021.» Le CTA sera le premier observatoire terrestre de rayons gamma ouvert à la communauté scientifique internationale. Les observations proprement dites seront effectuées par des opérateurs, les données et les outils d’analyse étant ensuite mis à la disposition du chercheur principal dans des formats de données communs. Au bout d’environ un an, les données seront rendues publiques et accessibles aux communautés de l’astrophysique, de la physique des particules et d’autres domaines.

Accélérer les découvertes et la compréhension

Avec plus de 100 télescopes répartis sur deux sites dans les hémisphères nord et sud et grâce à sa capacité à couvrir une énorme plage d’énergie photonique allant de 20 gigaélectronvolts à 300 téraélectronvolts (TeV), le CTA surpassera largement les performances et le potentiel des instruments actuels. «De plus, son champ de vision plus large et sa sensibilité décuplée permettront au CTA de scruter le ciel des centaines de fois plus vite que les télescopes TeV précédents», ajoute Federico Ferrini. Le potentiel scientifique du CTA est énorme, car il vise à obtenir de nouvelles informations sur les sources cosmiques de rayons gamma, notamment les trous noirs, les débris de supernova, les pulsars, les systèmes binaires et même l’insaisissable matière noire. Le CTA changera fondamentalement notre vision de l’univers des hautes énergies, d’une façon qui marquera les générations futures. «Nous pourrons observer les sources de rayons gamma de façon plus détaillée, identifier de nouvelles sources et peut-être élucider certains des plus grands mystères de l’Univers, comme la nature de la matière noire. Bien entendu, les découvertes inattendues seront les plus passionnantes», conclut Federico Ferrini.

Mots‑clés

CTA-DEV, Cherenkov Telescope Array (CTA), observatoire, rayonnement gamma, rayon gamma, Univers, rayonnement, cosmique, électromagnétique (EM), télescope, énergie, matière noire, détecteur, trou noir, physique, astrophysique, particule, photon, supernova, pulsar, binaire

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