Athena X-IFU: un instrument révolutionnaire pour comprendre l'Univers
Publié par Adrien le 19/05/2019 à 08:00
Source: CNRS
Une nouvelle étape vient d'être franchie avec succès par les scientifiques en charge de la réalisation du spectromètre X-IFU, l'instrument phare du futur télescope spatial dans les rayons X: Athena. Après plus de 4 ans d'études, à l'issue d'une évaluation rigoureuse, l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est chargée de la...) (ESA) et le Centre national d'études spatiales (CNES), viennent de confirmer la faisabilité de cet instrument. Sous la responsabilité scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) d'un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des...) et planétologie (La planétologie est la science de l'étude des planètes. La discipline recouvre de nombreuses branches de la science ; son domaine d'étude s'étend des grains microscopiques jusqu'aux planètes géantes gazeuses.) (CNRS/CNES/Université Toulouse 3 - Paul Sabatier) et la responsabilité technique du CNES, le consortium international regroupant treize pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus...) va commencer à développer cet instrument unique au monde (Le mot monde peut désigner :). Dédié à l'étude de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) chaud et énergétique, celui des amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière entre groupe et amas n'est pas clairement...), des trous noirs et de tous les phénomènes violents comme les explosions d'étoiles, X-IFU promet de révolutionner notre connaissance de l'Univers.


Trou noir supermassif © IRAP-OMP (CNRS/UT3 Paul Sabatier/CNES).

Puissantes sources de rayons X, les phénomènes extrêmes comme les trous noirs, les amas de galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres...) et les explosions d'étoiles, sont de véritables archives qui nous informent sur les grandes étapes de la formation et de l'évolution de l'Univers.

Placé au foyer du télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le télescope spatial présente l'avantage par rapport à son homologue...) Athena (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics) de l'ESA, le spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de molécules par exemple en spectrométrie de masse — en ses...) X-IFU (X-ray Integral Field Unit) permettra d'observer ces phénomènes de l'Univers chaud et énergétique, dans le domaine des rayons X: une fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) accessible uniquement depuis l'espace. X-IFU embarquera des technologies innovantes lui conférant des performances exceptionnelles qui permettront de mesurer l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) des rayons X avec un niveau de précision sans précédent et de déterminer les conditions dans lesquelles ils sont émis. Les scientifiques pourront alors explorer les amas de galaxies en déterminant la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est...), la vitesse (On distingue :), la composition chimique du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à...), ou encore suivre la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La...) engloutie par les gigantesques trous noirs situés au coeur des galaxies les plus massives.

Véritable pièce maîtresse du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la luminosité...) spatial Athena, X-IFU promet des avancées majeures dans le domaine de l'astrophysique des hautes énergies (L’astrophysique des hautes énergies est la science qui étudie les objets astrophysiques tels que les trous noirs, naines blanches, pulsars, novae, quasars, microquasars, galaxies de Seyfert, sursauts gamma...).

Le consortium X-IFU regroupe plus de 220 ingénieurs et chercheurs de 50 laboratoires, répartis dans 13 pays sur 3 continents, qui travaillent sur la vingtaine de sous-systèmes de l'instrument. La France assume la responsabilité scientifique du Consortium X-IFU par l'intermédiaire de Didier Barret, directeur de recherche CNRS à l'Irap. Le CNES assure la maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs...) d'oeuvre et le pilotage du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande...) sous la responsabilité de Vincent Albouys, le chef de projet (Un chef de projet, en informatique est la personne chargée de contrôler le bon déroulement du développement d'un logiciel informatique. Par extension, le...) pour la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de développement.

La mission Athena est la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle...) mission de classe L (Large) sélectionnée par l'ESA en juin 2014 dans le cadre de son programme scientifique Cosmic Vision. Le télescope spatial Athena sera lancé au début des années 2030 et succédera aux deux observatoires spatiaux dans les rayons X actuellement en fonctionnement: XMM-Newton (ESA) et Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette spatiale Columbia lors de la mission STS-93.) (NASA).
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