Chandra - Définition et Explications

Chandra
Organisation NASA, SAO, CXC
Domaine Rayons X
Orbite fortement elliptique
10 000-140 161 km (période : 64h 18mn)
Lancement 23 juillet 1999
Extraction en opération
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) 4,800 kg
Autres noms Advanced X-ray Astrophysics Facility (AXAF)
Programme Grands observatoires
Page web (Une page Web est une ressource du World Wide Web conçue pour être consultée par des...) http://chandra.harvard.edu/
Caractéristiques physiques
Technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) 4 paires de réflecteurs paraboliques/hyperboliques
Diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) 1.2 m
Surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) 400 cm2
Focale 10m
Instruments
ACIS spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant de décomposer une quantité...) X
HRC caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil...) X
HETGS spectromètre X à haute résolution (réseau de diffraction)
LETGS spectromètre X à haute résolution (réseau de diffraction)

Le satellite (Satellite peut faire référence à :) Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette...) est un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette spatiale Columbia (Columbia était la première navette spatiale américaine à avoir été dans l'espace lors de son...) lors de la mission STS-93.

Son nom vient de celui du physicien (Un physicien est un scientifique qui étudie le champ de la physique, c'est-à-dire la...) Subrahmanyan Chandrasekhar (Subrahmanyan Chandrasekhar (19 octobre 1910 à Lahore, Punjab, Indes britanniques - 21...) qui est connu pour avoir évalué la masse limite des naines blanches pour devenir des étoiles à neutrons. De manière adéquate, le terme sanskrit de Chandra signifie lumineux (et désigne la Lune).

Avant son lancement, Chandra portait également le nom de Advanced X-ray Astrophysics Facility (AXAF).

Vue d'artiste du télescope spatial Chandra.
Vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) du télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le...) Chandra.

Découvertes

Chandra a profondément transformé notre connaissance de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) et a apporté un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) considérable d'informations nouvelles ou inattendues. Parmi celles-ci on peut compter :

  • La première image, des restes de la supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une...) Cassiopée A, a donné une première impression à propos de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) compact qui est en son centre (une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) à neutrons ou un trou noir).
  • Dans la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un...) du Crabe (Crabe est un nom vernaculaire ambigu utilisé en français pour désigner de nombreuses...), autres restes d'une supernova, Chandra a montré un anneau inconnu autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) du pulsar (Un pulsar est le nom donné à une étoile à neutrons, tournant très...) central et des jets qui n'étaient que devinés sur les images antérieures.
  • La première émission X observée provient du trou noir supermassif (En astrophysique, un trou noir supermassif est un trou noir dont la masse est d'environ un million...) du centre de notre galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) (la Voie lactée) : Sagittarius A*.
  • Chandra a observé du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) beaucoup plus froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) que prévu orbitant en spirale (En mathématiques, une spirale est une courbe qui commence en un point central puis s'en...) vers le centre de la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...) d'Andromède.
  • Pour la première fois, Chandra a détaillé des fronts de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) dans Abell 2142, où des groupes de galaxies sont en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de...) de se fondre.
  • Les premières images des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) de choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de...) d'une supernova ont été prise dans SN 1987A.
  • Chandra a présenté pour la première fois des images de l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise...) d'une petite galaxie cannibalisée par une plus grande (dans une image de Perseus A).
  • Dans la galaxie M82, un nouveau type de trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense...) a été observé à mi chemin en taille entre les trous noirs stellaires et les trous noirs supermassifs.
  • Pour la première fois, Chandra a permis d'associer une émission X à un sursaut gamma (Les sursauts gamma (en anglais, gamma-ray bursts, abrégé en GRB) sont des bouffées de photons...), GRB 991216.
  • Des lycéens, en exploitant des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) de Chandra, ont découvert une étoile à neutrons dans les restes de la supernova IC 443.
  • Les observations communes de Chandra et BeppoSAX suggèrent que les sursauts gamma se trouvent dans les régions d'intense formation d'étoiles.
  • Les données de Chandra suggèrent que les objets RXJ1856 et 3C 58, que l'on croyait précédemment être des pulsars, seraient plutôt des objets beaucoup plus denses, des étoiles étranges. Ces résultats ne font toutefois pas encore l'objet d'un consensus clair.
  • La naine brune (Une naine brune est un objet insuffisamment massif pour être considéré comme une...) TWA 5B a été observée en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) autour d'une étoile similaire au soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) (dans un sytème binaire).
  • Chandra a repéré les ondes sonores provenant de la violente activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) autour d'un trou noir supermassif dans l'amas Perseus.
  • Chandra a observé l'ombre portée (L'ombre portée est la zone soustraite aux rayons lumineux incidents par un objet sur son...) en rayons X de Titan (Cliquez sur l'image pour une description) passant devant la nébuleuse du Crabe.

Description technique

Contrairement aux télescopes optiques qui se contentent de surfaces paraboliques comme moiroirs, les télescopes à rayons X utilisent des surfaces complexes (paraboliques et hyperboliques) dont la surface est recouverte d'iridium (L'iridium est un élément chimique de symbole Ir et de numéro atomique 77.). Les photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction...) X ont une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) telle que les miroirs traditionnels sont traversés et qu'il faut plutôt utiliser un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) d'incidence rasant pour les réfléchir (voir aussi l'article Focalisation (optique)#Télescopes à rayons X). Chandra utilise 4 paires de miroirs qui, en association avec la structure portante, portent le nom de High Resolution Mirror Assembly (HRMA). Les miroirs de Chandra (bien meilleurs que ceux recouverts d'or des premiers télescopes X en orbite) autorisent une résolution angulaire record de 0,5 seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) d'arc (2,4 µrad).

L'orbite fortement elliptique de Chandra lui autorise des périodes d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) allant jusqu'à 55 heures (L'heure est une unité de mesure  :) (pour une période orbitale (En astronomie, la période orbitale désigne la durée mise par un astre (étoile, planète,...) de 65 heures).

Instruments

Le Science Instrument Module (SIM) porte les deux instruments du plan focal, ACIS (Advanced CCD Imaging Spectrometer) et HRC (High Resolution Camera), pour les placer en position d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) selon le programme demandé.

ACIS comporte 10 CCD et fournit des images aussi bien qu'une information spectrale des objets observés. Il travaille dans la gamme de 0.2 à 10 keV. HRC comporte deux plaques à micro-canaux (micro-channel plates) et couvre la gamme de 0.1 à 10 keV. Il a aussi une résolution de 16 microsecondes. Ces deux instruments peuvent être utilisés seuls ou en association avec un des deux réseaux de diffraction (La diffraction est le comportement des ondes lorsqu'elles rencontrent un obstacle qui ne leur est...).

Les réseaux de diffraction, qui peuvent être placés dans l'axe optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...) derrière les miroirs, offrent la capacité d'une spectroscopie à haute résolution. Le HETGS (High Energy Transmission Grating Spectrometer) travaille dans la gamme de 0.4 à 10 keV et dispose d'une résolution spectrale de 60-1000. Le LETGS (Low Energy Transmission Grating Spectrometer) travaille dans la gamme de 0.09 à 3 keV et une résolution de 40-2000.

Historique

En 1976, Chandra (encore nommé AXAF à ce moment-là) a été proposé à la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) par Riccardo Giacconi (Riccardo Giacconi (6 octobre 1931 à Gênes, Italie) est un physicien...) et Harvey Tananbaum. L'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) suivante, les travaux ont commencé au Marshall Space Flight Center (MSFC) et au Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO). Entre temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...), en 1978, la NASA a lancé et mis en orbite le premier télescope à rayons X Einstein (HEAO-2). En 1992, pour en réduire les coûts, le satellite a été radicalement réétudié. Quatre des douze miroirs prévus ont été éliminés (avec deux des six instruments scientifiques). L'orbite de Chandra a été transformée en une orbite fortement elliptique dont le point (Graphie) le plus éloigné se situe à un tiers de la distance Terre-Lune. Ces transformations ont éliminé complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou...) la possibilité de missions de maintenance ou d'entretien par la navette spatiale (Une navette spatiale, dans le domaine de l’astronautique, est un véhicule...) mais ont placé la majeure partie de l'orbite au-delà de la ceinture de Van Allen (La ceinture de radiations de Van Allen est une zone toroïdale de la magnétosphère terrestre...) (zone de radiations intenses).

AXAF a acquis son nouveau nom de Chandra en 1998 et a été lancé en 1999 par la navette (Une navette spatiale, dans le domaine de l'astronautique, est un véhicule aérospatial...) spatiale Columbia lors de la mission STS-93. À ce moment, il était la charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) la plus lourde jamais emportée par une navette spatiale, pour une bonne part à cause du booster (Le nom de booster (ou propulseur d'appoint) est donné au moteur-fusée qui est attaché aux...) qui devait l'insérer dans son orbite haute (l'Inertial Upper Stage).

Un mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) après son lancement, Chandra a commencé à renvoyer des données d'observation. Il le fait continuellement depuis. Les opérations sont conduites par le SAO au Chandra X-ray Center à Cambridge, Massachusetts, avec l'assistance du MIT et du Northrop Grumman (Northrop Grumman Corporation est un conglomérat américain né de la fusion entre Northrop et...) Space Technology. Les CCD d'ACIS ont été endommagés par les premiers passages dans la ceinture de Van Allen. Pour éviter que cela ne se reproduise, une procédure de retrait systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour...) de cet instrument hors du plan focal lors de ces passages a été mise en place.

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