Une roue glaciale pour explorer l’Univers extrême

Le Département d’astronomie a mis au point une instrumentation capable d’effectuer des mesures d’une précision jusqu’ici inégalée pour le compte d’une mission spatiale

Une équipe d’astronomes placée sous la direction de Stéphane Paltani, chercheur à la Faculté des sciences, vient de réaliser une électronique et un mécanisme pour ASTRO-H, un satellite japonais qui sera envoyé dans l’espace en 2015. Il s’agit principalement d’une roue capable de placer différents filtres dans le champ de vue du satellite et de piloter des sources de rayons X nécessaires à la calibration de l’instrument. Des chercheurs de groupes suisses et hollandais ont collaboré durant quatre ans en vue d’une instrumentation qui est aujourd’hui aboutie.

Roue «made in UNIGE»
Dessinée au Département d’astronomie, la roue sert à placer des filtres devant le détecteur, afin d’optimiser les observations. La fabrication du modèle de vol et tous les tests ont été effectués par l’UNIGE, grâce à la collaboration des Départements d’astronomie et de physique nucléaire et corpusculaire.
La roue à filtres et le système de sources de rayons X constituent des éléments essentiels d’ASTRO-H, un appareil de toute dernière génération; le détecteur multiplie par dix la capacité actuelle à rendre des images «en couleur» dans les rayons X, ce qui correspond, à l’échelle de l’œil humain, à disposer non pas de trois types de cônes (verts, rouges et bleus), mais de plusieurs milliers. Le détecteur est en fait un calorimètre cryogénique; il peut rendre compte très précisément de l’énergie des rayons X en mesurant l’augmentation de la température due à l’absorption de chaque photon collecté.
Pour ce faire, il doit être refroidi à une température proche du zéro absolu. Une fois installé dans l’espace, cet équipement constituera donc le lieu le plus froid de l’Univers – 3 fois plus froid que l’observatoire spatial Planck, qui mesure le rayonnement de fond cosmologique. Ce sera la première fois qu’un instrument de ce type fonctionnera depuis l’espace. La mise à l’épreuve du tout se fera courant 2015.

Dans l’univers violent
L’astrophysique des hautes énergies s’intéresse aux objets dans lesquels les conditions physiques sont extrêmes, comme les trous noirs ou les étoiles à neutrons, mais aussi les gaz extraordinairement chauds, qui constituent des traceurs fondamentaux de la structure de notre Univers. La mise au point de satellites équipés de télescopes sensibles aux rayons X et gamma ‒ comme INTEGRAL ou XMM-Newton ‒ a révolutionné la conception des phénomènes à haute énergie par les scientifiques. Les acteurs de la mission ASTRO-H comptent envoyer dans l’espace le successeur de ces satellites.