mise à jour le 20 Novembre 2006
 
 

CONFÉRENCE SUR :

"À LA RECHERCHE DE LA LUMIÈRE INVISIBLE
OU 40 ANS D'ASTROPHYSIQUE SPATIALE."

Par Jean Marc BONNET-BIDAUD Astrophysicien CEA

Dans le cadre des RCE 2006

Organisée par l'AFA à la Cité des Sciences de Paris

 

Le Vendredi 10 Novembre 2006

Photos : JPM pour l'ambiance. Les photos en haute définition sont disponibles sur simple demande pour ceux qui le souhaitent, de même toutes les photos de cette soirée ne sont pas dans cet article, car j'en ai fait plus de 400, ceux qui sont intéressés par un sujet précis peuvent me contacter, je les leur ferai parvenir par mail.

Les photos des slides sont du conférencier.

 

REMARQUE : Les comptes rendus des conférences sont mis en ligne au fur et à mesure Vous vous en apercevrez en allant voir la page du compte rendu général de temps en temps à l'index "conférences", je signalerai les mises en ligne dans la fenêtre des mises à jour du site

 

BREF COMPTE RENDU

Le compte rendu sera succinct car l'auteur a mis sa présentation presque complète sur le Net, vous la trouverez sur le site du CEA des conférences Cyclope.

 

 

 

 

 

La lumière est le message du cosmos nous dit JM Bonnet Bidaud, astrophysicien au SAP (Service d'Astrophysique ) du CEA Saclay.

 

 

Astronomie : 4000 ans d'histoire.

 

 

 

 

 

 

RAPPEL HISTORIQUE.

Les premiers observatoires du ciel datent de deux mille ans avant notre ère, comme cet observatoire Chinois du Shanxi, découvert il y a peu.
 
 
Puis nos glorieux ancêtres Grecs ses sont intéressés à l'Astronomie et en ont fait la science qu'elle est aujourd'hui.
 
 
Ce sont les Chinois encore et les Perses qui publient au Moyen Age ces anciennes cartes du ciel.
 
Les premiers vrais observatoires arrivent :
 
Maragha en Perse
Den Feng en Chine (Henan)
Goua Shouxing (Mongolie)
Uraniborg (Tycho Brahe)
Pise (Galilée)
Danzig (Hévélius)
Paris (Cassini)
Meudon (Paris en 1893)

 

 

 

 

Puis l'ère des grands télescopes : Mount Wilson (2,5m en 1917); Palomar (5m en 1948); VLT; Keck…

Ère numérique : Megacam du CFHT : 1m2 de surface 340 millions de pixels!!

 

La révolution du XXème siècle.

C'est Maxwell qui le dit : la lumière visible n'est qu'un cas particulier d'un phénomène général des ondes électromagnétiques, nous sommes en 1864; un visionnaire.

En 1895 Röntgen découvre un rayonnement inconnu sortant des tubes à vide : ce sera le rayonnement X.

Un an plus tard Bequerel découvre la radioactivité naturelle, puis en 1898 les célèbres Pierre et Marie Curie, apportent leurs pierres à l'édifice atomique avec la découverte de matériaux radio-actifs : Polonium, Thorium, Radium …émettant des alpha et des bêta.

 

Le rayonnement Gamma est mis au jour par Paul Villars en 1900, ce rayonnement peut traverser le Plomb.

 

 

Le rayonnement visible ne représente qu'une partie infime du spectre total du rayonnement électromagnétique.

 

L'homme est un animal aveugle adapté à la lumière de son étoile.

 

En plus (ou plutôt en moins!) l'atmosphère terrestre bloque une partie du rayonnement : les UV, les IR et certaines ondes radio ne passent pas, ainsi que tous les rayonnements X et au delà.

 

C'est pour cela qu'une révolution s'est produite quand en 1959 le CEA lance sa première sonde hors de l'atmosphère.

 

Le tir s'est effectué de l'Ile du Levant et la fusée a été jusqu'à une altitude de 127km.

Trois compteurs Geiger-Müller étaient à bord, ce sont des détecteurs de rayonnements principalement pour X ou gamma.

Mais à l'époque rien n'est détecté.

 

En 1962, les Américains découvrent par hasard les premières sources X dans la constellation du Scorpion (elle sera baptisée Sco X1).

 

Cette découverte va déclencher chez les scientifiques du monde entier un cycle de recherches de sources X hors de l'atmosphère, et c'est le 21 Mai 1965 que les premiers rayons X cosmiques français sont détectés par des ballons du CEA. Pour la première fois on a comme détecteur un tube photo multiplicateur (PMT) adapté à un cristal de Iodure de Sodium sur sa fenêtre d'entrée.

 

 

Tout un équipement complet était à bord : 30kg d'instruments dans ce ballon stratosphérique.  

 

 

On découvre les sources X du Cygne, on voit le spectre sur la photo ci contre.

   

 

Il faut aussi inventer de nouveaux instruments comme des chambres à étincelles par exemple.

 

 

En 1967 on découvre des pulsars et en 1969 des gamma dans ces pulsars (vont mener aux sursauts gamma).

 

LA MORT DES ÉTOILES.

 

 

 

La mort des étoiles dépend de leur masse.

Celles similaires au Soleil vont terminer en naine blanche, celles plus lourdes (5 à 10 fois) en étoiles à neutrons et les monstres en Super Nova.

 

Un bel exemple de mort d'étoile par SN est la fameuse "nébuleuse" du Crabbe ou M1 que l'on voit sur cette animation mpeg de 5MB dans différentes longueurs d'onde. (autres formats disponibles).

 

La mort des étoiles s'accompagnent d'émission de rayonnement gamma.

 

En 1975 l'ESA (nouvellement créée) lance le satellite d'étude du ciel en Gamma le Cos B  (acronyme de Cosmic Rays Satellite option B), il établit la première carte de la galaxie en gamma. C'est une des missions qui a eut le plus de succès de l'ESA.

 

Voici la comparaison dans le visible et en gamma (de Cos B) d'après les documents de JMBB.

 

 

Signalons que cette carte s'est améliorée plus tard avec le lancement d'Integral de l'ESA.

 

On étudie le ciel en X aussi avec les lancements de XMM-Newton de l'ESA et de Chandra de la NASA. Évidemment on ne détecte pas les X comme le rayonnement optique (les X traversent le miroir!!), on met au point d'autres techniques : détection par miroirs mais en incidence rasante.

De même pour les gamma, on développe la technique des masques devant le détecteur permettant de localise la source.

 

Bref toutes ces techniques nous sont expliquées par JMBB vous pouvez les retrouver sur le site du Dapnia comme indiqué plus haut.

Vous retrouvez aussi ces observatoires spatiaux spécialisés dans ce site à la page astrophysique des archives.

 

 

LES TÉLESCOPES SPATIAUX DU FUTUR.

 

Projet Simbol X pour 2012  : projet très innovant technologiquement proposé par le CEA.

Deux satellites positionnés à 30 mètres de distance volent en formation et recueillent des images à haute résolution en rayons X

Voir ce PPT de 3MB sur ce projet : superbe!

 

Le futur sera surtout IR même si on peut en voir en partie du sol comme avec l'instrument VISIR monté sur le VLT; il faudra des télescopes spatiaux en IR, ce sont eux qui vont remplacer Hubble, comme par exemple Herschel de l'ESA (2007) et le JWST (2012) de la NASA/ESA et du Canada.

 

C'est dans ce domaine qu'on peut voir la formation des premières galaxies et étoiles. On est aux portes de l'age sombre!!!

C'est ce que notre orateur appelle l'enjeu cosmologique.

 

CONCLUSION.

 

Après 40 ans d'Astrophysique au CEA, la SAp (Service d'Astrophysique) est présent dans l'espace dans les observatoires suivants :

Soho; Ulysses; Cassini; Integral; XMM et bientôt dans les futurs télescopes spatiaux.

 

 

 
C'est tout pour aujourd'hui!
 
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin   www.planetastronomy.com
 
 

Voir les autres compte rendu de conférences des RCE  : ICI.