fermi glast I Grenier saf 16 mai 2009



Mise à jour le 26 Mai 2009


CONFÉRENCE d'Isabelle GRENIER
Professeur Paris VII (Diderot), CEA Saclay "L'UNIVERS DE FERMI "
Organisée par la SAF
Dans ses locaux, 3 rue Beethoven, Paris XVI

Le Samedi 16 Mai 2009 à 15H00 à l'occasion de la réunion de la Commission de Cosmologie.

Photos : JPM pour l'ambiance. (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos si nécessaire
(Isabelle Grenier a eu la gentillesse de nous donner sa présentation complète (en pdf) pour les membres de la SAF qui y ont assisté, ils doivent contacter la SAF pour se procurer le mot de passe)
voir aussi le site de la commission.


BREF COMPTE RENDU







Isabelle Grenier est spécialiste des astres de haute énergie dans l’Univers, elle fait partie des responsables scientifiques du projet Fermi (ancien nom de Glast qui voulait dire : Gamma-ray Large Area Space Telescope), ce télescope couvre le domaine du spectre électromagnétique au delà de 100 Kev – kiloélectronvolts – et, en particulier, le domaine inexploré de 1 à 100 Gev – gigaélectronvolts

L'objectif de Glast/Fermi est d'étudier l'univers au moyen de rayons gamma et de détecter ainsi les phénomènes violents.


Cinq équipes françaises de l’IN2P3-CNRS, de l’INSU-CNRS et de l’IRFU/CEA contribuent à ce projet.






Les rayons gamma correspondent aux hautes énergies dans l'Univers, à des accélérations de particules et aux endroits où se produisent les plus grands échanges d'énergie.

Mais les gamma sont absorbés par l'atmosphère, il faut donc être dans l'espace pour les détecter.

Les glorieux ancêtres, les chasseurs de Gamma.

· SAS 2 des USA en 1972, il détecte 8000 gamma
· COS B de l'Europe de 1975 à 1982, il détecte : 200.000 gamma
· EGRET des USA de 1991 à 2000, il détecte 1.400.000 gamma

Le satellite GLAST rebaptisé Fermi, d'étude du ciel Gamma a parfaitement décollé le 11 Juin 2008 de Cap Canaveral à l'aide d'une très puissante fusée Delta II. 8 minutes plus tard on est en orbite à 560km d'altitude.
Orbite parfaite, la différence entre l'apogée et le périgée étant de seulement ….100m, un exploit!

Décollage en présence des deux pères de ce satellite :
· Peter Michelson (petit neveu du célèbre Michelson) est professeur à l'Université de Stanford et directeur du projet du télescope Glast
· Bill Atwood est professeur à l'Université de Californie, à Santa Cruz


La détection des gamma :


C'est la création de paires : quand un rayon gamma pénètre une des couches de tungstène du détecteur, son énergie peut se transformer en une paire de particules: un électron, et son anti-particule, le positron.

La direction de ces particules est mesurée par plusieurs détecteurs au silicium, cela permet ainsi de remonter à la source émettrice du rayon gamma.

L'énergie des particules est ensuite absorbée puis mesurée dans un autre détecteur, un calorimètre.


Fermi se tourne vers la Voie Lactée et la vision est différente en visible et en gamma :
(plus c'est rouge, plus c'est brillant en gamma).

Le ciel apparaît très différent de celui que nous voyons à l'œil nu ou avec des télescopes optiques.

Jets de matière, trous noirs, explosions d'étoiles massives etc sont le lot quotidien de ce ciel gamma.







Crédit: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration Le ciel gamma vu par Fermi :
C'est la vue la plus profonde et avec la meilleure résolution à ce jour.
On y voit des pulsars et des galaxies actives. Cette vue correspond aux 3 premiers mois de travail de Fermi.

Je rappelle que Fermi explore le ciel en entier toutes les 3 heures, afin de détecter rapidement les sources qui sont en train de changer de fréquence d'émission.

Le ciel, en gamma, n'arrête pas de changer!!

Mais Fermi est aussi capable de voir les éruptions de trous noirs en direct :


En cliquant sur l'image de gauche on peut accéder à un film (choisir son format préféré) montrant les émissions gamma supérieures à 300 Mev entre les 4 Août et 30 Octobre 2008, détectés par le LAT (Large Area Telescope) de Fermi. Les couleurs les plus brillantes indiquent les sources les plus énergétiques.

On présente d'abord le ciel avec les constellations connues pour se repérer, puis on présente les différentes sources comme le Soleil, le pulsar PSR J1836+5925 qui a la particularité de n'émettre qu'en gamma; et de nombreux blazars (galaxies actives) 3C 273, AO 0235+164, et PKS 1502+106.



Il existe des étoiles qui battent comme un cœur, ce sont les pulsars, comme le plus célèbre : Vela qui bat toutes les 89ms et que l'on peut voir sur cette vidéo.

Les balises des marins interstellaires:


Le télescope spatial Fermi, spécialisé en Gamma, a découvert 12 nouveaux pulsars émettant seulement dans le gamma et a détecté des rayonnements gamma de 18 autres.

On voit sur la carte du ciel, les pulsars découverts par Fermi (en orange), les pulsars associés aux émissions radio connues (en magenta et cyan) ainsi que les pulsars gamma identifiés par l'ancienne mission Compton (en vert).

Ces pulsars peuvent nous servir à nous balader dans le ciel, c'est une carte de voyage stellaire.






Ces pulsars, sont des "toupies phares" comme le signale Isabelle Grenier.


Comme par exemple, le pulsar appelé CTA-1 (constellation de Céphée), reste d'une supernova, situé à 4600 al de nous.


C'est un phare céleste qui balaye la Terre toutes les 316ms, il a été formé approximativement il y a 10.000 ans et émet 1000 fois plus d'énergie que notre Soleil.


Crédit: NASA/S. Pineault, DRAO

Comme on le voit, il n'est pas au centre de la coquille de gaz résultant de l'explosion de la SN. Ce pulsar émet en gamma seulement.








Une autre source de haute énergie, ce sont les couples d'étoiles massives (étoiles à neutrons ou trous noirs) avec compagnon, auquel ils arrachent de la matière, et gagnent ainsi de l'énergie qui se dissipe sous forme de rayonnements, qui prennent la forme de jets.



De même des étoiles extrêmement massives peuvent s'écrouler en hypernova et émettre aussi à cette occasion des jets puissants qui peuvent être détectés par Fermi.

Ces objets émettent des sursauts gamma (GRB), comme par exemple GRB080916C, le plus puissant sursaut jamais observé.






C'est l'instrument GBM (Gamma ray Burst Monitor) qui est spécialisé dans la détection des sursauts gamma,. Rappelons que les sursauts gamma sont produits lors de la mort d'étoiles massives ou lors de l'absorption de matière par des étoiles à neutrons.

En l'espace de 10 mois il a détecté 192 sursauts gamma .






Fermi n'est qu'au début de sa vie scientifique, il faut lui souhaiter une longue existence à la découverte de ce monde violent.
















POUR ALLER PLUS LOIN.

Voir les actualités de Glast/Fermi sur ce site

Site de Glast à la NASA : http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/index.html

Archives multimedia (nombreuses vidéos) du site de GalsT, à voir.

Site officiel de Glast au GSFC : http://fermi.gsfc.nasa.gov/

L’Astrophysique des hautes énergies par le Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan

A Plethora of Pulsars présentation ppt par le GSFC sur Fermi et la détection des pulsars.

Film sur les pulsars et l'émission gamma.

The Galactic Gamma-Ray Club presentation pdf par I Grenier , à consulter.

Unidentified gamma-ray sources New source classes and possible extended detections with GLAST par Diego F. Torres

Brochure sur Glast en français :

Présentation du projet Glast au CEA.

Les objectifs de Glast par le CEA :

Présentation pdf sur Glast par B Lott du CEN de Bordeaux.

GLAST Un télescope spatial pour comprendre les phénomènes les plus violents de l’Univers, conférence de presse du 29 Mai 2008, un bon résumé de la mission en français.

GRB observations with Fermi par Luca Baldini (INFN-Pisa)



Signalons aussi qu'Isabelle Grenier a publié un livre en collaboration avec André Brahic : Lumières d'étoiles dont nous avons parlé dans ces colonnes.


Bon ciel à tous


Jean Pierre Martin SAF Commission de Cosmologie
www.planetastronomy.com
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