La mission franco-chinoise Svom, qui vise à étudier les sursauts gamma, phénomènes astronomiques issus d'explosions stellaires très lointaines, sera lancée le 22 juin depuis la base de Xichang. Ce satellite aux performances inédites étudiera ces phénomènes fascinants rattachés à des événements très anciens dont certains sont survenus quand l'Univers avait moins d'un milliard d'années.
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Dans quelques jours, la Chine lancera la mission spatiale Svom (Space-based multi-band astronomical Variable Objects Monitor), fruit de la collaboration franco-chinoise (*) vouée à l'étude des sursauts gamma, ces phénomènes astronomiques fascinants résultant des explosions stellaires les plus lointaines. Svom sera lancé le 22 juin 2024 depuis la base de Xichang, à bord d'un lanceur Long March 2C. Sa mission est prévue pour durer trois ans avec une extension possible de trois ans supplémentaires.
Une fenêtre sur l’Univers primitif
L'objectif de cette mission est d'explorer de manière approfondie les sursauts gamma, ces éclairséclairs d'une luminositéluminosité exceptionnelle, parmi les événements les plus anciens et éloignés recensés dans le cosmoscosmos. Cette lumière a parfois été émise alors que l'Univers avait moins d'un milliard d'années, soit 5 à 10 % de son âge actuel. En sondant ces phénomènes cosmiques éphémères, Svom nous ouvre les portesportes d'une fenêtrefenêtre temporelle nous permettant de plonger dans l'Univers primitif, d'explorer ses premières étoiles et d'analyser l'environnement stellaire de ces époques lointaines.
Comprendre la composition de l'Univers au fil du temps
Avant d'arriver jusqu'à nous, la lumière de ces sursauts gamma traverse plusieurs milliards d'années-lumièreannées-lumière, encodant ainsi des informations cruciales sur l'histoire de l'Univers et son évolution. Celles-ci pourraient ainsi nous donner des indications sur la teneur en éléments de l'Univers, la composition interstellaire, et même la dynamique du gazgaz galactique ainsi que des informations sur les galaxiesgalaxies hôtes de ces sursauts.
Des phénomènes très difficiles à observer en raison d’une durée d’émission de rayon gamma très brève
Cependant, l'étude des sursauts gamma demeure un défi de taille en raison de leur brève duréedurée d'émissionémission, allant de fractions de seconde à quelques dizaines de secondes seulement. Pour relever ce défi, la mission Svom s'appuie sur un arsenal de quatre instruments sophistiqués, conçus pour les détecter, les localiser et les étudier avec une grande précision et réactivité. On compte donc le télescopetélescope ECLAIRs, pour détecter et localiser les sursauts gamma dans la bande des rayons Xrayons X et des rayons gammarayons gamma de basse énergieénergie, le télescope MXT pour l'observation des sursauts gamma dans le domaine des rayons X mous, le spectromètrespectromètre gamma GRM à grand champ qui mesurera le spectrespectre à haute énergie des sursauts gamma ainsi qu'un télescope fonctionnant dans le domaine visible et le très proche infrarougeinfrarouge, qui détectera et observera l'émission de lumière produite immédiatement après un sursaut gamma.
La brièveté des sursauts gamma impose une stratégie très complexe mise en place pour la mission Svom afin de collecter des données tout en évitant les temps morts. Pour cela, les instruments sont tout simplement des bijoux de technologie et le télescope ECLAIRs utilise un des logicielslogiciels les plus complexes jamais embarqués sur un instrument spatial qui a nécessité six ans de développement au CEA.
Enfin, en raison de sa réactivité sans équivalent et de ses instruments automatisés, Svom pourra être utilisé pour observer des phénomènes cosmiques transitoires, c'est-à-dire des objets éphémères ou dont la luminosité varie dans le temps, tels les supernovæ ou les sources d'ondes gravitationnelles.
*La mission est le fruit d'une collaboration des deux agences spatiales nationales CNSA (China National Space Administration) et Cnes (Centre national d'études spatiales) avec les contributions principales du CEA et du CNRS pour la France et de l'Observatoire astronomique national (NAONAO) et l'Institut de physiquephysique des hautes énergies de Pékin (IHEP) pour la Chine.
La France et la Chine partent à la chasse aux rayons gamma avec un télescope spatial
Article de Daniel ChrétienDaniel Chrétien, publié le 08/03/2023
La mission franco-chinoise Svom avance bien. Les instruments français sont prêts à partir pour être intégrés au petit télescope spatialtélescope spatial chinois. Le décollage est prévu en décembre.
Svom (Space-based multi-band astronomical Variable Object Monitor) a pour but de capter des sursauts gamma, un événement extrême parmi les plus extrêmes connus en astrophysiqueastrophysique. Ce sont les signatures, sous forme des flashsflashs, d'explosions gigantesques. Ils sont considérés comme les éléments les plus brillants et les plus riches depuis le Big Bang. La puissance dégagée correspond à plus de mille milliards de soleilssoleils !
Des événements rares
Au mieux, on pourrait en observer une dizaine par jour. Ils sont tellement brillants que l'on peut en observer au-delà des frontières de notre Galaxie. Il est toutefois très difficile de les détecter car ces sursauts sont aléatoires et imprévisibles. Ils peuvent provenir de supernovaesupernovae ou de chocs entre objets massifs tels que de trous noirstrous noirs ou des étoiles à neutronsétoiles à neutrons.
Animation de sursaut gamma. © Nasa
Pour repérer un sursaut gamma, Svom est équipé d'un moniteurmoniteur constitué de trois détecteurs pour couvrir une grande section du ciel. Ils sont positionnés chacun dans une direction différente, afin de pouvoir localiser un sursaut. Les informations de ce détecteur peuvent compléter celles des ondes gravitationnellesondes gravitationnelles depuis la Terre (avec les instruments Ligo et Virgo).
Une fois détecté, le sursaut est alors observé par trois télescopes différents. Deux sont fournis sous maîtrise d'œuvre française : ECLAIRs (développé à l'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie à Toulouse en partenariat avec le CEA et l'Université de Paris-Saclay), et MXT (CEA avec des participations britannique et allemande). ECLAIRs observe en rayons X et en rayons gamma mou, MXT observe en rayons X avec un champ de vue plus étroit. Enfin, un télescope en lumière visible (VT) observera la lumière produite juste après le sursaut.
Collaboration franco-chinoise
Le Cnes et l'agence spatiale chinoise avaient déjà collaboré sur d’autres missions. Celle sur Svom remonte à 2014. Le Cnes fournissant les télescopes principaux ECLAIRs et MXT, la Chine fournit l'autre télescope, le moniteur, et la plateforme du télescope spatial de 930 kilos. Une fuséefusée Long March 2C le placera en orbiteorbite basse terrestre.
Svom, le futur chasseur de sursauts gamma, reçoit ses capteurs
Article de Rémy DecourtRémy Decourt, publié le 14 novembre 2010.
Petit satellite destiné à l'étude des sursauts gamma, Svom doit être lancé en 2015. Il va bientôt recevoir des capteurscapteurs prototypes destinés au télescope Eclairs, la charge utile principale du satellite.
Fruit d'une collaboration entre la France et la Chine, le satellite Svom (Space based multi-band Variable Object Monitor) a été construit autour de la plateforme ProteusProteus du Cnes. Son développement se poursuit avec la livraison des premiers capteurs prototypes.
Réalisés par la division Safran Electronics de Sagem dans son établissement de ValenceValence, ces capteurs détectent les rayonnements X et gamma, et comprennent chacun 32 détecteurs en tellurure de cadmiumcadmium (CdTe). Ils équiperont le télescope Eclairs, un instrument grand champ fonctionnant dans la gamme 4 à 300 keV qui fournira en temps réel les positions des sursauts gamma avec une précision inférieure à 10 minutes d'arcminutes d'arc. L'ensemble de ces détecteurs formera un capteur d'une surface utile de 1.000 cm2.
Des événements associés à la formation des trous noirs
Svom sera lancé en 2015 à 625 kilomètres d'altitude et fonctionnera pendant 3 ans avec une extension possible de sa mission de 3 années supplémentaires. Il devra observer plus de 200 sursauts gamma, et nous aidera à mieux comprendre leur nature et la formation des premiers objets de l’univers. Après le Big-BangBig-Bang, ces sursauts sont les phénomènes astrophysiques les plus violents connus dans l'univers. Ils se manifestent par des émissions X et gamma très intenses, variables et brefs : ils ne durent que de quelques millisecondes à quelques heures. S'ils sont restés longtemps énigmatiques, les astrophysiciensastrophysiciens les associent aujourd'hui à l'effondrementeffondrement d'une étoile massive en rotation rapide ou bien à la coalescencecoalescence de deux astresastres compacts (étoiles à neutrons ou trous noirs).
Svom embarque 4 télescopes fonctionnant dans les hautes énergies, le visible et l'infrarouge, fabriqués par la Chine et par la France. Autre dispositif important, le système de radio UHFUHF qui sera chargé de fournir rapidement la position des sursauts observés à l'ensemble de la communauté scientifique, dans un délai de quelques minutes.
Pour observer valablement ces sursauts gamma, qui durent si peu de temps, il est en effet essentiel de les observer dans une large gamme de longueurs d'ondelongueurs d'onde et pendant toute leur durée de vie. Il faut donc poursuivre l'étude déclenchée à bord du satellite par des observations au sol grâce à des télescopes plus grands et plus efficaces.
