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«Avez-vous déjà vu votre corps en radiographie? Cela a l’air complètement différent », déclare Rashid Sunyaev. « Nous ferons de même avec l’Univers. » Sunyaev, un cosmologiste d’origine soviétique de l’Institut Max Planck d’astrophysique de Garching, en Allemagne, pourrait être sur le point de réaliser son souhait de longue date.

La mission SRG cartographiera l’Univers en 3D

Le 21 juin, une mission conjointe germano-russe appelée Spectrum-Roentgen-Gamma (SRG) se lancera dans l’espace pour tracer une radiographie de l’Univers. Ce ne sera pas le premier télescope spatial sensible aux rayons X «durs» de haute énergie, qui offre aux astrophysiciens une fenêtre sur des objets autrement très pâles de l’Univers.
Mais ce sera le premier à pouvoir créer une carte complète du ciel dans cette partie du spectre – une carte qui offrira aux chercheurs un nouveau moyen de suivre l’expansion et l’accélération de l’Univers au cours des siècles. «Dans un an et demi, nous couvrirons tout le ciel», déclare Peter Predehl, astronome en rayons X à l’Institut Max Planck de physique extraterrestre, également à Garching, et chercheur principal de la mission.
Le principal objectif scientifique de la mission SRG est cosmologique: créer une carte 3D du cosmos qui révèlera l’accélération de l’Univers sous la force répulsive mystérieuse appelée énergie noire. Les cosmologistes peuvent sonder cette force à travers des amas galactiques, dont la distribution code la structure et l’histoire de l’Univers.
La SRG cartographiera un réseau cosmique d’environ 100 000 amas galactiques en détectant la lueur des rayons X de leur plasma intergalactique et des filaments de plasma qui les unissent. Cette mission détectera également jusqu’à trois millions de trous noirs supermassifs – dont plusieurs seront nouveaux pour la science – et des rayons X de 700 000 étoiles de la Voie Lactée.
«Ce sera une excellente étude», a déclaré l’astronome en rayons X Giuseppina Fabbiano du Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian à Cambridge, dans le Massachusetts. Ses données joueront un rôle unique sur le terrain pendant longtemps, ajoute-t-elle.

La résurrection Russe

Pour la Russie, la mission SRG représente l’une des missions les plus importantes des sciences spatiales depuis des décennies et vise à renforcer la communauté d’astrophysique du pays, qui souffre depuis des décennies de compressions budgétaires et de la fuite des cerveaux. La mission dispose de deux télescopes à rayons X indépendants: un télescope de construction allemande appelé eROSITA (Extended Roentgen Survey avec un réseau de télescopes imageurs) et un de construction russe appelé ART-XC (télescope astronomique de Roentgen – Concentrateur de rayons X).
Mikhaïl Pavlinski, astrophysicien des hautes énergies à l’Institut de recherche spatiale de l’Académie des sciences de Russie à Moscou et chercheur principal sur l’ART-XC explique: nous avons maintenant une nouvelle chance de revenir à une science de classe mondiale», a-t-il déclaré.
L’engin spatial décollera d’une fusée Proton-M de fabrication russe à partir du cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan. Des relevés radiologiques du ciel ont déjà été effectués par d’autres missions, dont une en Allemagne dans les années 90, appelée ROSAT.
Mais cette mission n’était sensible qu’aux rayons X «mous», avec des énergies d’environ 2 kiloélectronvolts (keV). Les missions existantes, telles que l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA et NuSTAR, peuvent voir le rayonnement d’énergie supérieure et voir des détails infimes des structures cosmiques, mais elles ne voient que de petites parties du ciel.

La mission cartographiera tout le ciel huit fois

Au cours de sa mission prévue de quatre ans, SRG cartographiera tout le ciel huit fois, et les chercheurs compareront les cartes et rechercheront les modifications. Par exemple, certains des trous noirs supermassifs situés au centre de la galaxie deviennent extrêmement brillants quand ils dévorent la matière à un rythme élevé, puis retournent à leur repos relatif.
Bien que la plupart des rayons X mous provenant de ces trous noirs soient susceptibles d’être absorbés par la poussière environnante, les rayons X plus durs devraient passer à travers, dit Pavlinsky. ART-XC peut voir les objets apparaître, puis disparaître d’année en année, fournissant ainsi des informations sur la consommation de matière des trous noirs. «Nous souhaitons observer plusieurs milliers de ces événements au cours de ces quatre années», a déclaré Sunyaev.
Les racines de la mission SRG remontent à l’Union soviétique. En 1987, des astrophysiciens renommés, dont Sunyaev – avec son mentor, Yakov Zeldovich et Andrei Sacharov – ont proposé une mission majeure utilisant des rayons X durs, mais ils ont été annulés après la chute de l’Union soviétique en 1991.
Les agences spatiales européennes et russes ont relancé l’idée en 2004, mais la proposition d’envoyer un télescope à rayons X à la Station spatiale internationale a été abandonnée lorsque la NASA a réduit son programme de navette en 2011. L’agence spatiale allemande et Roscosmos ont ensuite approuvé une mission conjointe et une conception plus ambitieuse en 2009.

Les données seront réparties entre les Russes et les Allemands

Fait inhabituel, la mission dispose d’un arrangement de données spécial qui vise à soutenir la petite communauté d’astrophysique de la Russie. Au lieu de mettre les données dans un référentiel, comme cela est typique pour de telles missions, des chercheurs allemands vont stocker et analyser des données sur une moitié du ciel (la partie Ouest du centre galactique) et des scientifiques russes feront de même avec l’autre moitié, en leur donnant le temps nécessaire pour travailler sur les données, dit Sunyaev. La mission ouvrira ultérieurement les données à d’autres chercheurs.
Source : Scientific American
Crédit photo : Pixabay