Le télescope HESS-II (1), situé en Namibie, a été mis en service le 26 juillet 2012 à 0h43 (heure de Paris). Équipé d'un miroir de 28 mètres de diamètre, HESS-II est le plus grand télescope gamma jamais construit à ce jour. Avec ce nouveau géant, l'observatoire international H.E.S.S., auquel contribuent le CNRS et le CEA, permettra de découvrir de nombreuses nouvelles sources cosmiques de haute énergie et de caractériser les phénomènes les plus violents de l'Univers.

Dans l'Univers, les trous noirs supermassifs, les amas de galaxies, les supernovæ, les étoiles doubles et les pulsars jouent le rôle d'accélérateurs naturels de particules cosmiques (électrons, ions...). Ces particules y acquièrent une très grande énergie, produisant des rayons gamma (2). Lorsque ces rayons atteignent l'atmosphère terrestre, ils se détruisent en une gerbe de particules secondaires, qui émettent un flash très ténu de lumière bleutée, la lumière Cherenkov. C'est cette lumière que les télescopes gamma, comme HESS-II, peuvent détecter.

HESS-II s'ajoute aux instruments de l'observatoire H.E.S.S., jusque-là composé de quatre télescopes de 12 mètres de diamètre, en fonctionnement depuis 2004 et dédiés à l'étude de l'Univers violent.
 

L'observatoire international Hess 2, en Namibie.
© Clementina Medina / CEA-Irfu

Le fonctionnement de HESS-II

La caméra électronique du nouveau télescope pourra détecter la lumière Cherenkov avec un "temps d'exposition" de quelques milliardièmes de secondes, une rapidité quasiment un million de fois supérieure à celle d'une caméra normale. D'une masse de trois tonnes, cette caméra est suspendue à 36 mètres au-dessus du miroir principal du télescope: pointée à la verticale, cette installation atteint alors la hauteur d'un immeuble de vingt étages. En dépit de sa taille et de ses 600 tonnes, HESS-II pourra pivoter deux fois plus rapidement que les autres télescopes de H.E.S.S., afin de répondre immédiatement aux alertes de sursauts gamma, ces signaux d'explosions qui arrivent soudainement de n'importe où dans le ciel.

La caméra et son système électronique intégré représentent l'essentiel de la contribution française dont le maître d'œuvre est l'IN2P3 du CNRS (3). Le CEA s'est investi dans le développement d'une puce dédiée, composante clé de l'électronique. Pour la réalisation de cette électronique, les laboratoires français se sont appuyés sur l'expertise acquise lors de la construction des caméras des quatre premiers télescopes, ainsi que sur un réseau de partenaires industriels.

Plus d'une centaine de sources cosmiques de rayons gamma de très haute énergie ont été recensées à ce jour, dont une majorité grâce à l'observatoire H.E.S.S. Le télescope HESS-II permettra d'étudier de façon plus détaillée les processus à l'œuvre dans ces objets du cosmos (trous noirs supermassifs, supernovae...), et de découvrir de nouvelles sources - voire des sources de nature encore inconnue - en détectant les rayons gamma dans une gamme d'énergie plus basse, jusque-là inexplorée.

HESS-II ouvre également la voie à la réalisation du CTA (Cherenkov Telescope Array), réseau de télescopes Cherenkov, défini comme une très haute priorité par les physiciens des astroparticules et les agences de financement en Europe. Le CTA permettra, grâce à la mise en réseau de plusieurs télescopes, d'élargir les gammes d'énergie détectables et d'affiner la résolution des résultats.

La collaboration internationale H.E.S.S.

Leader en Europe et dans le monde, la collaboration H.E.S.S. réunit actuellement 180 chercheurs issus de 28 laboratoires de 12 pays différents, principalement en Allemagne et en France. La collaboration a obtenu une riche moisson de résultats scientifiques largement reconnus au niveau international. Ces résultats ont également été possibles grâce aux moyens informatiques du Centre de calcul de l'IN2P3 du CNRS. La collaboration H.E.S.S. a notamment été récompensée en 2006 par le prix Descartes Recherche et en 2010 par le prix Bruno Rossi, décernés respectivement par la Commission européenne et par la Société américaine d'astronomie.

Les laboratoires français impliqués dans H.E.S.S.

- APC ; Laboratoire Astroparticule et cosmologie (CNRS/Université Paris Diderot/CEA/Observatoire de Paris),
- IPAG ; Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Joseph Fourier),
- IRFU ; Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (CEA),
- LAPP ; Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules (CNRS/Université de Savoie),
- LLR ; Laboratoire Leprince-Ringuet (CNRS/École polytechnique),
- LPNHE ; Laboratoire de physique nucléaire et de hautes énergies (CNRS/UPMC/Université Paris Diderot),
- LUPM ; Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (CNRS/Université de Montpellier 2),
- LUTh ; Laboratoire "Univers et théories" (Observatoire de Paris/CNRS/Université Paris Diderot)

Notes:

(1) HESS: "High Energy Stereoscopic System"
(2) Certains rayonnements gamma proviennent de vestiges du Big Bang
(3) Institut national de physique nucléaire et de physique des particules du CNRS

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