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Inauguration en Namibie de HESS, détecteur de rayons gamma du sud cosmique

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L'inauguration sur le site du Gamsberg en Namibie du premier télescope de l'expérience européenne et africaine (1) HESS (High Energy Stereoscopic System), à laquelle participent de nombreux laboratoires du CNRS (IN2P3 (2) et INSU(3)) a lieu les 2 et 3 septembre 2002. Avec sa caméra à très haute définition et son électronique rapide, HESS se situe déjà au premier rang mondial des expériences de détection au sol des rayons gamma de très haute énergie. L'observation de ces signaux fournit des informations-clés sur certains des phénomènes les plus violents de l'Univers. En 2003, quand son réseau de quatre télescopes sera opérationnel, HESS deviendra leader mondial dans ce domaine.

La cérémonie d'inauguration se déroule en présence de représentants du gouvernement de Namibie et d'Afrique du Sud, de l'Université de Namibie et des ambassades de France et d'Allemagne en Namibie. Le 15 octobre 2001, le CNRS et l'Université de Namibie (UNAM) avaient signé un mémorandum à Windhoek (Namibie) dont l'objectif est de promouvoir la coopération scientifique et technologique.

Le détecteur de nouvelle génération HESS observera dans d'excellentes conditions l'Univers austral, ce que ne permettaient pas Cat et Céleste, deux expériences auxquelles les équipes françaises participaient déjà (4), car situées dans l'hémisphère nord. En détectant les rayons gamma de très haute énergie grâce au flash lumineux que ces rayons produisent en interagissant avec l'atmosphère terrestre (par effet Cherenkov), HESS apportera des informations précieuses sur certains des phénomènes les plus violents de l'Univers (supernovae, noyaux actifs de galaxie, etc.).

Il est en cours de construction sur le site du Gamsberg en Namibie, à 1800 mètres d'altitude et à 150 kilomètres de la capitale Windhoek, dans une région quasi désertique réputée pour ses nuits claires et transparentes. À terme, ce nouveau dispositif expérimental consistera en un réseau de télescopes à effet Cherenkov (5), quatre dans la première phase qui sera achevée fin 2003. Chacun d'eux comprendra un miroir (108 mètres carrés de surface et 15 mètres de focale) constitué de 382 petits miroirs de 60 cm de diamètre. La structure qui supportera ce miroir a une hauteur totale de 28 mètres. Au cours de l'année 2001, les trois premières structures ont été installées. L'une d'elles a déjà été équipée de ses miroirs.

Dans une seconde phase, lorsque le principe sera démontré, il sera possible de passer de l'expérimentation à un observatoire international, en augmentant le nombre de télescopes pour améliorer la sensibilité et la flexibilité de l'instrument.

Une caméra de 800 kg

La première caméra, ensemble de deux mètres de long pour un mètre soixante de diamètre et d'un poids total de huit cents kilogrammes, a été assemblée puis installée sur cette structure en juin 2002, date à laquelle l'expérience a commencé à prendre des données. Cette caméra, noyau de l'expérience, est la contribution majeure des groupes français. Ceux-ci ont en effet pris en charge la conception et la production de la mécanique, de l'électronique ainsi que du système d'acquisition des caméras de l'expérience. La modularité du système offre des avantages certains en terme de maintenance compte tenu de l'éloignement du site. Les deux atouts majeurs de ces caméras sont une imagerie fine et une électronique rapide.

L'addition des trois autres télescopes de la première phase permettra à Hess d'augmenter encore sa sensibilité de détection des flux. Avec un seuil de détection vers 80 GeV et une résolution en énergie de 15 %, cette expérience possèdera alors un très fort potentiel de découverte de nouvelles sources dans l'hémisphère sud.

Notes :

(1) Principalement l'Allemagne, la France et le Royaume-Uni en Europe ; la Namibie et l'Afrique du Sud en Afrique.
(2)Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) : Laboratoire de physique nucléaire et hautes énergies (LPNHE), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR) et Laboratoire de physique corpusculaire et cosmologie (PCC).
(3) Institut national des sciences de l'Univers (INSU) : Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Laboratoire d'astrophysique de l'observatoire des sciences de l'Univers de Grenoble (LAOG) et Observatoire de Paris.
(4) Le détecteur de rayons gamma cosmiques Celeste a été mis en service en 2000 aux côtés du détecteur Cat, opérationnel sur le même site de Thémis dans les Pyrénées-Orientales depuis 1996.
(5) Un télescope à effet Cherenkov est constitué d'une partie passive (l'atmosphère) dans laquelle interagissent les rayons cosmiques de haute énergie et une partie active, le télescope, constitué d'un miroir qui focalise les signaux lumineux sur une caméra chargée d'enregistrer le phénomène.

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