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MegaPrime, un nouvel œil pour le télescope Canada-France-Hawai

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L'ensemble instrumental MegaPrime, équipant le télescope Canada-France-Hawaii (CFHT), est désormais mis à la disposition des scientifiques. Il s'agit d'une caméra numérique, MegaCam, la plus grande au monde. Cette caméra est installée dans une nouvelle nacelle au foyer primaire du CFHT. Les images seront traitées dans le centre de données TERAPIX installé à l'Institut d'Astrophysique de Paris. Les scientifiques pourront ainsi analyser des objets faiblement lumineux, dans un grand champ et avec une grande finesse de détails. MegaPrime est le fruit d'une collaboration entre le CFHT, le CNRS, le CEA et le Conseil National de Recherches du Canada (CNRC).

MegaPrime, un nouvel œil pour le télescope Canada-France-Hawai

MegaPrime est un projet développé par la société du télescope Canada-France-Hawaii. Il a été réalisé en collaboration avec:
- le DAPNIA (Département d'Astrophysique, de physique des Particules, de physique Nucléaire et Instrumentation Associée) du CEA,
- le Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astronomie (LESIA) de l'Observatoire de Paris (CNRS, Universités Paris VI et Paris VII),
- le Herzberg Institute of Astrophysics du Conseil National de Recherches du Canada,
- la Division Technique de l'Institut National des Sciences de l'Univers (INSU) du CNRS,
- l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP - CNRS, Université Paris VI).

La caméra MegaCam a été développée par le DAPNIA du CEA. Cette caméra couvrira une surface d'un degré carré, l'équivalent de quatre pleines lunes. Elle utilise 40 détecteurs CCD (Charge Coupled Device) de haute qualité (comprenant chacun 10 millions de pixels) disposés en une mosaïque de 4 rangées de détecteurs. Ces CCD ont été développés par la société anglaise e2v technologies (anciennement Marconi Applied Technologies). Pour augmenter la sensibilité des détecteurs, leur température est maintenue à moins 120°C: on obtient ainsi des détecteurs plusieurs centaines de milliers de fois plus sensibles que ceux des appareils photo numériques. Des filtres de 30 cm de côté sont utilisés devant le plan focal pour sélectionner les longueurs d'onde de la lumière dans lesquelles les objets seront observés. Tout comme un appareil photo traditionnel, il faut un obturateur qui s'ouvre et se ferme au début et à la fin de chaque pose. La taille de la caméra est telle qu'il a fallu développer un obturateur géant de 1m de diamètre.

Cette caméra devant être utilisée au foyer primaire du CFHT, il a été nécessaire de construire une nouvelle nacelle installée à 13 mètres au-dessus du miroir primaire. Elle a été conçue par le CFHT en collaboration avec la Division Technique de l'INSU et réalisée par la compagnie californienne Erie Press Systems. Un dispositif optique construit par le Herzberg Institute of Astrophysics et la société française Sagem-Reosc, auquel est adjoint un système de stabilisation des images développé par le LESIA de l'Observatoire de Paris, complète l'équipement de la nacelle.

Les informations ainsi transmises par la caméra MegaCam seront traitées dans le centre TERAPIX (Traitement Elémentaire, Réduction et Analyse des PIXels) installé à l'Institut d'Astrophysique de Paris. TERAPIX a été mis en place pour développer les logiciels, la chaîne automatique de traitement et les outils d'analyse des images obtenues avec MegaCam. Il doit aussi produire les images et les catalogues calibrés du grand relevé du ciel qui sera réalisé avec MegaCam, le "CFHT-Legacy Survey", et assister les astronomes dans l'exploitation scientifique de MegaCam. Au cours des cinq prochaines années, le centre TERAPIX va traiter plus de 50 Teraoctets de données et produire environ 30 000 images calibrées qui seront archivées au Centre Canadien de Données Astronomiques du CNRC et mises à la disposition des astrophysiciens français, canadiens et hawaiiens. TERAPIX est soutenu par l'INSU, le Programme National de Cosmologie, le DAPNIA (Département d'Astrophysique, de physique des Particules, de physique Nucléaire et Instrumentation Associée) du CEA et l'IAP.

Le "CFHT Legacy Survey" consiste en trois grands relevés qui nécessiteront l'utilisation du télescope pendant 100 nuits par an pendant 5 ans. Ces observations porteront sur l'étude des supernovæ lointaines, la distribution et l'évolution des galaxies, l'étude des populations stellaires de notre Galaxie et l'analyse des objets de notre système solaire. Ces données nous éclaireront sur la distribution de matière dans l'Univers et sur son évolution.

Lors de la qualification de cet instrument, des observations tests ont permis d'obtenir des résultats de très grande qualité: découverte de nouveaux satellites de Jupiter, observation d'astéroïdes croisant l'orbite terrestre, inventaire de grandes régions du ciel à observer dans le cadre du grand relevé "CFHT Legacy Survey", laissant augurer un bel avenir pour cet instrument.

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