Partenaires

CNRS IN2P3 CNRS


Rechercher

Sur ce site

Sur le Web du CNRS


Accueil du site > FRANCAIS > Thématiques de recherche > Astroparticules > Animation Scientifique (enseignement, stages, vulgarisation) > COSMAX, Contexte Expérimental


COSMAX, Contexte Expérimental

Contexte Expérimental

La mission Fermi en quelques points

  • Le satellite Fermi orbite la Terre à une latitude 565 km, ce qui correspond à une période de 96,5 mn. Il a été lancé par la NASA le 11 Juin 2008 (la mission s’appelait alors GLAST) et devrait continuer à prendre des données au moins jusqu’en 2016. Son instrument principal, le LAT (Large Area Telescope) détecte les rayons gamma dont l’énergie est supérieure à 30 MeV. Le champ de vue du LAT est de l’ordre de 20% du ciel à un moment donné. En mode de « balayage », il pivote sur son axe à chaque orbite pour couvrir alternativement les deux hémisphères du ciel et ainsi l’intégralité du ciel toutes les 3 heures. La couverture du ciel est approximativement uniforme à environ 30% près.
  • Les rayons gamma sont détectés un photon à la fois, avec des techniques venant de la physique des particules. Les photons sont rares : avec une surface d’environ 1m^2 le LAT ne détecte en moyenne que 3 photons par seconde, alors que les rayons cosmiques détectés dans le même temps sont approximativement 1000 fois plus nombreux.
  • Quand ils pénètrent dans le détecteur, la majorité des photons se convertissent en paires électrons-positons (une application de la fameuse formule d’Einstein E=mc^2). La direction initiale et l’énergie du photon va être « reconstruite » grâce à des algorithmes sophistiqués à partir des signaux laissés par les électrons et positons dans les deux principaux éléments du LAT, appelés trajectographe et calorimètre. Un troisième élément, le bouclier d’anticoïncidence permet de savoir si la particule ayant pénétré dans le LAT est chargée ou non, et ainsi de faire une discrimination entre rayons cosmiques (chargés) et rayons gamma (électriquement neutres).
  • La précision avec le LAT peut mesurer la direction de provenance d’un photon (sa résolution angulaire) dépend fortement de l’énergie et varie entre 0,2° à haute énergie (au-delà de 10 GeV) et environ 5° à 100 MeV. Cela explique que même les sources ponctuelles apparaissent sous forme de taches étendues sur les cartes du ciel.
  • Les données du LAT peuvent être téléchargées pour chaque semaine de la mission (à partir de la semaine 9, c’est-à-dire le début de la période opérationnelle du LAT en Aout 2008) à l’URL : http://heasarc.gsfc.nasa.gov/FTP/fermi/data/lat/weekly/photon/ [1].
  • Pour information, les fichiers contenant les paramètres du satellite, comme sa position, son orientation…, correspondants (optionnels pour la suite) sont téléchargeables à l’URL suivante : http://heasarc.gsfc.nasa.gov/FTP/fermi/data/lat/weekly/spacecraft/ [2].
  • Le temps de détection des photons est exprimé en « mission elapsed time » (MET), temps par rapport à un temps de référence fixé arbitrairement au 1er Janvier 20013 [3].
  • La direction de provenance des photons dans le ciel est exprimée en coordonnées célestes : ascension droite (notée RA), déclinaison (notée DEC) équivalents de la longitude et latitudes, le plan de référence étant également le plan de l’équateur, ou en coordonnées galactiques : longitude galactique, notée L, et latitude galactique, notée B (le plan de référence étant dans ce cas le plan de notre Galaxie).
PNG - 596 ko
Schéma éclaté du Fermi-LAT.
Le télescope est constitué de 16 éléments, composés chacun d’un trajectographe (partie supérieure) et d’un calorimètre (partie inférieure). Un système d’anticoïncidence (tuiles en gris clair) entoure la partie supérieure et est recouverte d’un bouclier de protection contre les micro-météorites (en jaune).
PNG - 716.5 ko
Résultat de la simulation d’un photon de 5 GeV détecté par le LAT.

En savoir plus sur COSMAX,


[1] Un programme utilitaire, « fetch », installé sur la machine VMware permet de réaliser ce téléchargement automatiquement pour une semaine donnée.

[2] L’utilitaire « fetch_sat » permet de réaliser ce téléchargement automatiquement pour une semaine donnée.

[3] Les utilitaires Date_to_MET and MET_to_Date permettent de convertir la date et l’heure (en temps universel) en MET et inversement.