Les caméras récemment rénovées du H.E.S.S. Les télescopes à rayons gamma en Namibie ont détecté leurs premiers signaux d'un accélérateur de particules cosmiques :les nouvelles caméras ont enregistré Markarian 421 comme première cible, un blazar bien connu dans la constellation de la Grande Ourse. Le noyau galactique actif, 400 millions d'années-lumière, a été détecté pendant un état actif et avec une signification élevée. Après quatre années de développement, essai, fabrication et déploiement, c'est le dernier grand jalon du H.E.S.S. Je projet de mise à niveau de la caméra, qui était dirigé par DESY. Le succès est également un test important pour la prochaine génération d'observatoires de rayons gamma, le CTA du réseau de télescopes Cherenkov, qui utilisera la même technologie de caméra.

Quand H.E.S.S. explore les mystères du ciel de haute énergie, il ne regarde pas dans l'Univers, mais à la haute atmosphère. Les rayons gamma cosmiques y sont absorbés et produisent de courtes, faible, La lumière violette de Cherenkov peut être détectée depuis le sol à l'aide de grands miroirs et d'une électronique ultra-rapide. Les temps d'exposition par image sont aussi courts que 16 nanosecondes (milliardièmes de seconde), et H.E.S.S. enregistre environ 300 de ces événements par seconde. Étant donné que certaines images ne sont constituées que de quelques poignées de particules lumineuses (photons), les exigences techniques pour construire de telles caméras sont très difficiles.

Au cours des dix années pendant lesquelles l'original H.E.S.S. I les caméras ont été opérées, leurs composants électroniques fragiles ont subi un vieillissement naturel, ce qui a dégradé leurs performances. En parallèle, les technologies disponibles sur le marché se sont également beaucoup développées, comme des solutions Ethernet plus rapides, et des puces de lecture plus petites et plus rapides. L'une de ces puces est la puce NECTAr, qui a été développé pour la prochaine grande expérience dans le domaine, CTA. Par conséquent, en 2012 la H.E.S.S. collaboration a passé commande à leurs nouveaux collaborateurs de DESY à Zeuthen pour s'associer à des collègues de la région parisienne et des universités de Leicester et d'Amsterdam pour utiliser cette puce et concevoir un nouveau, version modernisée des quatre H.E.S.S. Je caméras.

Les ingénieurs n'ont pas perdu de temps et ont développé un concept de modernisation holistique qui prévoyait non seulement le remplacement de cartes électroniques individuelles, mais aussi un meilleur câblage, système pneumatique et de ventilation. La première des caméras a été installée en juillet 2015, les trois autres ont été amenés en Namibie en septembre 2016. « L'installation s'est extrêmement bien déroulée. Bien qu'il s'agisse d'une situation de travail très isolée, là-bas dans la campagne reculée de la Namibie, l'équipe était vraiment très performante et l'ambiance était très bonne", résume Stefan Klepser, DESY chef de projet de la mise à niveau. "Aussi, Je suis heureux de dire que nous sommes bien restés dans le budget et le calendrier que nous visions."

Après l'installation, le logiciel devait être ajusté, connexions réseau à établir, et la vraie vie, les problèmes inattendus devaient être résolus. Vers Noël 2016, les systèmes étaient tous aptes à l'observation, et comme par hasard, un vieil ami dans le ciel gamma, le blazar Markarian 421 a montré une activité accrue. Bien qu'il soit situé dans le ciel du Nord, dans la constellation de la Grande Ourse, il était à la portée des observations de H.E.S.S. Les scientifiques ont tourné les quatre télescopes vers lui et ont pu enregistrer des milliers d'images.

"Les caméras remises à neuf ont fourni la première démonstration à grande échelle que la technologie NECTAr est adaptée à l'astronomie téraélectronvolt", résume Christian Stegmann, directeur de l'institut DESY à Zeuthen. « Cela nous fait attendre avec impatience les dernières années de H.E.S.S., où les nouvelles caméras nous fourniront des performances améliorées à la fois à très basse et à très haute énergie. Et c'est une perspective prometteuse pour le prochain grand observatoire gamma CTA, où DESY est un partenaire important."