Des scientifiques du laboratoire national de Brookhaven du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) ont achevé le premier « radeau scientifique » pour le grand télescope synoptique d'enquête (LSST), un télescope massif conçu pour capturer des images de l'univers comme jamais auparavant. Le radeau fait partie du réseau de capteurs qui constituera le segment de caméra crucial du télescope, et son achèvement est la première étape importante pour le rôle de Brookhaven dans le projet.

Le projet LSST est un effort de collaboration entre plus de 30 institutions du monde entier, financé principalement par l'Office of Science du DOE et la National Science Foundation. SLAC National Accelerator Lab dirige l'effort global du DOE, et Brookhaven dirige la conceptualisation, conception, construction, et qualification du réseau sensoriel numérique, le "film numérique" pour la caméra du LSST.

Actuellement en construction au sommet d'une montagne au Chili, LSST capturera une image du ciel entier dans l'hémisphère sud toutes les trois nuits, permettant aux chercheurs de créer un film en accéléré de l'univers. Sa caméra aura un champ de vision inégalé et, couplé à la puissance de collecte de lumière du télescope, Le LSST aura une capacité bien plus grande de sonder le ciel que jamais auparavant.

Le 3, Un réseau de capteurs de 200 mégapixels en cours de développement à Brookhaven est ce qui permettra au LSST de capturer cette vue extraordinaire lorsqu'il commencera ses opérations en 2023.

"C'est le cœur de la caméra, " a déclaré Bill Wahl, Science Raft Subsystem Manager du projet LSST au Brookhaven Lab. "Ce que nous faisons ici à Brookhaven représente des années d'excellent travail de la part de nombreux scientifiques et ingénieurs talentueux, ce qui conduira à une collection d'images qui n'a jamais été vue par personne auparavant. C'est une période passionnante pour le projet et surtout pour le Lab."

Les scientifiques du LSST ont conçu une grille composée de plus de 200 capteurs, divisé en 21 modules appelés radeaux scientifiques. Chaque radeau peut fonctionner comme une caméra à part entière mais, lorsqu'ils sont combinés, ils assembleront une image complète du ciel visible. Après des années de conception et de construction, le premier radeau a été qualifié pour être utilisé dans la caméra LSST à la fin de mai 2017. Brookhaven doit maintenant construire environ un radeau par mois.

"L'achèvement du premier radeau est un grand tremplin, " a déclaré Paul O'Connor, Scientifique principal à la division Instrumentation de Brookhaven Lab. Les scientifiques de Brookhaven ont réussi à capturer des images haute fidélité à l'aide du radeau nouvellement achevé, confirmant la fonctionnalité de sa conception.

Brookhaven a commencé son programme de recherche et développement LSST en 2003, avec la construction commençant en 2014. Dans le temps qui a précédé cette étape, tout un site de production, ainsi que des logiciels de production et de suivi, devait être créé. Au cours des trois dernières années, Brookhaven et ses fournisseurs se sont attaqués à la tâche ardue de construire ces matrices d'imagerie incroyablement précises.

Le radeau scientifique "est un objet assez délicat à construire seul, mais il doit aussi fonctionner parfaitement lorsqu'il est sous vide et refroidi à -100° Celsius, " a déclaré O'Connor. Refroidir les radeaux améliore la sensibilité de la caméra ; cependant, il provoque également la contraction des pièces, ce qui rend de plus en plus compliqué la conception précise des radeaux.

Finalement, même avec ces défis, le premier radeau a été achevé à temps et l'ensemble du réseau de capteurs numériques est en bonne voie pour être livré au Chili d'ici la fin de 2019.

Une fois opérationnel dans la cordillère des Andes, Le LSST desservira presque tous les sous-ensembles de la communauté astrophysique. On estime que LSST trouvera des dizaines de millions d'astéroïdes dans notre système solaire, en plus d'offrir de nouvelles informations sur la création de notre galaxie.

Le principal intérêt du DOE à soutenir le développement de la caméra LSST, cependant, est d'étudier l'énergie noire et la matière noire - deux anomalies qui ont déconcerté les astrophysiciens pendant des décennies.

"C'est ce que beaucoup de gens diraient, c'est la question la plus urgente de la physique fondamentale, " a déclaré O'Connor. " La nature de l'énergie noire et de la matière noire ne correspond pas au reste de la physique. "

Les scientifiques ont l'intention d'utiliser le LSST pour déduire la distribution spatiale de la matière noire en examinant la façon dont sa force gravitationnelle courbe la lumière de la matière lumineuse (matière dans l'univers qui émet de la lumière).

Les images capturées par le LSST seront également mises à la disposition du public via une visionneuse plein ciel similaire à la plate-forme Google Earth. Cette technologie donnera aux étudiants et aux scientifiques indépendants l'opportunité d'étudier l'énergie noire et la matière noire, ainsi que pour une personne moyenne de voir et d'explorer les étoiles.