Pour découvrir les secrets de l'explosion d'étoiles ou de trous noirs, les scientifiques se sont concentrés sur les rayons gamma qu'ils émettent. Cependant, les rayons gamma ne traversent pas l'atmosphère terrestre, ce qui les rend difficiles à étudier. Pour trouver de quel processus à haute énergie provient un rayon gamma, les scientifiques ont observé les cascades de particules secondaires produites lorsque ces rayons frappent l'atmosphère. Les cascades, qui créent des éclairs de lumière bleue appelés lumière Cherenkov du nom du physicien russe qui les a découvertes, ne durent que quelques milliardièmes de seconde et sont invisibles à l'œil nu. Quoi de plus, ils sont très rares, produisant un photon gamma par m2 par an (pour les sources lumineuses) ou par siècle (pour les sources faibles).

Afin d'améliorer leurs chances de capter ces cascades, un consortium de 1 420 chercheurs de plus de 200 instituts dans 31 pays développe un observatoire de rayons gamma au sol appelé Cherenkov Telescope Array (CTA). L'observatoire, qui a également été soutenu par deux projets financés par l'UE, CTA-PP et CTA-DEV, devrait être la plus grande installation de détection de rayons gamma au monde une fois achevée.

Le réseau de télescopes observera le ciel à une résolution énergétique plus élevée que jamais. Selon le site Web du projet, il aura également "une précision sans précédent et sera 10 fois plus sensible que les instruments existants". Cela lui permettra de tracer le rayonnement gamma émis par les supernovas et les grands trous noirs avec une bien plus grande précision que les détecteurs de rayons gamma actuels.

Caractéristiques de l'observatoire

Le CTA sera composé de 118 télescopes répartis sur deux sites :Paranal, Chili, dans l'hémisphère sud, et l'île de La Palma, Espagne, dans l'hémisphère nord. Il sera utilisé pour explorer les phénomènes les plus extrêmes de l'univers et mieux comprendre le rôle que jouent les particules de haute énergie dans l'évolution des systèmes cosmiques. Pour faire ça, l'équipe du projet déploiera trois classes de télescopes :petits, moyenne et grande taille—pour identifier les rayons gamma dans la gamme d'énergie de 20 GeV à 300 TeV. Quarante télescopes de taille moyenne et huit télescopes de grande taille seront installés dans les hémisphères sud et nord. Les 70 télescopes de petite taille du projet, qui sont les plus sensibles aux rayons gamma de haute énergie, ne sera utilisé que sur le site sud.

Le prototype du télescope Schwarzschild-Couder (SCT) développé pour le projet CTA a détecté sa première lumière Cherenkov le 23 janvier, moins d'une semaine après son inauguration. Le télescope de taille moyenne à double miroir couvrira la gamme d'énergie de 80 GeV à 50 TeV. "Le premier du genre dans l'histoire des télescopes à rayons gamma, la conception SCT devrait augmenter les performances du CTA vers la limite théorique de la technologie, " a expliqué le professeur David Williams de l'Université de Californie, partenaire du projet CTA, Santa Cruz, dans une annonce publiée sur le site Web du projet plus tôt cette année.

Ce qui nous attend?

Alors que CTA-DEV (Cherenkov Telescope Array :Infrastructure Development and Start of Implementation) et CTA-PP (The Preparatory Phase for Cherenkov Telescope Array (CTA-PP)) sont tous deux terminés, l'observatoire ne fait que commencer son passionnant voyage de découverte. Les premiers télescopes de pré-production seront installés d'ici 2020 et l'observatoire sera opérationnel en 2022. L'observatoire, qui sera le premier du genre à servir de ressource ouverte de données astronomiques pour les astronomes et les physiciens des particules du monde entier, devrait être achevé d'ici 2025.