SVOM

Télescope ECLAIRs

Instrument clé de la mission SVOM, ECLAIRs est un dispositif expérimental dont le but est de détecter les sursauts gamma dans la bande des rayons X et des rayons gamma de basse énergie et de fournir à bord, le plus rapidement possible, leur position dans le ciel. Placé sous la responsabilité du CNES, le télescope ECLAIRs est développé par les laboratoires français IRAP, IRFU et APC.

dessin-ECLAIRs

Anatomie du télescope ECLAIRs. Crédit : CEA/CNES

L’instrument ECLAIRs est constitué :

  • d’un télescope X et gamma à grand champ de vue (89°x89°) doté d’un masque codé, d’un blindage passif et d’un plan de détection refroidi à -20°C, capable de détecter des photons dont l’énergie est comprise entre 4 et 150 keV. Les rayons passés au travers des trous du masque activent l’un des 6400 détecteurs en tellure de cadmium CdTe qui mesure précisément l’instant d’arrivée, la position et l’énergie du photon.
  • d’une unité de gestion et de traitement scientifique UGTS, dédiée à la gestion du télescope, à l’acquisition des données et au traitement scientifique en temps réel pour le déclenchement de l’alerte sursaut.

Le grand champ de vue du télescope ECLAIRs (2 stéradians) permet d’observer un sixième de la voûte céleste, qui contient donc plusieurs sources X et γ. Le masque codé situé devant les détecteurs est une plaque percée de multiples trous dont le motif a été mis au point grâce à un algorithme mathématique. Les photons provenant d’une source ne pouvant passer que par les trous du masque, ils éclairent uniquement certains pixels du plan de détection et subissent donc un « codage » qui dépend de la position de la source et de la forme caractéristique du masque, sur le principe de l’ombre portée (utilisée depuis les temps anciens dans les cadrans solaires). Cette technique permet de déterminer précisément la position de la source dans le ciel.

A partir des données enregistrées par les détecteurs (temps, énergie, position des photons reçus) l’unité de calcul UGTS va construire des cartes du ciel et vérifier leur concordance avec le ciel connu en rayons X et γ. S’il s’avère que la carte construite à bord contient une source jusqu’alors inconnue, cela peut indiquer qu’un phénomène violent se produit et une alerte est déclenchée. Celle-ci est transmise au satellite puis au sol grâce au réseau VHF. Si la source est accessible par le satellite, il est alors repointé dans les minutes qui suivent : en glissant légèrement, il va s’aligner dans l’axe de la source pour permettre les observations de suivi des télescopes MXT et VT.

ECLAIRs fournit des positions précises à 10 minutes d’arc, voire à 3 minutes d’arc pour les sursauts très brillants, qui suffisent pour garantir que la source sera bien dans le champ de vue des télescope MXT et VT.

Le nombre de sursauts qui seront détectés par cet instrument est estimé à 70 par an, auxquels il faut ajouter de nombreuses autres sources transitoires, comme les répéteurs gamma mous (Soft Gamma Repeaters), les éclairs gamma terrestres (Terrestrial Gamma ray Flashes), les éruptions X de sources galactiques ou les destructions d’étoiles passant à proximité d’un trou noir massif dans une galaxie lointaine. En moyenne c’est donc 2 ou 3 fois par semaine que ECLAIRs déclenchera une alerte qui amorcera une longue succession d’observations avec SVOM lui-même, puis avec les puissants télescopes au sol.

Chronologie du développement du modèle de vol de l’instrument ECLAIRs

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Auteur : CEA / Irfu