CTA

Le prochain instrument au sol de nouvelle génération pour l'astronomie gamma à très hautes énergies.

CTA (Čerenkov Telescope Array) est le projet d’avenir du premier observatoire pour l’astronomie gamma de très haute énergie, dans la gamme de quelques dizaines de GeV à quelques centaines de TeV.
CTA va combiner les efforts des trois principales communautés scientifiques travaillant dans ce domaine (H.E.S.S., MAGIC et VERITAS) afin de construire un dispositif de nouvelle génération, avec un gain en sensibilité d’un ordre de grandeur dans un domaine en énergie qui s’est déjà montré si riche, et un élargissement de la gamme en énergie à la fois vers les basses et les hautes énergies ainsi que des améliorations importantes des résolutions énergétique et directionnelle de détection des gammas.

CTA se propose d’être le premier observatoire public dédié à l’étude du rayonnement gamma de très haute énergie. Son programme d’observations ainsi que l’exploitation de ses données seront ouverts à la communauté scientifique mondiale. Les chercheurs du LAPP participent à ce programme de recherche et notamment s’implique dans l’étude des noyaux actifs de galaxie, les sursauts Gamma mais aussi la violation d’invariance de Lorentz.

Le groupe CTA du LAPP est fortement impliquer dans la construction des grands télescopes de CTA, les LST (Large Size Telescope) qui ont pour but de capturer les évènements de plus basse énergie ainsi que les phénomènes transitoires. Ainsi le LAPP travaille sur la détection de sursaut gamma mais aussi sur les observations d’éruption de noyaux actifs de galaxie.

Télescopes

Types de télescope

plus sensible

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Activités du LAPP

L’équipe est en charge la réalisation des structures mécaniques hautes du télescope, de l’arche des télescopes LST et de l’interface avec la caméra, le tout en matériaux composites (i.e. structures en fibres de carbone) mais aussi du système de mouvement du télescope et du contrôle informatique et l’optimisation des communications entre l’environnement logiciel, les automates programmables et les autres dispositifs embarqués.

Le LAPP gère aussi la génération d’alerte pour des observations rapide ainsi que des projets d’analyse hautes performances ou basées sur des techniques de machine learning, le calcul hors site et l’archive des données.

Le groupe astroGamma du LAPP est impliqué dans les activités scientifiques de LST-1 sur trois thématiques scientifiques :

Les sursauts gamma (GRB en anglais) sont parmi les phénomènes les plus énergétiques de l’univers. La lumière qu’ils émettent couvrent l’entièreté du spectre lumineux, allant des ondes radio aux rayon gamma en passant par le visible. Le groupe est impliqué dans les propositions d’observation de GRB, l’analyse des données et l’optimisation de la détection au TeV.
Les noyaux actifs de galaxie sont des objets extragalactiques forts émetteurs en rayons gamma. Le groupe travaille aussi sur l’analyse des données prises par LST-1 sur certains objets et aussi l’interprétation des résultats dans un contexte multi-longueur d’onde. Ces sources étant variables dans le temps et pouvant subir des éruptions (grande augmentation du flux émis par l’objet), une partie du travail consiste aussi à réagir aux données des autres instruments tel que Fermi-LAT afin d’observer de tels évènements.
Certains modèles théoriques en gravité quantique suggèrent une altération de la vitesse de propagation de la lumière à des énergies avoisinant l’énergie de Planck. Cette particularité pourrait se traduire par une violation de l’invariance de Lorentz (LIV) se manifestant par un décalage temporel entre la réception de photons de différentes énergies provenant de sources astrophysiques lointaines et variables. À ce jour, toutes les données des blazars recueillies par le télescope LST-1 jusqu’en juin 2023 ont été passées en revue. Parmi elles, une source, BL Lac, présente une variabilité notable, la rendant éligible pour une analyse LIV. Quatre périodes de variabilité ont été détectées, et deux d’entre elles ont été fusionnées pour déterminer l’énergie à laquelle la LIV pourrait potentiellement être détectée.

Thèses et habilitations soutenues

Mathieu De Bony de Lavergne – Soutenance de thèse – 28 fev. 2023 – Observations de sursauts gamma avec des télescopes Cherenkov: legs de H.E.S.S. et optimisation du suivi et de la détection avec le Large-Sized Telescopes de CTA
Mikaël Jacquemont – Soutenance de thèse – 26 nov. 2021 – Analyse d’image cherenkov à l’aide de l’apprentissage profond multitâche à partir des données d’un seul télescope
Thomas Gasparetto – Soutenance de thèse – 7 mai 2020 – Développement d’une ferme informatique utilisant le Cloud Computing sur GPU
Quentin Piel – Soutenance de thèse – 5 Juil. 2019 – Mise en route du premier grand télescope de CTA et étude de sources de rayons gamma transitoires

Collaboration

La collaboration Einstein Telescope regroupe une communauté de 1500 personnes, réparties au sein de 80 unités de recherche à travers toute l’Europe. Cette collaboration diversifiée et étendue réunit des scientifiques, des ingénieurs et des chercheurs de différentes disciplines travaillant ensemble pour concrétiser le projet de l’Einstein Telescope.