École de Physique des Astroparticules - I
La physique des astroparticules

Le système de télescopes HESS
"le ciel révélé dans le domaine des gamma de très haute énergie"

Marianne Lemoine-Goumard
Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG)

RESUME
L'astronomie gamma de haute énergie nous informe sur les mécanismes d'accélération des rayons cosmiques et sur les objets qui en sont le siège (restes de supernovae, pulsars, trous noirs, jets relativistes). Elle s'est d'abord développée à partir de satellites (en particulier avec le détecteur EGRET à bord du satellite Compton Gamma-Ray-Observatory), mais, en raison de la décroissance rapide des flux de rayons gamma avec l'énergie et des limitations des surfaces de détection disponibles, on ne couvre ainsi que le domaine en-dessous de 100 GeV. Aux plus hautes énergies, il faut travailler à partir du sol en utilisant l'atmosphère comme un calorimètre électromagnétique et en échantillonnant la lumière Tcherenkov émise par la gerbe d'électrons et positrons créée par un rayon gamma. Il a fallu attendre la fin des années 1980 pour disposer de détecteurs capables d'accéder aux signaux gamma en diminuant le bruit de fond de deux ordres de grandeur.

HESS (High Energy Stereoscopic System) est opérationnel à pleine sensibilité depuis décembre 2003 et les résultats obtenus jusqu'ici marquent déjà un tournant dans l'astronomie gamma au sol. En effet, HESS combine plusieurs atouts (caméra à haute définition, grand champ de vue et observation stéréoscopique des gerbes cosmiques) qui lui confèrent une sensibilité inégalée au-dessus de 100 GeV.

Après une présentation générale de l'instrument, on passera en revue les nouvelles sources galactiques (restes de supernovae en coquille, systèmes binaires, nébuleuses de pulsars, sources non identifiées) et extragalactiques (des blazars principalement) détectées par HESS. La variété de ces nouveaux résultats et le prochain lancement du satellite GLAST de la NASA (30 MeV-300 GeV), laissent prévoir à brève échéance un changement de régime spectaculaire de l'astronomie gamma de haute énergie.
BIBLIOGRAPHIE

Cours Programme Présentation : pdf (17.6 Mo)