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IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier 2006 1 SIMBOL-X Simbol-X Un observatoire dastrophysique X dur à lhorizon 2013 0.1–10 keV 15 keV-10 MeV 0.5 -

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1 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Simbol-X Un observatoire dastrophysique X dur à lhorizon –10 keV 15 keV-10 MeV keV XMM INTEGRAL

2 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Laboratoires proposants Collaboration internationale France : CEA/Saclay, CESR/Toulouse, APC/Paris LAOG/Grenoble, Obs.Paris/Meudon Italie :(INAF :) O.A.Brera, O.A.Bologna, O.A.Roma, IASF Milano, IASF Bologna, et ASI Allemagne : MPE Garching Collaboration entre agences spatiales CNES et ASI, proposition scientifique commune franco-italienne Statut dobservatoire, ouvert à la communauté

3 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Le ciel en X-durs aujourdhui 30 degrés INTEGRAL > 15 keV 30 arcmin XMM < 10 keV

4 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Simbol-X : dépasser la phase exploratoire avoir la sensibilité et la résolution angulaire dXMM dans la gamme dénergie dINTEGRAL/ISGRI Optique focalisante Optique à masque codé

5 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Comment ? En étendant aux X-durs la technique éprouvée en X, par allongement de la focale grâce au vol en formation La seule façon de procéder : focaliser le rayonnement Incidence rasante : E max 1/ Focale 30 m

6 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X CONFIGURATION conf 1 conf 2 compartiment avionique compartiment propulsion I/F lanceur collimateur détecteur compartiment avionique compartiment propulsion baffle et I/F lanceur baffle amont du module miroir 2 configurations du satellite détecteur configuration du satellite miroir

7 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Caractéristiques nécessaires Emin < 1 keV Emax > 50 keV, objectif > 80 keV E : keV (Fe K ) 1 60 keV ( 44 Ti) : < 30 arcsec, objectif 15 arcsec FOV : 6 arcmin, objectif 12 arcmin t : 1 ms, objectif 50 microsecondes XMM INTEGRAL SIMBOL-X Sensibilité : ph/cm 2 /s/keV pour E < 40 keV objectif 80 keV erg/cm 2 /s [20-40 keV] (1 Crab)

8 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Le plan focal détecteur Détecteur basse énergie (450 m Silicium) Détecteur haute énergie (2 mm Cd(Zn)Te) Anticoïncidence active Paramètres Système spectro-imageur Taille des pixels ~ 500 m (suréchantillonage tache focale) Diamètre total : ~ 6 cm Operation à température ambiante Réponse rapide (anticoïncidence)

9 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Détecteur basse énergie (MPE, développement XEUS) Matrice de détecteurs Silicium à dérive, à amplificateur DEPFET intégré Type APS, à basse consommation Opération à température ambiante Facteur de remplissage 100 % Taille des pixels ajustable (50 m à 1 mm) Lecture rapide ~ 130 eV -20°C

10 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Détecteur haute énergie : R&D CNES/CEA Caractérisation de cristaux Cd(Zn)Te à anode pixellisée 256 pixels CZT array, 6 mm thick (eV-Products) 256 pixels Schottky arrays, 0.5 mm thick (ACRORAD) Développement ASIC de lecture (IDeF-X Vx.x) Hybridation

11 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X MECANIQUE ORBITALE Observations Descente TM & maintien de la Formation Evolution de linclinaison Le périgée augmente & lapogée diminue (effet Lune & conservation du demi grand axe) J2 J7 J6 J3 J4 J5 J1 Opérations typique sur une orbite Mise à poste Orbite de transfert Remontée du périgée Correction période orbitale Le périgée sera de ~70000 km après 2 ans

12 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X CALENDRIER SIMPLIFIE Phase B Phase APhase CPhase D Phase E Phase APhase BPhase CPhase D Lancement Phase APhase BPhase CPhase D Phase APhase BPhase C 2015 Satellite Détecteur Satellite Miroir CU Détecteur CU Miroir Phase D Durée de développement satellites Phase 6,5 ANS Durée de la mission ~2,5 ans (2 ans de Science)

13 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Étude des pulsars avec Simbol-X …

14 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Les pulsars : spectro-imagerie et spectroscopie de phase Le pulsar du Crabe (GRP) PSR Vela Geminga, … Pulsars GLAST « Anomalous X-ray Pulsars » Dans le Grand Nuage de Magellan (PSR B , PSR J ) Intensité ISGRI keV JEM-X 3-25 keV INTEGRAL Phase

15 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Performances de Simbol-X (en supposant une résolution de 50 µs) Period (ms) Pulse size (ms) 1-15 keV (cts/s) keV (cts/s) Estimated Observation time (s) 1-15 keV Estimated Observation time (s) keV Crab pulsar33~ PSR ~ PSR (LMC) 50~421,140, Background0,00060,005

16 IAP – Atelier Pulsar P. Laurent 16 Janvier SIMBOL-X Les restes de supernova G TeV Avec Simbol-X : cartographie de lémission synchrotron, détermination de lénergie maximale des électrons, corrélation avec mesures au GeV et au TeV SX


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