A la recherche des premières explosions stellaires avec SVOM Olivier Godet de la part de l’équipe SVOM

Les sursauts gamma De brèves et intenses bouffées de photons gamma Association avec la mort de certaines étoiles massives Association avec la coalescence d’objets compacts

Les sursauts gamma Les explosions les plus violentes de l’Univers ~280 millions de millions de fois la luminosité du Soleil en quelques secondes ~5 fois l’énergie de masse du Soleil rayonnée de manière isotrope en quelques secondes pour le sursaut le plus brillant

Age de l’Univers (milliards d’années) De vrais phares éclairant l’Univers GRB 080319B : un sursaut visible à l’oeil nu z = 0,973 i.e. trajet de ~7,5 milliards d’années pour la lumière Age de l’Univers ~ 6 milliards d’années après le Big-Bang Les sursauts gamma Age de l’Univers (milliards d’années)

Age de l’Univers (milliards d’années) De vrais phares éclairant l’Univers GRB 090423 : l’objet le plus lointain de l’Univers! z = 8,2 i.e. un trajet de ~13 milliards d’années pour la lumière Age de l’Univers ~ 600 millions d’années après le Big-Bang Confirmation de l’existence des étoiles à cette époque!! Les sursauts gamma Age de l’Univers (milliards d’années)

Objectifs de la mission SVOM Pourquoi certaines étoiles massives donnent-elles naissance à des sursauts gamma ? Est-ce que ce sont des accélérateurs cosmiques ? Outil cosmologique ? Recherche des explosions des premières étoiles de l’Univers Etude des premières galaxies (galaxies hôtes) Etude des avant-plans (absorption sur la ligne de visée)

La mission SVOM Née du concept de μ-mission ECLAIRs (Jean-Luc Attéia) Une collaboration entre la France et la Chine (MoU) Projet décidé au CNES Lancement prévu en 2015 – Mission de 3 ans (+2 ans) Phase A terminée – début de phase B en 2011

Temps depuis la detection (s) Densité de flux @ 10 keV (Jy) Le défi de SVOM Temps depuis la detection (s) Densité de flux @ 10 keV (Jy) 1 h 1 jour Décroissance du flux par ~104 Décroissance du flux par ~105

L’instrumentation Segment spatial Couverture IR- MeV Segment sol Position ECLAIRs < 10 arcmin T < 20 sec GRM (50 keV -5 MeV) ECLAIRs (4 - 250 keV) (CEA, IRAP, APC) Position MXT < 1 arcmin T < 300 sec VT Segment spatial MXT (0.3 - 6 keV) (IRAP, CEA, Univ. Leicester, LAM, CNES) Couverture IR- MeV Suivi de l’émission des sursauts Raffinement de la position rapide pour mesurer la distance du sursaut & réaliser au mieux le programme scientifique de SVOM MXT ECLAIRs T < 10 min Position VT ~< 1 arcsec et/ou GFT (T ~ 20 s) IRAP OHP Mexique Segment sol NIR/optique (IR pour z > 6) optique

La participation de l’IRAP ECLAIRs = coeur de la mission SVOM IRAP responsable pour la fourniture du plan de détection et de son électronique de lecture (DPIX) – Début de phase C en 2011 co-PI de l’instrument GFT = télescope robotique de 1 m (IR/opt.) IRAP responsable pour la fourniture de la caméra IR proche (CAGIRE) PI de l’instrument MXT = suivi de l’émission X et raffinement de la position IRAP responsable de la fourniture du calculateur de bord en charge des traitements scientifiques (localisation des contre-parties en X) – Phase A co-I de l’instrument

ECLAIRs Détection des sursauts à haut redshift = évènements mous Challenge = Seuil bas à 4 keV ECLAIRs Caméra à masque codé Champ de vue = 2 sr Dimension = 66 x 66 x 90 cm3 Masse < 100 kg Puissance ~ 130 W 4-250 keV Prototype d’XRDPIX DPIX

Nécessité de sélectionner les détecteurs de vols (8000 détecteurs) Mise en place de bancs de tests ECLAIRs 3- banc courant (32 detectors) 4-banc spectroscopie (32 détecteurrs illuminés par une source radioactive) 1- Chambre de stockage 2- Contrôle & montage 5- Chambre thermique

Chambre vide thermique pour la calibration du DPIX Mise en place de bancs de tests pour valider le fonctionnement et les performances à chaque étape ECLAIRs Chambre vide thermique pour la calibration du DPIX

Le GFT Observations précoces pendant / à la fin de la phase prompte IR proche = distance pour des sursauts au delà de z = 6 (à plus de 12,7 milliards d’années) Le GFT CAGIRE (IR proche) VISIBLE

Le GFT Le prototype NIR caméra (CAGIRE) disponible en 2011 Simulateur GFT complet (de l’alerte à la distribution des résultats) Cryostat pour CAGIRE en cours de réalisation

Association unique de l’expertise spatiale et sol Très haute qualité du travail des équipes engagées Les équipes de l’IRAP 3 chercheurs 9 ITAs dont 3 du GIS (temps partiel) ~30 personnes impliquées 98 hommes.ans entre 2007 et 2014 Chercheurs = 21 hommes.ans ITAs = 45 hommes.ans CCD = 32 hommes.ans ECLAIRs GFT

Synthèse Sursauts gamma : hot topic Couvre plusieurs thématiques de l’astrophysique moderne Collaboration (à construire) au sein et en dehors du groupe GAHEC afin d’assurer le meilleur retour scientifique de la mission SVOM SVOM est une opportunité unique pour retrouver un rôle de leadership sur le plan international SVOM fonctionnera en synergie avec plusieurs grands observatoires. VLT (optique), JWST (IR), CTA (THE), Fermi (HE+THE), SKA (radio), LOFAR (radio), aLIGO-aVIRGO (ondes gravitationnelles), IceCube (neutrinos), ANTARES (neutrinos), … Besoin du soutien de la direction de l’IRAP à la mission SVOM (notamment GFT & MXT)