Astronomie gamma
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2008-07-23T20:02:34Z
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/* Évolution de l'astronomie γ */ instruments de GLAST
Les [[rayons gamma|photons '''gamma''']] sont presque complètement arrêtés par l'atmosphère terrestre et les premières observations '''astronomiques''' ont été faites à partir de ballons-sondes, de fusées (temps d'observations très courts) puis des premiers satellites. Ces rayonnements très pénétrants demandent des détecteurs plus volumineux, contenant des plaques de métal d'une certaine épaisseur, fonctionnant un peu comme les [[compteur Geiger|compteurs Geiger]]. Le premier satellite contenant un détecteur, [[Explorer 11]], lancé en 1961, n'a détecté en tout qu'une centaine de photons gamma cosmiques, montrant l'existence d'un fond diffus de gamma provenant de toutes les directions (dû surtout à l'interaction entre les rayons cosmiques et le gaz insterstellaire). On a plus tard observé l'existence d'un certain nombre de sources gamma, rarement associée à une source visible. En raison de la grande énergie des rayons la détermination exacte de la position d'une source gamma est difficile, surtout avec les premiers appareils.
L'existence de sources gamma dans le ciel a été prévue bien avant les premières observations dans les années 60. [[Eugène Feenberg]] et [[H. Primakoff]] en 1948, [[Sachio Hayakawa]] et [[I.B. Hutchinson]] en 1952, et surtout [[Philip Morrison]] en 1958 ont étudié les processus générateurs de gammas dans l'Univers : interactions de rayons cosmiques avec les nuages de gaz interstellaires, supernovæ, interactions des électrons avec les champs magnétiques.
Cette astronomie est parfois appelée celle de l'Univers "violent" car les évènements générateurs de gamma sont généralement des explosions, des collisions à grande vitesse, etc.
==Instruments==
===Évolution de l'astronomie γ===
La première observation gamma fut celle des éruptions solaires, présentant un pic à 2,223 [[Électron-volt|MeV]] comme prédit par Morrison (produit lors de la réaction proton + neutron -> deutérium). Ces observations solaires furent l'œuvre d'[[OSO-3]], d'[[OSO-7]] et de [[Solar Maximum Mission]]. Elles permirent le travail théorique de scientifiques comme Reuven Ramaty.
Dans les années 60 et 70 des satellites de défense américains (Vela) captaient des flashs gamma ne provenant pas de la Terre. L'origine de ces sursauts gamma est encore un peu mystérieuse, mais beaucoup sont sûrement dûs à des [[hypernova]]s situées aux confins de l'Univers.
La première source gamma galactique fut découverte en 1967 par OSO-3 (avec seulement 621 événements, en gros 621 photons). [[SAS-2]] (1972) et [[COS-B]] (1975-1982) ont vraiment permis l'essor de l'astronomie γ, confirmant l'existence du fond diffus et révélant de nombreuses sources, encore difficiles cependant à situer avec précision, et donc à associer avec une source visible.
[[Compton Gamma-Ray Observatory|CGRO]] (Compton Gamma-Ray Observatory) est un programme de la NASA (High Energy Astrophysics Observatory program) lancé en 1977. Le satellite contient 4 instruments performants permettant d'améliorer la résolution spatiale et temporelle. Il a quitté son orbite en juin 2000 en raison d'une panne de gyroscope.
[[Beppo-SAX]], lancé en 1996 et qui a quitté son orbite en 2003, prévu surtout pour l'étude des rayons X, a aussi observé les rayons gamma. Il a permis d'observer les composantes dans d'autres gammes de certaines sources, et ainsi de les situer avec plus de précision. On a pu parfois observer dans le visible des rémanents dans des galaxies lointaines.
[[HETE-2]], lancé en 2000, est toujours opérationnel {{ref nécessaire}}. Le satellite de la NASA [[SWIFT (satellite)|SWIFT]], lancé en 2004, transporte l'instrument BAT. Ce dernier a permis la détermination de la contrepartie visuelle de nombreuses sources, dans des galaxies lointaines. On est bien certains alors que la plupart sont le fait de supernovas ou d'hypernovas.
[[International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory|INTEGRAL]], ''INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory'', de l'[[Agence spatiale européenne|ESA]], lancé en 2002, et [[Gamma-ray Large Area Space Telescope|GLAST]] (qui contient les instruments LAT et GBM), lancé par la NASA en 2008, sont les principales activités actuelles.
=== Observation depuis le sol===
Les gammas les plus énergétiques (>30 GeV) peuvent aussi être détecté depuis le sol. Les particules gamma ultrarelativistes arrivant dans l'atmosphère éclatent en gerbes de particules, qui sont détectables, et provoquent un [[effet Tcherenkov]] (ils vont plus vite que la vitesse de la lumière dans le milieu), détectable lui aussi. Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope est le télescope le plus sensible à l'heure actuelle. La source de la [[nébuleuse du Crabe]] a été détectée en 1989 par l'[[Observatoire Fred Lawrence Whipple|observatoire Whipple]], en Arizona.
Les télescopes Cerenkov modernes (H.E.S.S., VERITAS, MAGIC, and CANGAROO III ) peuvent détecter cette source en quelques minutes. Les photons les plus énergétiques que l'on a détecté proviennent du [[blazar]] [[Markarian 501]] (Mrk 501). L'observation a été réalisée par les télescopes aériens HEGRA (High-Energy-Gamma-Ray Astronomy (HEGRA). Ils font plus de 16 TeV.
L'astronomie gamma est toujours limitée par le bruit de fond non-gamma, moins énergétique, ainsi que par la faible quantité de photons gammas que l'on arrive à détecter. On peut donc chercher à progresser en essayer de mieux supprimer le bruit de fond, et ainsi qu'en agrandissant la taille des détecteurs.
==Astrophysique des sources gamma==
Les objets étudiés sont les plus énergétiques de l'Univers, ce sont sensiblement les plus énergétiques de ceux étudiés par l'[[astronomie X]] : certaines étoiles en fin de vie, [[supernova]]s, [[hypernova]]s, [[trou noir|trous noirs]] supermassifs, [[galaxie active|galaxies actives]], [[blazar]]s, [[Trou noir primordial|trous noirs primordiaux]]. Un [[sursaut gamma]] pourrait être le fait de l'évaporation finale d'un micro trou noir.
==Voir aussi==
*[[Astronomie des rayons X|Astronomie X]]
{{portail Astronomie}}
[[Catégorie:Technique de l'observation astronomique]]
[[Catégorie:Observatoire spatial gamma]]
[[cs:Gama-astronomie]]
[[de:Gammaastronomie]]
[[en:Gamma-ray astronomy]]
[[fi:Gammatähtitiede]]
[[ja:ガンマ線天文学]]
[[pl:Astronomia promieniowania gamma]]
[[sk:Gama astronómia]]