CANEVAS : CAmera NEctarcam VAlidation at Paris-Saclay

CANEVAS : CAmera NEctarcam VAlidation at Paris-Saclay

 

CONTEXTE SCIENTIFIQUE :

Au cours du xx^ème siècle, le champ d'investigation de l'astronomie s'est étendu de la lumière visible à l'ensemble du spectre électromagnétique, des ondes radio jusqu'aux rayonnements les plus énergétiques : les rayons gamma, produits dans les sites cosmiques où des particules sont violemment accélérées, tels les vestiges de supernovae, les pulsars ou les abords des trous noirs. La détection de ces rayons gamma de très haute énergie ouvre aujourd'hui une nouvelle fenêtre – celle de l'astronomie gamma de très haute énergie – sur les phénomènes les plus extrêmes de l'Univers, et livre des résultats remarquables. 

Le domaine des rayons gamma commence avec des photons dont l'énergie est de l'ordre de 100 keV et s'étend jusqu'à 30 TeV, soit 3 000 milliards de fois l'énergie de la lumière visible. Les enjeux scientifiques sont nombreux :

• Comprendre l'origine et le rôle des particules cosmiques relativistes (nature des accélérateurs cosmiques, propagation des particules accélérées, interaction avec leur environnement),
• Sonder les environnements extrêmes (trous noirs & jets, étoiles à neutrons et écoulements relativistes, exploration des vides cosmiques),
• Explorer les frontières de la physique (matière noire : nature et distribution, gravité quantique).

 

DESCRIPTION DU PROJET :

Le but du projet CANEVAS était de construire et de valider un prototype de caméra NectarCAM pour le télescope de taille moyenne (MST) du CTA.
Le CTA (Cherenkov Telescope Array) est une nouvelle génération d’instrument au sol permettant d'explorer le ciel en rayons gamma à très haute énergie. Il couvrira un large domaine en énergie, de 20 GeV à plus de 100 TeV, un domaine complémentaire à celui couvert par le satellite Fermi (100 MeV- 30 GeV). Avec plus de 100 télescopes situés dans les hémisphères nord et sud, il permettra d’obtenir des images du ciel avec une sensibilité et une résolution angulaire dix fois supérieures aux observatoires actuellement en opération (HESS, Magic, Veritas).

 

RÉALISATION :

Le prototype de caméra NectarCAM, CANEVAS, a été construit, intégré et validé avec succès dans le télescope prototype MST. Les enseignements tirés de la campagne ont permis d'apporter de nouvelles améliorations mineures à la conception de NectarCAM. Par rapport à HESS et Magic, celui-ci dispose :

• d’un champ de vue double en surface,
• de la possibilité de mesurer l’évolution du signal dans le temps sur quelques dizaines de nanosecondes 
• et d’un temps mort réduit qui permet de prendre des données à plusieurs kHz.

NectarCAM est maintenant sur place (La Palma, îles Canaries).

Le soutien de P2IO était essentiel pour faire de NectarCAM une caméra viable pour le CTA et pour obtenir un financement TGIR pour l'ensemble du sous-réseau NectarCAM.

Le LabEx P2IO est désormais lié à un instrument international majeur pour l'astronomie gamma pour les prochaines décennies.