vendredi 5 mai 2017

NICER, un nouveau télescope bientôt à bord de l'ISS


Le premier juin prochain s’envolera à bord d’un cargo de ravitaillement de SpaceX un instrument  mi-télescope-mi détecteur. NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) sera installé à bord de l’ISS pour étudier le rayonnement X en provenance des étoiles à neutrons pour mieux comprendre leur composition.




Les étoiles à neutrons, résidus de supernovas, sont des objets astrophysiques hors normes, où les quatre interactions fondamentales sont significatives simultanément (interaction nucléaire forte qui lie entre eux les nucléons, interaction nucléaire faible qui produit la désintégration des protons ou des neutrons, interaction électromagnétique qui dirige les effets du champ magnétique gigantesque qui y existe, et enfin l’interaction gravitationnelle, très intense au voisinage proche de ces objets les plus denses que nous connaissons.
Les étoiles à neutrons sont encore relativement mal comprises. Nous connaissons essentiellement leur masse et leur rayon, mais avec une précision de seulement 10% environ. A partir de ces données, les astrophysiciens ont élaboré des modèles pour décrire la physique qui gouverne les couches internes de ces objets défiant l’imagination. NICER a été conçu pour améliorer la précision des observations et ainsi tester et raffiner les modèles théoriques.
NICER est constitué d’un multidétecteur de rayons X d’énergie comprise entre 0,2 et 12 keV, qui produira à la fois une information spectroscopique et temporelle avec une sensibilité encore jamais atteinte. Ces données pourront dévoiler l’origine de phénomènes dynamiques observables dans les étoiles à neutrons.
La taille des étoiles à neutron pourra être mesurée par NICER avec une très grande précision, une question-clé que se posent les spécialistes depuis longtemps. La réponse à cette question du rayon des étoiles à neutrons permettra de tester la théorie de la physique nucléaire en explorant les états exotiques de la matière rencontrée dans ces objets. NICER prend la suite d’un précédent satellite de la NASA, RXTE, qui a été exploité entre 1995 et 2012.
Le cœur de ce télescope-détecteur est une collection de 56 concentrateurs optiques de rayons X associés à autant de paires de détecteurs au silicium. Chaque concentrateur collectera les rayons X provenant d’une zone du ciel de 30 minutes d’arc au carré. Les détecteurs spectrométriques compteront les photons un par un en enregistrant leur énergie avec une résolution de quelques pourcents, et leur temps d’arrivée avec une précision de 100 nanosecondes seulement.
Ces performances spécifiquement adaptées pour l’observation des étoiles à neutrons pourraient également être mises à profit pour étudier d’autres sources astrophysiques. Son système de pointage fondé sur un viseur d’étoiles permettra à NICER de pointer et suivre des objets sur un hémisphère.  Des longues « poses » sont d’ores et déjà envisagées, la mission devant durer au minimum 18 mois.
Et, en addition de ses objectifs scientifiques, NICER sera également utilisé en tant que démonstrateur de système de navigation spatiale fondé sur le repérage par l’émission X des pulsars. Le projet, dirigé par la NASA, a pour nom SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology).
Le lancement de la mission SpaceX CRS-11 a été reporté plusieurs fois, initialement prévu pour le 1er février 2017, le 9 avril, puis le 14 mai 2017, la nouvelle date du 1er juin a été annoncée il y a deux jours. Une telle mission scientifique peut bien attendre quelques semaines…


Référence

The Neutron star Interior Composition Explorer (NICER): design and development
Keith C. Gendreau et al.
Proc. SPIE 9905, Space Telescopes and Instrumentation 2016: Ultraviolet to Gamma Ray, 99051H (July 22, 2016);

Illustration

Vue simulée de NICER dans sa position d'exploitation sur l'ISS (gros cube à gauche) (NASA)