Le satellite franco-chinois SVOM lancé à l’écoute des sursauts gamma

Vue d'artiste de SVOM détectant un sursaut gamma © SVOM
Fruit d’une collaboration entre la France et la Chine, l’observatoire spatial SVOM a été placé sur orbite. Il doit détecter et localiser les sursauts gamma, brèves émissions de lumière la plus énergétique du cosmos, tout en lançant des alertes à un réseau de télescopes terrestres.

Il était 9 h à Paris ce 22 juin 2024, et 15 h à Beijing lorsque la mission SVOM a décollé depuis la base chinoise de Xichang, dans la province du Sichuan. Le satellite franco-chinois s’est élancé à bord d’une fusée Longue Marche 2C, vers son orbite située à 625 km d’altitude. Il y guettera les sursauts gamma pendant une durée minimale de trois ans. Ces flashes soudains peuvent durer moins d’une seconde. Ils surviennent dans le domaine des ondes gamma, c’est-à-dire le plus énergétique qui soit : au-delà des rayons X et ultraviolets. Les sursauts gamma sont absorbés par l’atmosphère, ce qui justifie qu’on envoie d’instruments dans l’espace pour les détecter.

 

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Dans l’œil du homard

Des instruments, SVOM en embarque quatre. Deux français et deux chinois. Ensemble, ils couvrent plusieurs plages du spectre électromagnétique, ce qui vaut à la mission d’être qualifiée de « multispectrale ». Le premier est ECLAIRs, réalisé à l’IRAP à Toulouse. Il détectera l’apparition de nouveaux sursauts. Similaire à un gros télescope carré d’une centaine de kilos, il comporte un capteur de 40 cm de côté. Mais en entrée, point de lentille ni de miroir. On y trouve un masque criblé de trous irréguliers, à l’allure d’un QR code. Et c’est en analysant l’ombre de ce masque projetée sur le capteur que SVOM peut estimer la localisation du sursaut gamma, dans une zone du ciel vaste comme la Pleine Lune.

L’instrument MXT prend alors le relais. Ce cône long de 120 cm est sensible aux rayons X. Il est capable préciser la position du sursaut dans un rayon équivalant au diamètre apparent de Jupiter. Sa lentille carrée est criblée d’une multitude de petits trous, inspiré de l’œil du homard et autres crustacés capables de voir dans l’obscurité des océans.

Enfin, le télescope chinois VT, sensible à la lumière visible, affine le pointage angulaire à quelques secondes d’arc près, c’est-à-dire de l’ordre de la taille apparente de Neptune.

Instruments embarqués et au sol de la mission SVOM. © SVOM
Instruments embarqués et au sol de la mission SVOM. © SVOM

Les observatoires au sol en soutien

La grande particularité de SVOM est qu’elle repose aussi sur des observations au sol. Dans le sillage d’un sursaut gamma, des contreparties visibles peuvent être observées depuis la surface du globe. Alertés, plusieurs observatoires vont pointer dans la direction communiquée par la sentinelle SVOM. Deux d’entre eux ont été construits spécifiquement pour la mission. Le premier est français. Colibri (F-GFT) se situe à San Pedro Mártir au Mexique. Le second C-GFT est chinois, installé au Tibet. Le programme d’astronomie participative Kilonova Catcher se tient également prêt.

Les premiers sursauts gamma ont capté en 1967 par… des satellites espions américains venus surveiller les essais nucléaires soviétiques. Après que l’affaire a été déclassifiée, le télescope spatial Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) en a compté plus de 3000 pendant la décennie 1990. Il a permis de discerner deux familles de sursauts gamma. Les courts, aussi brefs qu’une seconde. Les longs pouvant durer plusieurs dizaines de secondes.

Les missions ultérieures ont permis d’associer les sursauts courts à l’énergie dégagée par la fusion d’astres compacts comme les étoiles à neutrons. Les sursauts longs résulteraient de la mort cataclysmique d’étoiles géantes, au centre desquelles se forme un trou noir. En octobre 2022, le sursaut gamma le plus puissant de l’histoire a été détecté, établissant de nombreux records. Mais les records étant faits pour être battus, c’est maintenant à SVOM de jouer !

Décollage de la mission SVOM depuis la base spatialde Xichang. © Chen Haojie
Décollage de la mission SVOM depuis la base spatialde Xichang. © Chen Haojie
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