This very large telescope named H.E.S.S-II saw its first light on 26 July 2012, detecting its very first images of atmospheric particle cascades generated by cosmic gamma rays and by cosmic rays, marking the next big step in exploring the Southern sky at gamma-ray energies. The new telescope not only provides the largest mirror area among instruments of this type worldwide (600 m2), but also resolves the cascade images at unprecedented detail, with four times more pixels per sky area compared to the smaller telescopes. Gamma rays are believed to be produced by natural cosmic particle accelerators such as Active Galactic Nuclei (AGN), binary stars, pulsars, clusters of galaxies and supernova remnants. The universe is filled with these natural cosmic accelerators, impelling charged particles such as electrons and ions to energies far beyond what the particle accelerators built by mankind can reach. As high-energy gamma rays are secondary products of these cosmic acceleration processes, gamma ray telescopes allow us to study these high-energy sources. The most extreme gamma ray emitters at TeV energies -AGN- shine in gamma rays with an apparent energy output which is one hundred times the luminosity of the entire Milky Way, yet the radiation seems to emerge from a volume much smaller than that of our Solar System, and turns on and off in a matter of minutes, a strong signature of supermassive black holes. When gamma rays interact high up in the atmosphere, they generate an air shower of secondary particles that can be recorded by telescopes and their ultra-fast cameras on the ground, thanks to the emission known as Cherenkov radiation. The electronic camera of H.E.S.S-II will be able to record this very faint radiation with an "exposure time" of a few billionths of a second, almost a million times faster than a normal camera. Today, well over one hundred cosmic sources of very high-energy gamma rays are known. With H.E.S.S-II, processes in these objects can be investigated in superior detail, also anticipating many new sources, as well as new classes of sources. In particular, H.E.S.S. II will explore the gamma ray sky at energies in the range of tens of Giga-electronvolts -the poorly-explored transition regime between space-based instruments (such as Fermi-LAT) and current ground-based Cherenkov telescopes, with a huge discovery potential. The telescope structure of H.E.S.S.-II and its drive system were designed by engineers in Germany and South Africa, and produced in Namibia and Germany. The over 800 hexagonal mirror facets which make up the huge reflector were manufactured in Armenia. The camera, with its integrated electronics, was designed and built in France. The construction of the new H.E.S.S. II telescope was driven and financed largely by German and French institutions, with significant contributions from Austria, Poland, South Africa and Sweden. The Paris Observatory (LUTH, Pôle Instrumental) was responsible for the construction of the large instrumented shelter (size : 18m, width : 12m height : 6m), which allows to store the camera, with a diameter of more than 2m and a weight of 2 tons, for calibration and maintenance. At the time of "first light", researchers from the H.E.S.S. group at the LUTH were on shift at the site in Namibia and participated in the acquisition of the first events seen with five telescopes. H.E.S.S-II also paves the way to the realization of CTA -the Cherenkov Telescope Array- the next generation instrument ranked top priority by astro(particle) physicists and funding agencies in Europe (including CNRS/INSU). The Paris Observatory is strongly involved in the Preparatory Phase of CTA, with researchers from the APC, GEPI and LUTH contributing to its conception and prototyping.

Figures : Photos du site, du télescope et de son abri, et d’une gerbe de particules vue simultanément par le télescope H.E.S.S. II (centre) et par les télescopes H.E.S.S. I (côtés). La couleur indique l’intensité de la lumière. Les images illustrent les grandes sensibilité et résolution spatiale de H.E.S.S. II. Les caméras de H.E.S.S. I sont montrées avec une taille réduite. Crédit : H.E.S.S. Collaboration. Cliquer sur les images pour les agrandir

Members of LUTH : C.Boisson, M., Cerruti, G. Herpe, H. Sol, R. Vitry, A. Zech Members of Pôle instrumental : J.M. Huet Members of DIL : H. Darmalingon, E. Amet

Contact Catherine Boisson (Observatoire de Paris-LUTH, CNRS) Andreas Zech (Observatoire de Paris-LUTH, CNRS)

Dernière modification le 4 mars 2013

Ce très grand télescope appelé HESS-II a vu sa première lumière le 26 Juillet 2012, détectant ces toutes premières images de cascades atmosphériques de particules générées par les rayons gamma cosmiques et les rayons cosmiques, marquant la prochaine grande étape dans l’exploration du ciel austral aux énergies gamma. Le nouveau télescope a non seulement une plus grande surface de miroir que les autres instruments de ce type dans le monde entier (600 m2), mais il résout aussi les images des cascades à un niveau de détail sans précédent, ayant quatre fois plus de pixels par élément de surface de ciel observé que les petits télescopes de taille inférieure. Les rayons gamma seraient produits par des accélérateurs naturels de particules cosmiques tels que les Noyaux Actifs de Galaxies (NAG), les étoiles binaires, les pulsars, les amas de galaxies et les restes de supernovae. L’univers est rempli de ces accélérateurs cosmiques naturels, propulsant des particules chargées telles que les électrons et les ions à des énergies bien au-delà de ce que les accélérateurs de particules construits par l’homme peuvent atteindre. Comme les rayons gamma de haute énergie sont des produits secondaires de ces processus d’accélération cosmique, les télescopes gamma nous permettent d’étudier ces sources de haute énergie. Les émetteurs les plus extrêmes de rayons gamma à des énergies de l’ordre du TeV -les NAG- rayonnent en gamma une puissance apparente une centaine de fois la luminosité de toute la Voie Lactée, mais le rayonnement semble émerger d’un volume beaucoup plus petit que celui de notre Système Solaire, et s’allume et s’éteint en quelques minutes, une signature forte de la présence de trous noirs supermassifs. Lorsque les rayons gamma interagissent très haut dans l’atmosphère, ils génèrent une gerbe atmosphérique de particules secondaires qui peut être enregistrée par les télescopes au sol et leurs caméras ultra-rapides, grâce à l’émission connue sous le nom de rayonnement Cherenkov. La caméra électronique de HESS-II sera capable d’enregistrer ce rayonnement très faible avec un "temps d’exposition" de quelques milliardièmes de seconde, près d’un million de fois plus rapides qu’une caméra normale. Aujourd’hui, plus d’une centaine de sources cosmiques de rayons gamma de très haute énergie sont connues. Avec HESS-II, les processus d’émission dans ces objets vont pouvoir être étudiés plus en détail, anticipant la détection de nombreuses nouvelles sources, ainsi que de nouvelles classes de sources. En particulier, H.E.S.S.-II explorera le ciel en rayons gamma à des énergies de l’ordre de plusieurs dizaines de Giga-électronvolts - le régime de transition mal exploré entre les instruments spatiaux (comme Fermi-LAT) et les télescopes Cherenkov au sol, avec un énorme potentiel de découverte. La structure du télescope de HESS-II et son système d’entraînement ont été conçus par des ingénieurs en Allemagne et en Afrique du Sud, et produits en Namibie et en Allemagne. Plus de 800 miroirs hexagonaux qui forment le grand réflecteur ont été fabriqués en Arménie. La caméra, avec son électronique intégrée, a été conçue et construite en France. La construction du nouveau télescope H.E.S.S.-II a été menée et financée en grande partie par les institutions allemandes et françaises, avec d’importantes contributions de l’Autriche, de la Pologne, de l’Afrique du Sud et de la Suède. L’Observatoire de Paris (LUTH, Pôle Instrumental) était responsable de la construction du grand abri instrumental (taille : 18m, largeur : 12m, hauteur : 6m), qui permet de ranger la caméra d’un diamètre de plus de 2m et d’un poids de 2 tonnes, pour l’étalonnage et la maintenance. Au moment de la "première lumière", des chercheurs de la collaboration H.E.S.S. appartenant au LUTH étaient sur le site en Namibie et ont participé à l’acquisition des premiers événements observés avec cinq télescopes. HESS-II ouvre également la voie à la réalisation de CTA - Cherenkov Telescope Array - l’instrument de nouvelle génération classé prioritaire par les physiciens des astro-particules et les organismes de financement en Europe (dont le CNRS / INSU). L’Observatoire de Paris est fortement impliqué dans la phase préparatoire de CTA, avec des chercheurs de l’APC, du GEPI et du LUTH contribuant à sa conception et au prototypage.

Figures : Photos du site, du télescope et de son abri, et d’une gerbe de particules vue simultanément par le télescope H.E.S.S. II (centre) et par les télescopes H.E.S.S. I (côtés). La couleur indique l’intensité de la lumière. Les images illustrent les grandes sensibilité et résolution spatiale de H.E.S.S. II. Les caméras de H.E.S.S. I sont montrées avec une taille réduite. Crédit : H.E.S.S. Collaboration. Cliquer sur les images pour les agrandir

Membres du LUTH : C.Boisson, M., Cerruti, G. Herpe, H. Sol, R. Vitry, A. Zech Membres du Pôle instrumental : J.M. Huet Membres de la DIL : H. Darmalingon, E. Amet

Contact Catherine Boisson (Observatoire de Paris-LUTH, CNRS) Andreas Zech (Observatoire de Paris-LUTH, CNRS)

Dernière modification le 22 février 2013