Observatoire Spatial de l’Univers Extrême Approuvé par l’ESA en mars 2001 pour l’étude de phase A EUSO ou l’observatoire spatial de l’univers extrême est une mission sur la future Station Spatiale Habitée pour explorer le domaine des processus d’énergies les plus élevées se produisant dans l’univers à l’intérieur de ses frontières accessibles. Le but est de détecter les rayons cosmiques et les neutrinos de très grande énergie (E>5x1019 eV), par la traînée fluorescente produite lorsque ces particules entrent dans l’atmosphère terrestre. EUSO a juste reçu l’approbation combinée du SPC (le Comité de Programme Scientifique) et du PB-MS (Pannel des Programmes Spatiaux Habités) de l’Esa (Agence Spatiale Européenne) pour que l’étude de la " PHASE A " soit terminée en juin 2002.

EUSO sera à bord de l’ISS, la Station Spatiale Internationale, pendant trois ans à partir de mi 2007. EUSO est un effort de collaboration entre des groupes de recherche venant d’Europe, du Japon et des Etats-Unis, présidés par Livio Scarsi d’IFCAI, Istituto de Fisica Cosmica & Informatica de Palermo University et CNR. La réunion pour le rapport de préparation de l’étude de Phase A a eu lieu en Decembre 2000 dans le cadre de l’Ecole Chalonge. En France, les participants et les proposants d’EUSO sont l’Observatoire De Paris, l’université de Paris VI et VII, le CEA, le Collège De France, et le LAPP-Annecy. Pour en savoir plus Le rayonnement cosmique d’énergie extrême (EECR) avec des énergies > 10 20 eV peut être considéré comme le " rayonnement de particules " complétant le rayonnement électromagnétique, de l’astronomie conventionnelle. Les EECRs nous présentent le défi de comprendre leur origine en liaison avec la physique fondamentale, la cosmologie et l’astrophysique. Les caractéristiques principales de ce rayonnement sont : le changement de l’indice spectral au "coude" de 5 x 10 18 eV. Ceci pourrait correspondre à : soit un changement du mécanisme de production dans les sources initiales ; soit un changement de la composition en éléments primaires liée à une région différente de confinement ; ou un changement du processus d’interaction dans la première collision induisant les traînées dans l’atmosphère. évidence de l’existence des rayons cosmiques (RC) avec une l’énergie > 10 20 eV. du point de vue de la physique des astroparticules, les EECRs ont des énergies seulement quelques ordres de grandeur en-dessous de l’énergie de grande unification (10 24 -10 25 eV), bien que toujours loin de la masse de Planck de 10 28 eV. Quelle est l’énergie maximum des rayons cosmiques, s’il existe une limite ? On a proposé deux mécanismes généraux de prodution pour le rayonnement cosmique d’énergie extrême (EECR) : " bottom-up ", avec une accélération des particules dans des processus à évolution rapide, comme les sursauts gamma (GRBs). L’observation de la direction d’arrivée et la coïncidence de temps entre les neutrinos d’extrême énergie et les rayonnements transitoires optiques ou radio, pourra fournir une identification cruciale des sources d’EECR, ainsi qu’un test unique du principe de relativité. processus " top-down " avec cascade de particules ultra-hautes d’énergie à partir de la désintégration des défauts topologiques(TD) ; ceux-ci sont prédits comme les restes fossiles de la phase Grande Unification. Ce sont les cordes cosmiques, les monopoles, les murs, les filaments et autres textures cosmiques. A l’intérieur d’un défaut topologique les vestiges du l’univers jeune peuvent être préservés jusqu’à aujourd’hui. Ces défauts topologiques pourraient produire des particules très lourdes (X-particules) qui se désintègrent en particules d’ultra-haute énergie. Les reliques d’une phase inflationniste tôt dans l’histoire de l’univers peuvent également mener à la production de particules d’extrême énergie (EE). Ces particules peuvent survivre aujourd’hui sous forme de matière noire. Leur désintégration peut donner des rayons cosmiques de haute énergie par l’émission de hadrons et de photons ou par la production de neutrinos d’EE. Les observations de ces neutrinos peuvent nous renseigner sur la matière noire de l’univers aussi bien que sur l’inflation.

Contact : Norma Sanchez (Département DEMIRM, Observatoire de Paris) 

Dernière modification le 22 février 2013

Extreme Universe Space Observatory Approved by ESA in March 2001 for Phase A Study EUSO or Extreme Universe Space Observatory is a space mission onboard the future Manned Space Station to explore the domain of the highest energy processes occurring in the Universe and its accessible boundaries. It will detect cosmic rays and neutrinos of high energy (E>5x1019 eV) by looking at the streak of fluorescence light produced when the particles interact with the Earth’s atmosphere. EUSO has just received the combined approval of the SPC (Science Programme Committee) and the PB-MS (Program Board- Manned Spaceflight) of ESA for the "PHASE A" study to be completed within June 2002. EUSO will be accommodated onboard the International Space Station ISS, with a goal for a three year flight starting in mid 2007. EUSO is a collaboration effort of research groups from Europe, Japan and U.S.A, chaired by Livio Scarsi from IFCAI, Istituto de Fisica Cosmica & Informatica of Palermo University and CNR. The meeting for the preparation report to the Phase A study took place in December 2000 in the framework of the Chalonge School. In France, participants and proposers of EUSO are the Observatoire de Paris, University of Paris VI and VII, CEA, Collège de France, and LAPP-Annecy. More Detailed Issues 1020 eV can be considered as the "Particle channel complementing the Electromagnetic" channel, specific of conventional Astronomy. EECRs present us with the challenge of understanding their origin in connection with Fundamental Physics, Cosmology and Astrophysics. The main characteristics of this radiation are : the change in the spectral index at the "Ankle" ( » 5 x 1018 eV). This could correspond to : either a change in the production mechanism in the original sources ; either a change in the primary elemental composition connected with a different confinement region ; or a change in the interaction process in the first collision inducing the extensive showers in the atmosphere. 1020 eV. From the Astroparticle Physics point of view, the EECRs have energies only a few decades below the Grand Unification Energy (1024 -1025 eV), although still rather far from the Planck Mass of 1028 eV. What is the Maximum Cosmic Ray Energy, if there is any limit ? Two general prodution mechanisms have been proposed for the Extreme Energy Cosmic Radiation (EECR) : "bottom-up", with acceleration in rapidly evolving processes such as the Gamma Ray Bursts (GRBs). The observation of "direction of arrival and time coincidences between the optical-radio transient and Extreme Energy Neutrinos could provide a crucial identification of the EECR sources, together with a unique test of the Relativity Principle. "top-down" processes with the cascading of ultrahigh energy particles from the decay of Topological Defects (TD) ; these are predicted to be the fossil remnants of the Grand Unification phase.They are cosmic strings, monopoles, walls, necklaces and textures. Inside a topological defect the vestiges of the early Universe may be preserved to the present day. Topogical defects are expected to produce very heavy particles (X-particles) that decay with production of ultrahigh-energy particles. Relics of an early inflationary phase in the history of the Universe can also lead to the production of extreme energy (EE) particles. These particles may survive to the present as a part of dark matter. Their decays can give origin to the highest-energy cosmic rays either by emission of hadrons and photons or through production of EE neutrinos. Observations of these neutrinos may teach us about the dark matter of the Universe as well as its inflationary history.

Contact : Norma Sanchez (Département DEMIRM, Observatoire de Paris) 

Dernière modification le 4 mars 2013