Test réussi pour le nouveau télescope polarimètre gamma COMCUBE développé par l'University Collège Dublin, le CEA-Irfu et l'IJCLab. Il s'agit du modèle réduit du futur détecteur qui sera envoyé dans des nano-satellites et qui est capable de mesurer la polarisation linéaire des rayons gamma, à savoir l'orientation privilégiée de leur champ électrique. COMCUBE fonctionne selon le principe de l'effet Compton qui est le phénomène d'ionisation d'un atome lorsqu'un de ses électrons entre en collision avec un photon.
Le matériel a été testé dans des conditions extrêmes grâce à un ballon stratosphérique ouvert. Le vol a duré 3 jours et 17 heures au-dessus de l'Arctique entre la base d'Esrange en Suède et l'île de Baffin au Canada et a atteint une altitude maximum de 35 km. A cette hauteur, la température et les irradiations subies par les composants sont proches de celles que l'on trouve dans l'orbite basse terrestre, zone où les futurs appareils seront envoyés. Ces conditions ont aussi permis de vérifier les capacités d'imagerie et de polarimétrie gamma de COMCUBE en le faisant observer une source astrophysique : la nébuleuse du Crabe. Les données sont en cours de traitement.
Un essaim de détecteurs de rayons gamma
Ce résultat positif valide le lancement de la prochaine étape appelée COMCUBE-S (« S » pour « Swarm » ou « essaim » en anglais). Elle consistera à envoyer 27 polarimètres en orbite dans des CubeSats (satellites cubiques de 10 cm de côté environ). Cet « essaim » de détecteurs de rayons gamma constituera un réseau de surveillance tout autour de la Terre.
L'objectif scientifique de COMCUBE-S est double :
- Obtenir des informations inédites sur les phénomènes cosmiques à très haute énergie à l'origine des sursauts gamma (supernovæ et fusion d'objets compacts comme les trous noirs et les étoiles à neutron). Elles contribueront à l'étude de la physique des jets ultra-relativistes (géométrie du jet, mécanisme d'accélération des particules, configuration de leur champ magnétique, etc.) ainsi qu'à la recherche fondamentale sur la gravité quantique.
- Intégrer le réseau mondial de surveillance des évènements cosmiques à très haute énergie. Le réseau actuel comprend déjà de nombreux observatoires comme les interféromètres détecteurs d'ondes gravitationnelles, le HESS en Namibie ou encore le satellite SVOM. « COMCUBE-S s'inscrit dans la continuité de SVOM qui a une durée de mission nominale de 5 ans et qui pourrait donc s'arrêter en 2029. Ces deux missions sont aussi complémentaires car COMCUBE-S pourra donner une alerte pour déclencher une observation de SVOM qui fera la contrepartie en observant les rayons X et visibles, et inversement, nous explique Philippe Laurent, du CEA-Irfu. Toutes ces alertes, ainsi que les informations sur le sursaut gamma, apparaitront automatiquement au bout de quelques secondes dans le réseau international GCN (Gamma-ray Coordinates Network) auquel sont connectés les télescopes au sol. »
Le lancement des deux premiers nano-satellites COMCUBE-S est prévu pour 2027. Il sera coordonné par l'University College Dublin avec le soutien technique de l'ESA. Ce premier lancement servira de démonstration avant le déploiement des 25 autres d'ici 2030.