​Un nouveau regard sur les phénomènes extrêmes de l’Univers

Dans l’Univers, les trous noirs supermassifs au cœur de galaxies actives, les restes de supernovae ou les sursauts gamma aux durées très courtes sont à l’origine de rayons gamma aux énergies les plus extrêmes. 
Les télescopes de CTAO, et en particulier les quatre télescopes de grande taille, utilisent la technique d’imagerie « Cherenkov atmosphérique » qui permet de détecter ces rayons gamma à partir des faibles éclairs bleutés qu’ils produisent dans l’atmosphère. L’analyse de cette lumière permet aux scientifiques de déterminer l’énergie et la direction des rayons gamma, de produire des cartes du ciel et, au final, de remonter jusqu’aux phénomènes astrophysiques à l’origine de son émission.
CTAO reposera sur deux sites complémentaires : à La Palma, dans l’hémisphère Nord, pour étudier notamment les sources extragalactiques, et au Chili, dans l’hémisphère Sud, où le second site est en cours de construction, pour observer en particulier les régions centrales de notre Galaxie.  
Les quatre télescopes de grande taille inaugurés à La Palma constituent une première étape dans le déploiement de cet observatoire international, le plus sensible jamais construit pour l'astronomie gamma. Le déploiement se poursuivra sur le même site et au Chili avec des télescopes de taille moyenne (MST), pour lesquels le CEA fournit 700 miroirs et coordonne, avec des laboratoires du CNRS, l'intégration et les tests des caméras NectarCAM.
Les quatre télescopes de grande taille inaugurés à La Palma constituent une première étape dans le déploiement de cet observatoire international, le plus sensible jamais construit pour l'astronomie gamma. Il permettra également de rechercher d'éventuelles signatures de la matière noire, l'une des grandes énigmes de la physique contemporaine.

Une contribution majeure de la recherche française

La France est l’un des principaux contributeurs de CTAO, avec une participation portée notamment par le CNRS et le CEA. 

Plusieurs laboratoires du CNRS ont pris part à la conception, construction et mise en service des quatre LST.

• Le Laboratoire d’Annecy de physique des particules (CNRS/Université Savoie Mont-Blanc) a notamment conçu les arches en fibres de carbone qui soutiennent les caméras de plusieurs tonnes, placées au foyer des miroirs de 23 mètres de diamètre. Il a développé le système d’entraînement des télescopes, qui permet de pointer vers les objets astrophysiques observés et de se réorienter en moins de 30 secondes en cas d’alerte d’une explosion cosmique. De plus, le laboratoire a contribué à l’analyse des données en temps réel qui permet de renvoyer au monde extérieur une alerte pour permettre des observations complémentaires.  
• Le Centre de physique des particules de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université) a conçu le logiciel d’assemblage des événements qui reconstitue en temps réel chaque événement de chaque télescope à partir des données de l’ensemble des modules de la caméra, ainsi que la procédure de calibration hors ligne de la caméra, qui convertit les signaux bruts en grandeurs physiques fiables, essentielles à la qualité des résultats scientifiques.
• Le Laboratoire de physique des 2 infinis Irène Joliot Curie (CNRS/Université Paris-Saclay) a développé des logiciels assurant la surveillance et le bon fonctionnement de leurs équipements. 

Les outils de traitement et d’analyse des données sont des prototypes développés au CEA et au CNRS. Au CEA, les équipes de l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers (Irfu) coordonnent ainsi le développement de la chaîne de traitement des données de CTAO, qui permettra de reconstituer les caractéristiques des rayons gamma à partir des signaux enregistrés par les caméras des télescopes.