Aujourd'hui, le télescope à rayons gamma de l'Agence spatiale européenne met fin à ses observations. Au cours de ses 22 années dans l'espace, intégrale a remodelé notre vision des événements les plus dramatiques de l'univers. L'observatoire de haute énergie a joué un rôle central dans la révélation de la nature des explosions cosmiques appelées rafales gamma et dans la découverte de l'origine des événements d'ondes gravitationnelles. Récemment, il a fourni des informations uniques sur la façon dont les explosions thermonucléaires conduisent des jets dans les étoiles à neutrons et ont capturé l'éclat géant d'une magnétar extragalactique.
L'ESA est lancé le 17 octobre 2002, du cosmodrome de Baikonur au Kazakhstan, en mission pour observer le cosmos en constante évolution, puissant et extrême.
« Depuis plus de deux décennies, l'intégrale nous a montré à maintes reprises à quel point il est important de regarder le ciel sous la lumière des rayons gamma », note Jan-Uwe Ness, le scientifique du projet intégré d'ESA. « Certaines des rafales de lumière associées à des événements physiques extrêmes dans notre univers ne peuvent être entièrement comprises que si nous attrapons les rayons qui proviennent du cœur même des explosions: les rayons gamma. »
Contrairement à la lumière visible et radio provenant de l'espace, que nous pouvons observer à partir du sol, les rayons gamma cosmiques ne peuvent être capturés que dans l'espace. En effet, l'atmosphère de la Terre agit comme un bouclier pour nous protéger de ces rayons nocifs.
« Integral a transformé notre compréhension de l'univers et de la physique dynamiques à haute énergie dans des conditions extrêmes », ajoute le professeur Carole Mundell, directeur des sciences de l'ESA.
« Le vaisseau spatial et l'instrumentation de cette intégrale ont si bien performé pendant tant d'années témoignent de la qualité de la technologie développée par la communauté scientifique européenne et l'industrie spatiale au tournant du millénaire, et les équipes scientifiques et d'ingénierie de l'ESA qui ont connu cette mission depuis.
Résoudre des mystères et innover
Les observations de l'intégrale ont été essentielles pour résoudre les mystères des rafales de rayons gamma (GRB), les puissants flashs de lumière énergique qui s'évasent quelque part dans le ciel environ une fois par jour. Ces éclairs brillent souvent plus brillants que toutes les autres sources de rayons gamma ensemble.
De nos jours, les scientifiques retracent l'origine des événements GRB « plus longs » qui durent plusieurs secondes à l'effondrement en fuite d'étoiles massives qui deviennent des supernova, tandis que des rafales plus courtes sont dues à des trous noirs et à des étoiles à neutrons qui se brisent.
« Ce que je trouve impressionnant à propos de l'intégrale, ce sont ses découvertes inattendues », remarque Jan-Uwe. « Il s'est avéré que l'intégrale était idéale pour les tâches qui ne sont pas du tout prévues lorsque la mission a été conçue. Un exemple est sa capacité à retrouver les sources du ciel qui ont généré certaines des ondes gravitationnelles et des neutrinos ultra-énergétiques capturés par des instruments spécialisés sur le terrain. »
Au moment du lancement de l'intégrale, les scientifiques ne savaient même pas si les ondes gravitationnelles pouvaient être directement détectées; La première observation de ces ondulations insaisissables dans l'espace-temps a été faite 13 ans après le lancement intégral par les détecteurs d'ondes gravitationnels LIGO aux États-Unis, en 2015.
Les percées ont continué à venir.
« Juste au cours des deux dernières années environ, j'ai été stupéfait par de nouveaux résultats passionnants. Integral a capturé le flash gamma le plus puissant jamais observé, et l'explosion a eu un impact sur la couche d'ozone protectrice de l'atmosphère », poursuit Jan-Uwe. « Ce GRB a eu lieu dans une galaxie à près de deux milliards d'années-lumière – il est ahurissant de penser que la Terre peut être affectée par un événement qui a eu lieu dans un coin reculé de l'univers, il y a deux milliards d'années. »
Deux résultats plus récents se concentrent sur une explosion magnétar de 0,1 seconde extrêmement rare qui a émis autant d'énergie que notre Soleil produit dans un demi-million d'années, et la découverte que les explosions thermonucléaires conduisent des jets dans une étoile à neutrons.
Yeux de rayons gamma aigus
Au moment du lancement, l'intégrale était l'observatoire de rayons gamma le plus avancé et le premier observatoire spatial capable de voir des objets célestes simultanément dans les rayons gamma, les rayons X et la lumière visible.
Trois caractéristiques de l'instrumentation intégrale ont rendu ces nombreuses découvertes possibles: un très grand champ de vision couvrant environ 900 degrés carrés du ciel dans les rayons X et gamma les plus énergiques; la capacité d'obtenir, simultanément, des images détaillées et des spectres aux énergies les plus élevées; La capacité de surveillance des radiographies et des caméras optiques pour aider à identifier les sources de rayons gamma.
Rampe
« Après 2 886 orbites et 22 ans en regardant les profondeurs de notre cosmos, les instruments sensibles d'aujourd'hui cesseront de collecter des données scientifiques. Mais l'héritage de l'observatoire de rayons gamma d'ESA servira des scientifiques à venir », conclut Matthias Ehle, directeur de mission d'Integral à l'ESA.
« La richesse des données recueillies sur deux décennies sera stockée dans les archives intégrales de la science.
Après la fin de ses observations scientifiques, le vaisseau spatial continuera d'orbiter la Terre pendant quatre ans de plus. Les ingénieurs de l'ESA surveilleront le satellite jusqu'à ce qu'il revienne sur l'atmosphère de la Terre au début de 2029. Grâce à une brûlure spéciale de quatre thrups exécutée en 2015, l'entrée du satellite dans l'atmosphère répondra à l'engagement de l'ESA pour minimiser les débris spatiaux.
