APPEL A IDEES DE RECHERCHE SCIENTIFIQUE SPATIALE

1
APPEL A IDEES DE RECHERCHE
SCIENTIFIQUE SPATIALE
I. RENSEIGNEMENTS GENERAUX :
I.1. INTITULE DU PROJET : SIMBOL–X
Un télescope spatial de nouvelle génération dans
la gamme 0.5 – 70 keV
I.1. RESPONSABLE SCIENTIFIQUE :
Nom, Prénom : FERRANDO, Philippe
Téléphone : 01 69 08 44 38
Télécopie : 01 69 08 65 77
e-mail : [email protected]
Adresse : Service d’Astrophysique
Bât. 709 Orme des Merisiers
DSM/DAPNIA, CEA / Saclay
91191 Gif-sur-Yvette, Cedex
Date : 6 mars 2004 Signature :
Nom du Laboratoire ou de l’Organisme : CEA/DSM/DAPNIA/SAp
& Fédération de Recherche APC (FR 2562)
Forme juridique : EPIC
Date : 6 mars 2004 Visa du Directeur de Laboratoire ou d'Organisme :

2
I.2. CO-PROPOSANTS :
CEA / Service d’Astrophysique et associés :
Monique ARNAUD
Jean BALLET
Jean-Marc BONNET-BIDAUD
Rémi CHIPAUX
Stéphane CORBEL
Bertrand CORDIER
Anne DECOURCHELLE
Yaël FUCHS
Paolo GOLDONI
Andrea GOLDWURM
Christian GOUIFFES
Philippe LAURENT
François LEBRUN
Olivier LIMOUSIN
Félix MIRABEL
Doris NEUMANN
Jacques PAUL
Claude PIGOT
Jérome RODRIGUEZ
Jean-Luc SAUVAGEOT
Michel TAGGER
____________________________________________________________________
Nom, Prénom : ROQUES, Jean-Pierre
Giovanni BIGNAMI Julien MALZAC
Elisabeth JOURDAIN Alexandre MARCOWITH
Téléphone : 05 61 55 64 53
Télécopie : 05 61 55 67 01
e-mail : [email protected]
Adresse : Centre d’Etude Spatiale des Rayonnements
9, avenue du Colonel Roche
Boite postale 4346
31028 Toulouse Cedex 4
Date : Signature :
Nom du Laboratoire ou de l’Organisme :
Forme juridique :
Date : Visa du Directeur de Laboratoire ou d'Organisme :

3
____________________________________________________________________
Nom, Prénom : MOUCHET, Martine
Catherine BOISSON
Téléphone : 01 45 07 75 22
Télécopie : 01 45 07 77 09
e-mail : [email protected]
Adresse : Observatoire de Paris-Meudon, DAEC/LUTH
5 place Jules Janssen, 92195 Meudon Cedex
Date : Signature :
Nom du Laboratoire ou de l’Organisme :
Forme juridique :
Date : Visa du Directeur de Laboratoire ou d'Organisme :
____________________________________________________________________
Nom, Prénom : PETRUCCI, Pierre-Olivier
Nicolas GROSSO Thierry MONTMERLE
Gilles HENRI
Téléphone : 04 76 63 55 22
Télécopie : 04 76 44 88 21
e-mail : [email protected]
Adresse : LAOG – Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble
314 rue de la Piscine, 38041 Grenoble Cedex
Date : Signature :
Nom du Laboratoire ou de l’Organisme :
Forme juridique :
Date : Visa du Directeur de Laboratoire ou d'Organisme :

4
____________________________________________________________________
Nom, Prénom : BRIEL, Ulrich
Günther HASINGER Wolfgang PIETSCH
Norbert MEIDINGER Delphine PORQUET
Lothar STRÜDER
& Eckard KENDZIORRA (IAA – Tübingen)
Téléphone : + 49 89 30000 3834
Télécopie : + 49 89 30000 3569
e-mail : [email protected]
Adresse : Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
Giessenbachstrasse
85748 Garching
Allemagne
____________________________________________________________________
Nom, Prénom : PARESCHI, Giovanni
Sergio CAMPANA Gianpiero TAGLIAFERRI
Oberto CITTERIO
Téléphone : + 39 039 9991169
Télécopie : + 39 039 9991160
e-mail : [email protected]
Adresse : Osservatorio Astronomico di Brera (OAB) – INAF
Via E. Bianchi 46 - 23807 Merate (Lc)
Italie
____________________________________________________________________
Nom, Prénom : TURNER, Martin
Téléphone : + 44 116 252 3514
Télécopie : + 44 116 252 2464
e-mail : [email protected]
Adresse : Dept. of Physics and Astronomy,
Leicester University
Leicester LE1 7RH
Angleterre

5
II. OBJECTIFS SCIENTIFIQUES
Le projet SIMBOL–X est un télescope haute énergie de nouvelle génération, couvrant par une seule
instrumentation continue une gamme s’étendant des rayons X « classiques » aux rayons X « durs »
ou « gamma mous », soit de 0.5 à 70 keV environ. En utilisant dans toute cette gamme un dispositif
de focalisation réservé jusqu’alors aux rayons X de moins de 10 keV, via la construction d’un
télescope de très longue focale s’appuyant sur deux satellites volant en formation, SIMBOL–X
permet un gain d’environ deux ordres de grandeur en sensibilité et en résolution angulaire par
rapport aux instrumentations classiques en X–durs. Cette gamme d’énergie est celle où les
émissions thermiques laissent la place aux émissions plus dures qui signent en particulier
l’accélération de particules et la dynamique de l’accrétion de la matière sur un objet central massif.
Ces phénomènes sont au cœur des objectifs scientifiques de SIMBOL–X.
Avec une résolution angulaire meilleure que 30 secondes d’arc sur toute la gamme d’énergie, une
grande couverture spectrale et une sensibilité inégalée au delà de 10 keV, SIMBOL–X sera
particulièrement dédié aux études et aux « premières » suivantes :
Dans le domaine de la physique de l’accrétion / éjection sur les trous noirs super-massifs et les
objets compacts de masse stellaire :
•la mise en évidence et la caractérisation de l’émission X–dur du trou noir central de notre Galaxie,
SgrA*, dont la très faible activité reste une énigme. Cette émission, inobservable aujourd’hui,
permettra de déterminer la dynamique de la matière autour de SgrA*, contraignant les différents
modèles en concurrence.
•la mesure du spectre et de la variabilité de l’émission des noyaux actifs de galaxies (AGNs), avec
une précision inégalée sur la variabilité à court terme et sur la forme du continu haute énergie.
Cette dernière est nécessaire non seulement à la compréhension de la géométrie en jeu à grande
échelle, mais aussi à la détermination de la forme de la raie du fer, élement de diagnostic crucial
de la physique relativiste proche du trou noir.
•la mesure du spectre des binaires X de notre Galaxie, avec pour la première fois : l’observation
possible d’objets à très faible taux d’accrétion (trous noirs en quiescence), l’étude de la variabilité
temporelle rapide (QPO) au delà de 25 keV, et la détermination fine de la forme de la raie du fer
en corrélation avec le continu haute énergie. Comme dans les AGNs, et SgrA*, les enjeux sont là
aussi la compréhension de la physique de l’accrétion, de la formation de jets, et l’accès à la
vitesse de rotation des trous noirs.
•la détermination de l’émission dure des systèmes binaires des galaxies du groupe local, en
particulier M31 et M33, observables pour la première fois au delà de 10 keV.
Dans le domaine de l’accélération de particules aux plus hautes énergies, la spectro-imagerie de
l’émission X–dur :
•des jets de quasars et microquasars, émission qui pourra être, pour la première fois, séparée de
celle de l’objet central, et determination ainsi de l’énergie maximale d’accélération dans des jets.
•des restes de supernovae, dont on pense que les chocs sont responsables de l’accélération des
rayons cosmiques jusqu’à 1014 eV. On déterminera ainsi les zones priviliégiées d’accélération, et
on mesurera l’énergie maximale vraiment atteinte dans ces restes.
•des amas de galaxies, dont l'emission à haute energie, très probablement due à la presence
d'électrons relativistes, reste très mal connue. La cartographie qui en sera faite pour la première
fois permettra de determiner son origine sans ambiguïte, fournira des diagnostics sur les
processus d'accéleration par les chocs ou la turbulence et permettra de peser l'importance de la
composante non thermique des amas (particules relativistes et champ magnetique) sur l’évolution
de ces objets et sur la mesure de leur masse (quantité fondamentale pour la cosmologie).