Après une première campagne d’observation réussie en novembre 2015, qui a permis d’observer pour la première fois au monde des gerbes à très haute énergie avec ce télescope d’une nouvelle génération et qui diffère complètement de ses prédécesseurs, le télescope (l’ensemble SST-GATE équipé de sa caméra scientifique constitue désormais un instrument complet dénommé GCT) a effectué avec succès une deuxième campagne d’observation au cours du printemps 2017 pour mieux comprendre le fonctionnement de l’ensemble du télescope et s’assurer que le télescope ainsi conçu est prêt pour être construit en plusieurs dizaines d’exemplaires.

Télescope SST-GATE équipé de la caméra CHEC-M : le télescope lors de tests à Meudon.

La caméra scientifique a été livrée depuis Heidelberg (Allemagne) au site meudonnais de l’Observatoire de Paris où se situe le télescope. Les principaux buts de cette campagne d’observation ont été de tester toute la chaîne de traitement de l’information (rappelons que la caméra analyse le ciel 500 millions de fois par seconde) ainsi que les procédures de sécurité. 24 personnes* de l’équipe ont été mobilisées durant les 15 nuits de cette seconde campagne. Le télescope était entièrement dirigé à distance depuis une salle de contrôle d’où il est possible de visualiser tous les paramètres du télescope, comme sa position, son déplacement ainsi que les données scientifiques. Il a aussi été possible de suivre toutes les procédures de sécurité du télescope et de la caméra en situation réelle, ainsi que celles afférentes aux opérations de montage et démontage de la caméra. Pour ce faire, tous les membres de l’équipe ont été formés à l’ensemble des aspects de sécurité.

* membres de l’Observatoire de Paris, la DT-INSU, le CPPM et l’APC ainsi que nos collègues du consortium CHEC ayant fait le déplacement (MPIK, Universités d’Oxford, Durham, Leicester et Erlangen)

Campagne d’observation SST-GATE - Mars 2017 : les membres de la campagne réunis pour une formation sur les mesures de sécurité à adopter autour du télescope et lors de son fonctionnement.

La première semaine de la campagne a été dévolue aux tests de la caméra, à sa calibration sur le ciel ainsi qu’aux tests de fonctionnement du télescope. La seconde semaine a été mise à profit pour acquérir des données expérimentales techniques, comme la précision de la poursuite d’étoile et l’observation de source scientifiques telles que Mrk421 et Mrk501. Ce fut aussi l’occasion d’opérer un transfert de savoir-faire entre l’équipe de CHEC et celle de Marseille (laboratoire CPPM) sur la calibration et l’analyse des données scientifiques.

Enfin, dans le cadre du projet GATE, le réseau mobile de détecteurs de particules par scintillateurs développé par une équipe de l’APC et constitué de 8 valises a été déployé sous le télescope lors de cette campagne d’observation. Dans un premier temps, celles-ci ont pu identifier des coïncidences de détection entre-elles et l’analyse se poursuit désormais "off-line" afin de rechercher les coïncidences (et anti-coïncidences) entre les particules des gerbes cosmiques qui arrivent au sol et peuvent être détectées par le réseau de scintillateurs de l’APC, et leur image Cherenkov qui est, quant à elle, enregistrée par l’instrument GCT.

Le projet dispose maintenant de plusieurs milliers d’images qui sont en cours d’analyse. Du fait de la clarté du ciel parisien, le taux de déclenchement de la caméra CHEC-M était de 0,1 Hz. Celle-ci reste dorénavant à Meudon pour étudier la stabilité et la fiabilité du système.

A gauche : Image prise avec la caméra CHEC-M d’un événement Cherenkov au regard de l’évolution temporelle de l’intensité du pixel le plus brillant de cette image sur quelques nanosecondes. A droite : graphe comparant une série de données Cherenkov acquises sur le ciel (points bleus) avec les gerbes simulées dans la même configuration (via les programmes CORSIKA et sim_telarray de simulations Monte Carlo ; points rouges) dans le plan "longueur - largeur" de leurs images. (cliquer pour agrandir l’image)

Exemple de deux images Cherenkov enregistrées avec CHEC-M sur le prototype de télescope GCT : l’intensité de chaque pixel est représentée dans les figures supérieures pour chaque image et leur pic d’intensité est daté dans les figures correspondantes inférieurs. Comme prévu pour un flash Cherenkov d’une gerbe inclinée par rapport au plan focal du télescope, on observe que son image se propage le long du plan focal au cours du temps.

L’équipe de management souhaite ici remercier tous les membres de l’équipe pour leurs efforts qui ont conduit au succès de cette campagne !