Inauguration des télescopes de grande taille du site CTAO Nord
La Palma, Espagne, le 15 octobre 2026. Deux cent cinquante scientifiques et représentants d'institutions de recherche de premier plan à travers le monde, au rang desquels le CNRS figure en bonne place, ont célébré l'inauguration du sous-réseau de Télescopes de Grande Taille (LST) sur le site CTAO Nord, à l'Observatoire du Roque de los Muchachos, à La Palma, en Espagne. L'achèvement des quatre télescopes marque une étape importante pour la communauté mondiale de l'astrophysique et représente une avancée cruciale vers l'exploitation scientifique complète de l'Observatoire Cherenkov Telescope Array (CTAO).
Chaque télescope est équipé d'un réflecteur de 23 mètres de diamètre et de caméras ultra-rapides de pointe. Conçus pour détecter les faibles éclairs de lumière Tcherenkov produits lorsque des rayons gamma de très haute énergie interagissent avec l'atmosphère terrestre, les LST sont les instruments les plus sensibles au monde pour observer les rayons gamma dans une plage d'énergies comprise entre environ 20 gigaélectronvolts (GeV) et plusieurs téraélectronvolts (TeV).
Cette sensibilité exceptionnelle est essentielle pour détecter des sources de rayons gamma lointaines et transitoires. Comme les rayons gamma de très haute énergie sont de plus en plus absorbés lors de leur traversée de l'Univers, le seuil de basse énergie des LST permet aux scientifiques d'étudier des sources à des distances cosmologiques, de remonter plus loin dans l'histoire de l'Univers et d'observer, avec une précision statistique accrue, la variabilité très rapide des sources de rayons gamma transitoires.
Un pionnier productif : le LST-1
Durant sa phase de mise en service en 2020, le prototype de Télescope de Grande Taille (LST-1) a, à lui seul, déjà produit des résultats révolutionnaires. Parmi ceux-ci figurent des observations de pulsars, des études de noyaux actifs de galaxies à des distances cosmologiques, ainsi que des observations de phénomènes transitoires tels que les novae et les sursauts gamma.
Avec l’arrivée de ces trois nouveaux LST complémentaires (LST-2, LST-3 et LST-4), ces observations pourront être conduites en réseau. Ainsi, en observant les mêmes gerbes de rayons gamma simultanément sous plusieurs angles, le sous-réseau offrira une sensibilité considérablement améliorée, une meilleure résolution angulaire et une reconstruction énergétique plus précise, ouvrant ainsi une nouvelle ère de précision dans l'étude de l'Univers dans le domaine des rayons gamma.
« L'achèvement du sous-réseau LST est le couronnement de plus de quinze ans de collaboration internationale et d'innovation technologique, explique Masahiro Teshima, responsable de la recherche de la collaboration LST et porte-parole du consortium CTAO. Ces télescopes nous permettront d'explorer certains des environnements les plus extrêmes de l'Univers, notamment les trous noirs supermassifs, les étoiles à neutrons, les origines possibles des rayons cosmiques et la nature de la matière noire. »
Explorer l'Univers primordial
Les LST constituent le cœur basse énergie du site CTAO-Nord. Ils offriront une opportunité unique de sonder l'Univers à une époque remontant à environ 12 milliards d'années, alors qu'il avait moins de 2 milliards d'années. Leur sensibilité aux rayons gamma de plus basse énergie permettra la détection et l'étude de sursauts gamma de très haute énergie à grand décalage vers le rouge apportant de nouveaux éclairages sur l'Univers primordial.
"Ces LST sont les premiers représentants d'une nouvelle génération de télescopes qui vont révolutionner l'astronomie gamma et notre vision de l'Univers, se félicite Nicolas Leroy, Directeur adjoint scientifique astroparticules et cosmologie à CNRS Nucléaire & Particules. Notre savoir-faire accumulé depuis 40 ans dans ce domaine a été crucial dans ce projet et les équipes de nos laboratoires d'Annecy, de Marseille et d'Orsay ont joué un rôle clé dans la conception, la construction et la mise en œuvre de ces LST. "
Au cours des prochaines années, les LST subiront des tests de mise en service et une intégration dans les opérations du CTAO. Avec l’ensemble des autres télescopes petits et moyens à venir sur le site CTAO Nord ils aborderont des questions fondamentales en astrophysique, en physique des particules et en cosmologie, telles que : la nature de la matière noire, l'origine des rayons cosmiques, la physique des accélérateurs cosmiques extrêmes.
Consulter le communiqué de la collaboration CTAO (en anglais).
À propos de la collaboration LST
La collaboration LST (Large-Sized Telescope) est un consortium international de scientifiques, d’ingénieurs et d’institutions dédié à la conception, la construction et la mise en service des télescopes LST pour l’Observatoire CTAO. Grâce à des avancées technologiques dans les domaines de l’optique, des photodétecteurs, de la mécanique et de l’électronique ultra-rapide, la collaboration a permis d’atteindre le seuil énergétique le plus bas jamais obtenu par des observatoires de rayons gamma au sol.
Ce projet a été rendu possible par un partenariat international solide, impliquant des institutions du Brésil, de la Bulgarie, de la République tchèque, de la Croatie, de la France, de l’Allemagne, de l’Italie, du Japon, de la Pologne, de l’Espagne et de la Suisse.
À propos de CTAO
Le Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) sera le premier observatoire terrestre ouvert de rayons gamma et l'instrument le plus grand et le plus sensible au monde pour l'exploration de l'Univers à haute énergie. La précision inégalée de CTAO et sa large gamme d'énergie (20 GeV - 300 TeV) fourniront de nouvelles informations sur les événements les plus extrêmes et les plus puissants du cosmos, et permettront de répondre à des questions relevant de l'astrophysique et d'autres domaines, autour de trois grands thèmes : Comprendre l'origine et le rôle des particules cosmiques relativistes, sonder les environnements extrêmes (tels que les trous noirs et les étoiles à neutrons) et explorer les frontières de la physique (telles que la nature de la matière noire). Pour ce faire, le CTAO dispose de deux sites d'observation : CTAO-Nord dans l'hémisphère nord à l'Observatoire Roque de los Muchachos de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) à La Palma (Espagne), et CTAO-Sud dans l'hémisphère sud près de l'Observatoire Paranal de l'Observatoire européen austral (ESO) dans le désert d'Atacama (Chili). Le siège est hébergé par l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) à Bologne (Italie), et le Science Data Management Centre (SDMC) est hébergé par le Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) à Zeuthen (Allemagne). CTAO sera également le premier observatoire de ce type à être ouvert aux communautés scientifiques du monde entier en tant que ressource pour les données issues d'observations astronomiques uniques à haute énergie.
Le Conseil des représentants gouvernementaux (BGR) est le comité qui prépare la transition du statut juridique du CTAO. Il est composé de 12 pays et d'une organisation intergouvernementale : Allemagne, Australie, Autriche, Brésil, Espagne, France, Italie, Japon, Pologne, République tchèque, Slovénie et Suisse. Le Conseil de CTAO gGmbH est l'organe directeur de la société, il est composé d'actionnaires de 11 pays et d'une organisation intergouvernementale, ainsi que de membres associés de deux pays.
CTAO gGmbH travaille en étroite collaboration avec des partenaires du monde entier au développement de l'observatoire. Les principaux partenaires sont les équipes chargées des contributions techniques, telles que les équipes chargées du télescope et qui développent le matériel et les logiciels essentiels, ainsi que la collaboration scientifique, un groupe international de chercheurs qui fournissent des conseils depuis le début du projet.
CTAO a été promu au rang de "Landmark" sur la feuille de route 2018 du Forum européen sur les infrastructures de recherche (ESFRI) et a été classé comme la principale priorité parmi les nouvelles infrastructures au sol dans la feuille de route ASTRONET 2022-2035.
CTAO bénéficie d’une importante contribution des laboratoires du CNRS :
- Laboratoire d'Annecy de physique des particules (CNRS/Université Savoie Mont-Blanc)
- Centre de physique des particules de Marseille (CNRS/Aix Marseille Université)
- Laboratoire de physique des 2 infinis Irène Joliot Curie (CNRS/Université Paris-Saclay)
- Astroparticule et cosmologie (CNRS/Université Paris Cité)
- Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (CNRS/Université Grenoble Alpes)
- Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/CNES/Université de Toulouse)
- Laboratoire Leprince Ringuet (CNRS/École Polytechnique)
- Bordeaux - Laboratoire de physique des 2 infinis Bordeaux (CNRS/université de Bordeaux)
- Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies (CNRS/Sorbonne Université)
- Laboratoire d’étude de l'univers et des phénomènes extrêmes (CNRS/Observatoire de Paris PSL/Sorbonne Université)
- Observatoire de la Côte d'Azur (CNRS/Université Côte d'Azur).
À propos des contributions CNRS Nucléaire & Particules à la construction des LST
Contributions du LAPP (CNRS / Université Savoie Mont Blanc) :
• L'arche support de caméra et son cadre en matériaux composites. Cette structure porte la caméra au foyer du miroir de 23 mètres.
• Le système d'entraînement (Drive). Il assure les déplacements du télescope, très précisément lors du suivi d'un objet astrophysique et très rapidement lors d'un repointage en réponse à une alerte.
• Le contrôleur embarqué de la caméra (ECC, Embedded Camera Controller). Ce matériel, intégré à la caméra, assure sa surveillance et sa sécurité.
• L'instrumentation et le câblage du télescope. Ils relient et alimentent l'ensemble des équipements embarqués.
• Le logiciel de contrôle du télescope (Telescope Control Software). Il orchestre l'ensemble des sous-systèmes pendant les observations.
• L'analyse en temps réel (RTA). Elle traite les données au fil de l'eau, ce qui permet de repérer rapidement des phénomènes d'intérêt et d'émettre des alertes vers la communauté scientifique.
Contributions du CPPM (CNRS / Aix Marseille Université) :
• L'assembleur d’événement (Event Builder) de la caméra. Ce système assemble en temps réel les données de tous les modules de la caméra pour reconstituer chaque événement enregistré, à une cadence très élevée.
• La calibration hors ligne de la caméra. Elle convertit les signaux bruts en grandeurs physiques fiables et conditionne la qualité des résultats scientifiques.
Contributions d'IJCLab (CNRS / Université Paris Saclay) :
• Le logiciel de contrôle-commande (slow control) de la caméra. Il s'exécute sur l'ECC, communique avec les sous-systèmes de la caméra, surveille leur état et assure leur fonctionnement sûr de manière continue.
Ces contributions ont commencé avec le prototype LST-1 et se sont étendues aux télescopes LST-2 à LST-4. Elles se poursuivent aujourd'hui avec la mise en route, la maintenance et l'amélioration continue du réseau, ainsi que la préparation de son exploitation scientifique au sein de l'observatoire CTAO. Les équipes scientifiques du LAPP, du CPPM et de l’IJCLab jouent un rôle actif dans la validation scientifique de ces télescopes. Cela inclut notamment les premières découvertes en rayons gamma à plusieurs dizaines de gigaélectronvolts, réalisées avec une sensibilité sans précédent !