Publié le 22 janvier 2019
Bourse Jean d'Alembert
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Louis Rodriguez est chercheur au CEA au département d’astrophysique de l’IRFU. Grâce au programme d’Alembert de l’Université Paris-Saclay, il a accueilli en 2018 Albrecht Poglitsch, chercheur à l’Institut Max Planck et instrumentaliste spatial. Ensemble, ils collaborent à la fabrication de B-BOP, un instrument dans l’infrarouge lointain intégrant des détecteurs de dernière génération, qui devrait voler sur un satellite européen en 2032, contribuant ainsi à percer les mystères de l’Univers.

Le département d’astrophysique (DAp) développe au sein de l’IRFU des technologies innovantes en réponse aux besoins scientifiques des astrophysiciens. Ainsi, il met au point des instruments embarqués sur les satellites dans des domaines de rayonnement inaccessibles depuis le sol (rayons gammas et X) ou partiellement accessibles (de l’infrarouge au millimétrique).

B-BOP, des détecteurs de l’an 2030

B-BOP (B = champ magnétique ; Bo= Bolométric, ; P = Polarimetric) est l’un des trois instruments qui sera embarqué sur le satellite SPICA soutenu par les agences spatiales européenne et japonaise. B-BOP sera à la pointe de la technologie : ses détecteurs permettent de voir la polarisation et donne accès aux champs magnétiques.

« J’ai saisi l’opportunité du programme d’Alembert de Paris-Saclay pour faire appel à Albrecht Poglitsch dont l’apport est déterminant pour concevoir ce nouvel instrument »
affirme Louis Rodriguez. Une fois sélectionné, une équipe de 50 personnes sera constituée autour de B-BOP, impliquant largement les forces de l’écosystème saclaysien (IAS, C2N,…).

A la pointe de l’instrumentation spatiale

B-BOP prend racine à la fin des années 2000, lorsqu’un type de matrices de détecteurs très innovant (longueur d’onde au-delà de l’infrarouge) est mis au point : le submillimétrique. Une 

caméra développée au DAp par Louis Rodriguez est alors intégrée à l’instrument PACS qui est embarqué sur le satellite Herschel et dont Albrecht Poglitsch, spécialiste allemand reconnu de l’instrumentation spatiale, était le Principal Investigator.  Le retour scientifique de cet instrument a été considérable dans de nombreux domaines de l’astrophysique et une solide complicité s’est développée entre les deux chercheurs au cours de ces dix années de travail.

Comment naissent les étoiles ?

Après deux générations d’observatoires spatiaux dans le domaine, le mystère de la formation des étoiles demeure. « Nous savions depuis plus de trente ans que celles-ci se formaient, à l’abri des regards, par effondrement gravitationnel des nuages moléculaires, de vastes volumes opaques en lumière visible. Ceux-ci révèlent souvent, en infrarouge, une intense activité de formation de grappes d’étoiles jeunes » explique Louis Rodriguez. Mais les images produites par Herschel montrent que ces nuages sont en réalité constitués de filaments de gaz et de matière de taille presque uniforme, lesquelles, en fonction de certaines conditions, drainent la matière vers ce que l’on appelle des « pouponnières d’étoiles ». Or d’autres observations du satellite Herschel, en visant des galaxies lointaines, ont révélé que ce processus était bien plus efficace il y a deux ou trois milliards d’années. Qu’est-ce qui structure ce réseau filamentaire ? Qu’est-ce qui réduit l’efficacité du processus aujourd’hui ?  

Détecter le champ magnétique

Certains suggèrent que le champ magnétique galactique ou extragalactique pourrait être l’élément structurant, jusqu’ici invisible, de la formation des étoiles. Or ce champ magnétique pourrait être révélé par la polarisation de la lumière. C’est dans ce contexte que les premiers bolomètres (héritiers de ceux d’Herschel, mais sensibles à la polarisation) ont été imaginés par Louis Rodriguez et dont B-BOP constitue la dernière génération.

« Il n’y a rien de comparable dans le monde, concluent ensemble Albrecht et Louis, nous ne fabriquons que quelques instruments dans une vie ! » Au-delà de cette première année à Saclay pour développer B-BOP, le chercheur allemand continue, en tant que conseiller scientifique étranger, à faire partie intégrante de l’équipe du DAp.

FOCUS LABORATOIRE D'ACCUEIL

Le département d’astrophysique dépend de la Direction de la recherche fondamentale du CEA dont l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers 

Spécialiste de l’exploration de l’Univers, et témoin des rebondissements vertigineux intervenus depuis trois décennies, Louis Rodriguez, chercheur-ingénieur au CEA, collabore dès les années 90 avec la Nasa, l’ESA et le Cnes au sein de ce qui est devenu au fil des années le département d’astrophysique. « Une des spécificités du CEA était, à l’origine, la fabrication de détecteurs nucléaires adaptés aux rayonnements à très haute énergie. À la fin des années 80, les détecteurs infrarouges développés au Leti ont complété la gamme spectrale accessible à l’observation spatiale européenne, en particulier au travers du satellite ISO de l’ESA. Le département d’astrophysique a contribué de façon majeure aux découvertes faites ces dernières années dans le domaine spatial.

Contact : louis.rodriguez@cea.fr

Département d'astrophysique du CEA de Saclay, CEA DRF/Irfu

FOCUS CHERCHEUR INVITE

Albrecht Poglitsch a effectué toute sa carrière au Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik de Garching. En 2016, il reçoit le prix Gay-Lussac Humboldt (Ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche avec le concours de l'Académie des sciences). Ce prix récompense d'éminents scientifiques en activité en Allemagne et ayant des collaborations étroites avec la France. En 2000, le Dr Albrecht Poglitsch est le PI (Principal Investigator) de l’instrument Pacs, un des trois instruments du satellite Herschel de l’Agence spatiale européenne (ESA).

Albrecht Poglitsch est heureux de collaborer avec les équipes du département qu’il connaît pour partie depuis 30 ans. « Il existe peu de postes permanents de chercheurs en Allemagne, beaucoup font carrière dans l’industrie, mais ce n’est pas fait pour moi ! » commente-il. En fin de carrière, le scientifique allemand se dit toujours autant motivé par le « challenge de l’expérimentation et la collaboration avec les personnes de nationalité différente. Au delà du projet B-BOP qui m’occupe, j’ai beaucoup de liens ici, je continue à faire de l’astronomie avec des personnes avec lesquelles j’ai fait des découvertes. »