ATHENA X-IFU

Description / Contexte

X-IFU est un spectromètre X à haute résolution qui sera placé au foyer du télescope spatial Athena de l’Agence spatiale européenne. Il permettra d’observer l’Univers dans le domaine des rayons X, une fenêtre d’observation accessible uniquement depuis l’espace. X-IFU mesurera précisément la longueur d’onde et l’énergie des rayons X collectés par le miroir d’Athena et dirigés vers son point focal. Il embarquera des technologies innovantes lui conférant des performances exceptionnelles qui permettront d’étudier l’Univers chaud et énergétique avec un niveau de détail inégalé. Il permettra d’atteindre une résolution spectrale de 2.5 eV, sur un champ de vue de 5 minutes d’arc de diamètre équivalent avec des pixels de l’ordre de 5 secondes d’arc.

Objectifs scientifiques

Athena et l’instrument X-IF ont deux objectifs scientifiques principaux : d’une part comprendre les grandes étapes de la formation et l’évolution des grandes structures de matière qui donne à l’Univers une structure en filaments, et d’autre part comprendre le rôle des trous noirs dans l’évolution de l’Univers. Le premier objectif consiste en l’étude de l’évolution des baryons chauds dans l’Univers. Il s’agit de comprendre comment les baryons se concentrent, évoluent, s’enrichissent en métaux dans les puits de potentiel de matière noire, des filaments aux régions externes des amas, jusqu’en leur centre où les processus non gravitationnels (générés par les trous noirs) affectent les propriétés du gaz chaud. Le second thème consiste en l’étude de l’évolution des trous noirs dans l’Univers. Il s’agit de comprendre comment ils se sont formés à très grands redshifts (z>5), comment ils ont co-évolué avec leur galaxie-hôte au moment du pic de formation stellaire (z=1-4), comment leur activité influe sur les processus dynamiques internes aux amas de galaxies, comment celle-ci affecte les propriétés des galaxies de l’Univers local et enfin comment l’accrétion et l’éjection de matière sont couplées dans les disques d’accrétion autour des objets compacts, des trous noirs super-massifs aux étoiles à neutrons.

Implication de l’IRAP

L’IRAP a la responsabilité scientifique en tant que Principal Investigator, Instrument Scientist et responsable de la X-IFU Science Team. De plus, l’IRAP fournit également trois autres contributions majeures : les électroniques digitales de la chaîne de lecture des détecteurs, le développement d’un banc de tests 50mK, les étalonnages de l’instrument au sol et en vol, et enfin l’Instrument Science Center (la composante X-IFU du segment sol scientifique d’Athena).

Partenaires

Cet instrument sera construit par un consortium international regroupant 13 pays et coordonné par l’IRAP, et le CNES en tant que maître d’œuvre. La liste des agences, institutions, laboratoires est disponible ici.