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L’Institut d’Astrophysique Spatiale fête les 20 ans de son installation à Orsay

Le 23 novembre 2012, l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) va fêter les 20 ans de son installation à Orsay. Inauguré en 1992 et issu du regroupement de plusieurs équipes d’astrophysiciens du LPSP (Verrières-le-Buisson), du CSNSM (Orsay) et de l’ENS (Paris), l’IAS a pour mission de concevoir, de développer et d’exploiter des expériences en astrophysique, installées principalement à bord de missions spatiales.




Dès le projet de création de l’IAS au milieu des années 1980, l’ambition était de développer un pôle spatial au sein de l’Université Paris-Sud, pour bénéficier de synergies avec la recherche effectuée sur le campus. L’un des attraits uniques de cet emplacement était la présence de sources de rayonnement synchrotron (au LURE) qui servent de référence absolue pour étalonner les instruments analysant les rayonnements visibles, UV et X avant qu’ils ne soient lancés dans l’espace. La station d’étalonnage de l'IAS est devenue un moyen national largement reconnu grâce au soutien constant du CNES, du CNRS, de l’Université Paris-Sud, de la région Île-de-France et du département de l’Essonne.

Ceci permet à l’IAS de participer à la réalisation et à l’exploitation scientifique d’expériences embarquées sur les missions spatiales du CNES, de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), de la NASA, de la Russie et du Japon, ainsi qu’à des projets avec la Chine et l’Inde. Douze expériences spatiales à contribution IAS sont actuellement en exploitation. Les expériences Symbio-Sys sur BepiColombo (exploration de Mercure, ESA), Pilot (ballon pour la cosmologie, CNES) et Micromega/Mascot (atterrisseur sur un astéroïde, CNES, Allemagne et Japon) sont en cours de finalisation. L’IAS est fortement impliqué dans les missions Solar Orbiter (physique solaire), Euclid (étude des composantes sombres de l’Univers) et JUICE (étude de Jupiter et de ses satellites) qui ont récemment été sélectionnées par l’ESA pour un lancement à l’horizon 2017-2022.

Les développements instrumentaux ainsi que l’interprétation des données spatiales ont stimulé des collaborations fortes entre l’IAS et d’autres laboratoires d’Orsay et du plateau de Saclay, sur une vaste gamme de thématiques scientifiques et aussi technologiques. L’IAS a ainsi été l’un des tout premiers laboratoires d'Orsay à obtenir le statut d’unité mixte de recherche CNRS/Université Paris-Sud. De plus, depuis 2003, l’IAS est « Observatoire des Sciences de l’Univers » (école interne de l’Université Paris Sud associée à l’INSU/CNRS) et fournit à ce titre des services à l’ensemble de la communauté astrophysique (étalonnage d’expériences, archivage de données).

En parallèle, parce qu’il est pleinement intégré dans son environnement universitaire, l’IAS participe activement aux enseignements de physique et d’astrophysique à tous les niveaux, de la Licence au Doctorat. Il joue un rôle important dans la formation des étudiants à la recherche et à l’ingénierie (Masters 2 Astronomie, Astrophysique et Ingénierie Spatiale ; Noyaux, Particules, Astroparticules et Cosmologie ; Optique, Matière, Plasmas, et Écoles Doctorales associées).

L’IAS regroupe actuellement près de 170 personnes et est structuré en équipes scientifiques dont voici quelques résultats marquants sur les 20 années de son existence.

En physique solaire, l’exploitation des expériences spatiales SOHO (dont l’IAS a eu la responsabilité de plusieurs instruments), STEREO et SDO a permis de sonder la structure de notre étoile depuis l’intérieur profond jusqu’à son atmosphère étendue (la couronne). L’analyse de données spectroscopiques et les simulations numériques ont montré le rôle essentiel de la turbulence et des structures de petite échelle dans le maintien de la température de la couronne à plus d’un million de degrés. Les observations de protubérances et les modélisations de leur émission lumineuse ont de même conforté l’idée qu’elles sont constituées de multiples fils de très petite échelle. En physique stellaire, la sismologie, notamment avec la mission spatiale CoRot, a permis de généraliser l’étude de la structure interne à des étoiles autres que le Soleil, certaines de type solaire, et d’autres bien différentes comme les géantes rouges.

Dans le domaine de l'exploration du système solaire, l'IAS a conduit des programmes visant à mieux comprendre la formation et l'évolution des petits corps et objets planétaires. Cela s'est traduit par l'analyse en laboratoire d'échantillons de matière extraterrestre et la participation à des missions spatiales vers des astéroïdes (Dawn) et des comètes (Rosetta) ; pour cette dernière, l'IAS participe à plusieurs expériences sur l'orbiteur et sur l'atterrisseur, dont l’IAS est co-responsable scientifique et qui se posera sur le noyau cométaire fin 2014. L'IAS a également la responsabilité de plusieurs expériences d'observation planétaire. En particulier, OMEGA/Mars Express a mis en évidence une ère, très ancienne, où l'eau liquide était stable sur Mars, la rendant peut-être « habitable ». Enfin, l'IAS s'est profondément impliqué dans la thématique émergente de la mise en évidence et de la caractérisation des exoplanètes en participant pour cela à la conception, à la réalisation et à l'exploitation de programmes spatiaux (dont CoRot).

L’équipe Astrochimie et Origines étudie la composition de la matière solide dans la Galaxie. L’approche expérimentale a permis d’exploiter les résultats spectroscopiques des satellites ISO et Spitzer, montrant en particulier que la photochimie des glaces interstellaires mène à des molécules complexes, potentiellement prébiotiques. Elle a mis en évidence l’importance des grains de carbone amorphe et du rayonnement cosmique dans l’évolution des silicates et des grains carbonés. L’équipe analyse aussi les micrométéorites, en particulier les grains de la mission Stardust, afin de comprendre le lien entre la matière interstellaire et les météorites ainsi que le rôle joué par celles-ci dans l’apport d’eau et de molécules carbonées complexes sur la Terre primitive au moment de l’apparition de la vie.

Avec les grandes missions ISO, Spitzer et maintenant Herschel et Planck auxquelles l’équipe Matière Interstellaire et Cosmologie a participé, les observations en infrarouge n’ont cessé de gagner en sensibilité, résolution angulaire et couverture spectrale, ce qui, avec les méthodes de traitement de données et les modèles développés à l’IAS, a engendré de nombreuses découvertes. L'histoire de la formation des étoiles à travers l'Univers a ainsi pu être reconstruite et l’évolution de la matière intergalactique accrétée a pu être décrite. La structure fractale du milieu interstellaire froid a été mise en évidence, tout comme l’effet de la turbulence sur les grains interstellaires et l’importance des petits grains (nanoparticules) dans le processus de condensation. Le relevé complet du rayonnement cosmologique par Planck/HFI, expérience dont l'IAS assure la responsabilité scientifique et technique, a ouvert de nouveaux horizons, avec notamment la révélation de l’existence de filaments chauds et ténus entre les amas de galaxies, l’élaboration de la première carte complète du gaz moléculaire galactique, l’étude du champ magnétique de la Galaxie et les premières contraintes observationnelles sur la polarisation du fond micro-onde associée à l’inflation.

Les perspectives à court terme sont très prometteuses, avec la publication des résultats cosmologiques de Planck/HFI (début 2013), le premier vol Pilot (début 2014) et le rendez-vous de la sonde Rosetta avec la comète Churyumov-Gerasimenko (août 2014). Avec les phases d’exploitation de Solar Orbiter et Euclid (2020-2024), BepiColombo (2021-2025) et JUICE (2030-2035), les équipes scientifiques de l’IAS sont également bien positionnées sur le moyen et le long terme.



Contact: communication @ ias.u-psud.fr


Le nouveau logo de l'IAS, dessiné par Claudia Ruiz de Galarreta Fanjul

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