Orateurs : Catherine CESARSKY (CEA) & Yves LANGEVIN (IAS)
L’astrophysique spatiale au CEA commence en janvier 1959 : le lancement sur l’ile du Levant d’une fusée emportant une batterie de compteurs Geiger du CEA pour mesurer l’éventuelle dissémination de matières radioactives dans la haute atmosphère dues aux essais de bombes atomiques. Cette radioactivité était absente, mais des rayons gamma sont détectés, provenant du cosmos : c’est la découverte d’un univers violent, coexistant avec l’univers plus calme observé dans le visible. A partir de là, le CEA créa un laboratoire d’astrophysique (SAp, Service d’Astrophysique, devenu récemment DAp, Département d’Astrophysique) mit son expertise unique en détecteurs de rayonnements de haute énergie à son service, et se trouva aux toutes premières loges des expériences en ballon, fusée puis satellite. Il fut ainsi parmi les premiers à observer le pulsar du Crabe aux rayons X puis aux rayons gamma. Il fut également l’un des grands fournisseurs d’expériences pour les premières missions de l’ESRO, qui deviendra Agence Spatiale Européenne (ESA). Le premier grand succès scientifique de cette Agence fut le satellite aux rayons gamma COS B lancé en 1975. Cependant, montés sur un satellite américain, le SAp et une équipe danoise mesurent avec grande précision la composition des rayons cosmiques. D’autres missions importantes suivront, Granat avec les russes, et avec l’ESA XMM Newton aux rayons X et INTEGRAL aux rayons gamma, toujours en fonctionnement et le futur grand observatoire aux rayons X Athena(2028). SVOM, une mission franco-chinoise de détection de sursauts de rayons gamma provenant de grandes explosions dans le cosmos, sera lancée en 2021.
En parallèle, un nouveau laboratoire spatial s’installait sur le campus de Paris Sud en 1990 : l’Institut d’Astrophysique Spatiale, formé en associant au Laboratoire de Physique Stellaire et Planétaire (physique solaire, astrophysique planétologie), transféré de Verrières-le-Buisson, une équipe d’astrophysique de l’Ecole Normale Supérieure et une équipe de planétologie déjà implantée à Orsay. Celle-ci avait réalisé dès 1988 en collaboration avec le LPSP une expérience dédiée à l’étude de Mars, ISM, qui a obtenu les premières images spectrales d’un corps planétaire dans le domaine visible-proche infrarouge. Ce succès a été suivi de beaucoup d’autres, en particulier l’instrument OMEGA embarqué sur la mission européenne Mars Express, qui a mis en évidence la présence d’eau liquide à la surface de Mars pendant de longues périodes, mais dans un passé très reculé, il y a 4 milliards d’années. L’IAS est aujourd’hui impliqué dans tous les programmes d’exploration du système solaire de l’agence spatiale européenne, en particulier BepiColombo, qui vient d’être lancé avec succès vers Mercure, la mission Solar Orbiter (2020), le véhicule ExoMars (2020) et la mission JUICE (système de Jupiter, 2022) ainsi que sur des missions d’autres agences (NASA, Japon…). Un autre axe important est constitué par l’étude des exoplanètes en synergie avec l’astérosismologie : la mission Corot entre 2005 et 2012, ainsi que deux projets européens en cours de développement, impliquant également le DAp : Plato (2024) et Ariel (2026), qui effectuera la première caractérisation spectroscopique des exoplanètes.
Au début des années 80, il devint techniquement possible d’étudier le pendant de l’univers violent émettant des rayonnements de haute énergie : l’univers froid, émetteur de lumière infrarouge. Le SAp se lança dans cette nouvelle aventure en prenant la direction de la caméra ISOCAM pour le premier observatoire infrarouge spatial, l’européen ISO. Ce fut une fructueuse collaboration avec l’IAS et l’observatoire de Paris-Meudon, forts de leur expérience en observation infrarouge d’objets du système solaire. ISO fut suivi de Herschel, le plus puissant observatoire infrarouge spatial mis en orbite jusqu’ici. Pendant que le SAp s’impliquait fortement dans Herschel, l’IAS prenait la direction de HIFI pour le satellite Planck, dédié à l’étude du fond du ciel cosmologique. Ces deux satellites, lancés en même temps par une fusée Ariane en 2009, ont connu un énorme succès scientifique. Aujourd’hui, le DAp et l’IAS participent conjointement au développement de la mission Euclid qui traquera la matière noire et l’énergie noire. Les videos sont disponibles en https://webcast.in2p3.fr/video/histoire-de-lastrophysique-a-paris-sud-1 et https://webcast.in2p3.fr/video/histoire-de-lastrophysique-a-paris-sud-2