L’instrument X-ray Integral Field Unit (X-IFU) du futur observatoire rayons X Athena (lancement en 2037) sera le premier spectromètre imageur très haute résolution, visant une résolution en énergie inférieure à 3 eV sur une bande spectrale allant de 0.2 à 7 keV. Cet instrument tentera de répondre aux grandes questions fondamentales de l’univers chaud et énergétique, notamment l’évolution des galaxies au cours du temps ou encore la dynamique des objets compacts (trous noirs, étoiles à neutrons). Le X-IFU embarquera pour la toute première fois un plan focal composé de plus de 1500 microcalorimètres TES (transition edge sensors) refroidis à proximité du zéro absolu, à 50 mK (-273.1 C). Ces derniers sont polarisés dans leur transition supraconductrice afin de pouvoir compter des photons et maximiser leur sensibilité.
Le X-IFU permettra de réaliser des images spatialement résolues et avec une très grande résolution spectrale d’objets astrophysiques. L’interprétation de ces données dans cette gamme de longueurs d’onde est un sujet complexe, d’un part car la physique atomique à ces énergies est un domaine peu étudié (connaissance des raies imparfaite), d’autre part car de nombreuses interactions atomiques différentes peuvent influencer le spectre final. Par ailleurs, la sensibilité extrême des détecteurs les rend susceptibles à des dérives fines de leur point de fonctionnement, qu’il faudra suivre et recaler de manière dynamique au cours du temps.
Le besoin de sources de calibration stables et bien étalonnées est une priorité forte. De nombreux développement sont en cours, en partenariat avec la NASA (USA), le SRON (Pays Bas) et l’institut Max Planck (Allemagne) afin de développer des sources utiles à la calibration du X-IFU. Des premiers exemples de sources disponibles sur le banc de démonstration de l’instrument (banc 50 mK) développé par l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP). Ces sources nécessitent néanmoins une meilleure compréhension et le développement d’outils dédiés pour lire, interpréter et analyser leurs données.
Dans ce cadre, le CNES en partenariat avec l’IRAP propose une alternance visant à aider au développement, à la caractérisation et à l’exploitation de sources X pour le X-IFU. Le/la candidat(e) fera partie de l’équipe projet X-IFU et sera impliqué(e) dans les manipulations en salle blanche à l’IRAP, le développement d’algorithmes à partir de codes existants (Python) et la synthèse technique de ses résultats.
Le candidat sera accueilli au CNES, au sein de la sous-direction 'techniques et performances instrumentales' (TPI) et dans le service d'instrumentation optique et hautes énergies (INO), qui s'occupe du suivi de la performance des instrument dans les gammes de longueur d'onde de l'infrarouge lointain au rayons X. Il sera plus largement intégré à l'équipe projet CNES travaillant sur le X-IFU, ainsi que l'équipe expérimentale de l'IRAP.
Le calendrier prévisionnel de cette alternance suivra les grandes lignes suivantes :
Q4 2025 :
* Introduction au projet et aux sources déjà disponibles
* Prise de connaissance du plan de test et développement d’expérience dédiées à la calibration
Q1 2026
* Aide à la caractérisation des sources
* Mise en place des outils de traitement spécifiques
Q2/Q3 2026
* Poursuite de la caractérisation des sources
* Implémentation de nouveaux outils de traitements
* Comparaisons avec d’autres expériences
* Aide au traitement des données
* Améliorations possibles des sources et travail préparatoire aux prochaines sources
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