Actualités 2005

Deux nouveaux résultats obtenus par le satellite INTEGRAL viennent d'enrichir notre vision du ciel dans le domaine des rayons X de hautes énergies. Le premier est une carte du ciel, couvrant près de 50% de la voûte céleste qui a été produite grâce aux observations à haute résolution spatiale de la caméra IBIS/ISGRI. Cette carte fait apparaître une myriade d'objets, plus de 200 sources distinctes. Une partie peut-être identifiée à des étoiles denses ( étoiles à neutrons) en rotation rapide, à des trous noirs avalant leur étoile compagnon ou à des galaxies actives lointaines. Mais le catalogue complet confirme également l'existence de nombreuses sources non identifiées (près du quart) dont la nature exacte est encore inconnue. Le deuxième résultat est un cliché très précis du centre de la Galaxie obtenu par cette même caméra IBIS/ISGRI. Ce véritable zoom sur cette portion du ciel, enrichi d'observations menées conjointement par le satellite XMM-Newton dans le domaine des rayons X de plus basses énergies, indique que la source la plus proche du centre de la Galaxie est diffuse. Elle pourrait correspondre à l'interaction de particules émises par le trou noir du centre de la Galaxie avec des nuages d'hydrogène froids.
Ces deux résultats, auxquels ont activement contribués les scientifiques du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA, sont publiés dans la revue "The Astrophysical Journal". Ils illustrent les nombreuses qualités de cet observatoire spatial qui vient de voir son prolongement recommandé jusqu'en 2012 par le Groupe de Travail Astronomie (AWG) de l'Agence spatiale européenne [1].

Une équipe européenne dirigée par Maurizio Falanga du Service d'Astrophysique du CEA-DAPNIA vient d'étudier  un phénomène insolite, le regain d'activité d'un pulsar ultrarapide en train de dévorer son étoile compagnon. Pour la première fois, l'émission du signal modulé à la période de rotation du pulsar est détectée jusqu'à 150 keV, grâce aux données fournies par l'observatoire du rayonnement gamma INTEGRAL. Des observations complémentaires obtenues par le satellite RXTE dans la gamme des rayons-X montrent également que durant cet épisode, le pulsar tourne de plus en plus vite contrairement à ce qui est observé généralement pour ce type d'objet. Ces travaux, prochainement publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics,  confortent l'hypothèse selon laquelle les pulsars isolés ultrarapides résultent d'un tel processus de cannibalisation d'une étoile compagnon, qui, après quelques milliards d'années, finit par être totalement engloutie pour ne laisser qu'un pulsar solitaire.
 

Pour la première fois, une équipe européenne, à laquelle participe le Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA, vient de dévoiler la répartition dans notre Galaxie de l'antimatière [1], une forme miroir étonnante de la matière. C'est grâce au spectrographe SPI [4]  placé à bord du satellite INTEGRAL qu'a pu être constituée la carte complète de certains rayons gamma caractéristiques de l'annihilation matière-antimatière. Cette carte révèle que notre Galaxie produit en permanence plus de 16 milliards de tonnes de particules d'antimatière par seconde, principalement en son centre (pour 80%) mais également le long de son disque équatorial (pour 20%). Cette antimatière est constituée de positons (anti-électrons) [2]. L'étude européenne a montré que l'antimatière du disque provenait probablement de la désintégration de matière radioactive produite par les étoiles massives. En revanche la source d'antimatière du centre reste encore un épais mystère. Ces résultats sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Une équipe internationale, incluant des chercheurs du CEA-DAPNIA,  vient de découvrir une nouvelle source de rayonnement de très haute énergie dans la Galaxie. Les observations réalisées grâce au réseau de télescopes HESS en Namibie, montre en effet qu'un objet baptisé LS5039 [1] est une source intense de rayons gamma d'une énergie entre 100 GeV et 4 TeV  (soit 100 à 4 000 milliards de fois plus élevée que la lumière visible). LS5039 [1] est un  couple d'étoiles composé d'un objet compact (étoile à neutrons ou trou noir) et d'une étoile massive. Il était déjà connu pour émettre des flots de matière détectés sous forme de jets radio, semblables à ceux observés autour de certaines galaxies actives, les "quasars". Plusieurs  "micro-quasars" de ce type sont  connues dans la Galaxie mais c'est la première fois qu'il est démontré directement que, comme dans les quasars, des particules y sont accélérées à de très grandes énergies. Selon les chercheurs, le rayonnement gamma de très haute énergie est en effet produit lors de l'interaction de particules accélérés avec la lumière de l'étoile compagnon. Ces résultats font l'objet d'une publication dans la revue Science datée du 7 juillet 2005.

Photographier la voûte céleste dans la gamme des rayons gamma de très haute énergie, tel est l'un des objectifs que se sont fixés les scientifiques de l'expérience HESS. En observant les régions internes de la Voie lactée durant l'été 2004, les scientifiques viennent de construire pour la première fois une véritable carte de cette portion du ciel, comme celles obtenues depuis des décennies dans les domaines visible et radio ou plus récemment en rayons-X et gamma. Les régions internes de notre Galaxie abritent de nombreux vestiges de supernova, pulsars, systèmes binaire-X ou encore régions de formation d'étoiles qui sont des accélérateurs de particules et par là même des sources potentielles de photons gamma. Les premiers résultats de ce sondage de la Galaxie confirment qu'une fraction des sources découvertes lors de ce sondage est bien associée à ces classes d'objets. Par contre, deux objets n'ont pas d'équivalent à d'autres énergies. Une nouvelle et surprenante classe d'objets, des purs émetteurs de photons gamma de très haute énergie, vient sans doute d'être découverte.

De vastes nuages de gaz sombre contenant des centaines de milliers de fois la masse du Soleil, étaient restés invisibles jusqu'ici. C'est ce que vient de révéler une étude menée par une équipe de chercheurs du Service d'Astrophysique (SAp) du CEA-DAPNIA, de l'Université Paris-7 et du CNRS (Ganil), publiée dans la revue Science du 25 février 2005. Les scientifiques sont arrivés à cette conclusion en analysant la répartition des rayons gamma et infrarouges produits dans la Galaxie. Les rayons gamma, particules de lumière d'une énergie supérieure à cent millions de fois celle de la lumière visible, révèlent de larges régions proches du Soleil contenant un gaz froid qui pourrait contribuer notablement à la matière noire activement recherchée dans l'ensemble de la Galaxie.