Le satellite INTEGRAL a permis la découverte de sources de rayons X très particulières de la Galaxie, constituées d'une étoile compacte orbitant autour d'une étoile supergéante entourée de gaz et de poussières. Une quinzaine de ces sources, dites "enfouies" car fortement absorbées par la poussière, a été localisée. Grâce à des observations notamment dans l’infrarouge moyen de certaines de ces sources, une équipe menée par des chercheurs du Service d'Astrophysique du CEA-Irfu et laboratoire AIM (CNRS, Université Paris Diderot, CEA) vient de montrer que leur comportement était en grande partie déterminé par l’orbite décrite par l’astre compact. Cette orbite pourrait en particulier expliquer pourquoi certaines de ces sources ne sont pas persistentes mais seulement transitoires. Ces travaux sont publiés dans la revue "Astronomy and Astrophysics".
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Une famille pas si unie
Afin de mieux comprendre ces systèmes binaires et d’en cerner la nature, une campagne d’observations en optique et infrarouge a été menée à l’ESO au Chili après la sélection d’une vingtaine de sources. Ces observations, conduites à la fois en mode d’imagerie puis de spectroscopie, ont permis de confirmer que ces objets étaient des systèmes de binaires X de grande masse, dont l’étoile compagnon est très lumineuse et évoluée. Ces étoiles supergéantes ont un rayon vingt fois supérieur à celui du Soleil, une masse trente fois plus grande et une luminosité un million de fois plus brillante. Les données, en particulier celles obtenues dans le domaine de l’infrarouge thermique (entre 5 et 20 micromètres), un traceur de poussière et de gaz froid, grâce à l’instrument VISIR installé sur un des télescopes du VLT ont permis de distinguer deux classes dans cette famille.
Dans trois cas de l’échantillon observé, un cocon de gaz et de poussières forme une véritable enveloppe opaque qui emprisonne à la fois l’étoile et l‘astre compact. Dans ce scénario, l’étoile à neutrons en orbite serrée autour de l’étoile supergéante évolue continuellement à l’intérieur à l’intérieur du vent de l’étoile supergéante.
Un scénario différent émerge pour une autre catégorie d’objets dans laquelle l’étoile à neutrons décrit une trajectoire beaucoup plus allongée autour de son compagnon. Dans ce cas, l’émission sporadique, seulement de quelques heures, observée à haute énergie nait de son passage épisodique à l’intérieur du nuage de gaz proche de l’étoile massive. Cette classe d’objets est nommée SFXT, Supergiant Fast X-ray Transients ou Supergéante transitoire rapide de rayons X.
Exemple de la recherche de la contrepartie stellaire d�une des sources découvertes par INTEGRAL (position la plus probable dans le grand cercle sur la figure de gauche). Une position beaucoup plus précise donnée par le satellite XMM-Newton permet une étude dans le domaine optique et infrarouge.
Un élément du puzzle des sources binaires haute énergie
Ces sources INTEGRAL, découvertes durant le sondage de la Galaxie, sont localisées dans la direction du bras de Norma, une région riche en formations d’étoiles massives et donc de courte durée de vie. Ces sources enfouies, tout justes révélées grâce à cette loupe multi couleurs, constituent une fraction de cette population de systèmes binaires émettant à haute énergie. Famille d’objets dont les modèles de population stellaire devront dorénavant prendre en compte.
Contact :
"Multi-wavelength observations of Galactic hard X-ray sources discovered by INTEGRAL. I. The nature of the companion star"
S. Chaty, F. Rahoui, C. Foellmi, J.A. Tomsick, J. Rodriguez, and R. Walter
A paraître dans la revue Astronomy and Astrophysics, Vol. 484-3, juin 2008
Version électronique, format pdf, 4.5 Mo
"Multi-wavelength observations of Galactic hard X-ray sources discovered by INTEGRAL. II. The environment of the companion star"
F. Rahoui, S. Chaty, P-O. Lagage, and E. Pantin
A paraître dans la revue Astronomy and Astrophysics, Vol. 484-3, juin 2008
Version électronique, format pdf, 250 Ko
voir aussi
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- Le communiqué de l'Université Paris-Diderot (5 juin 2008) |
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- Le communiqué de l'ESA (5 juin 2008, en anglais) |
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- Picture of the Month - June 2008 (ESA/INTEGRAL) |
- Pour en savoir plus : Astre compact, supergéante et cocon de matière (novembre 2004)
• Le Département d'Astrophysique (DAp) // UMR AIM
• Phénomènes Cosmiques de Haute Énergie
• INTEGRAL
