Département d'Ingénierie des Systèmes

La recherche de trous noirs a été le but principal de l'expérience Sigma.
Le 9 janvier 1991, lors d'une observation menée en direction de l'étoile Eta Carinæ, Sigma détecta une source nouvelle, la nova de la Mouche, alias Nova Muscæ 1991.
Il s'agit d'un type particulier de nova, les novæ X, des astres qui se maintiennent dans un état de profonde quiescence des décennies durant avant d'être le siège d'une activité soudaine dans le domaine des rayons X.
En quelques jours, leur éclat peut alors dépasser celui des sources X les plus brillantes du ciel, avant de décliner régulièrement et atteindre au bout de quelques mois un niveau tel qu'elles échappent à toute détection.
Il est maintenant admis que les novæ X sont des systèmes binaires serrés composés d'une étoile de faible masse en mouvement orbital autour d'un astre effondré, étoile à neutrons ou trou noir.
Grâce à son intense champ gravitationnel, l'objet compact est en mesure de soutirer la matière de son compagnon.
Il se forme alors autour de l'astre effondré un disque d'accrétion où les conditions de viscosité sont le plus souvent telles que peu de matière est en définitive accrétée par l'objet compact.
En revanche, une soudaine augmentation de la viscosité permet de déclencher un véritable déferlement de matière dans le puits de potentiel suscité par l'astre effondré, d'où il s'ensuit une libération massive d'énergie potentielle sous forme d'un sursaut prolongé d'émission X.
Les observations Sigma des mois de janvier et de février 1991 furent presque entièrement dévolues à cette nouvelle source dont l'émission, détectée bien au-delà de 200 keV, portait les stigmates des trous noirs accrétants
Un an plus tard, une fois que la source fut à nouveau en état de quiescence, des observations menées dans le visible attestèrent la présence d'un trou noir, la masse du compagnon compact s'avérant en effet supérieure à trois masses solaires, donc au-delà de la limite de stabilité des étoiles à neutrons (Orosz et al., 1996). Les observations de Sigma ont surtout conduit à la découverte, au cours des 13 dernières heures de la pose du 20 janvier 1991, d'un surcroît d'émission qui rassemblait dans une étroite bande spectrale (fig 1) des photons dont l'énergie s'avéra très proche de celle des photons gamma mono énergétiques qui résultent du processus d'annihilation électron positon (fig 2,3 et 4). Une telle signature spectrale pourrait alors signifier que des mécanismes de production massive de positons sont à l'oeuvre au voisinage des trous noirs accrétants.