Crédit d'image: ESA
L’observatoire intégral des rayons gamma de l’ESA a résolu la lueur diffuse des rayons gamma au centre de notre galaxie et a montré que la majeure partie est produite par une centaine de sources individuelles.
La haute sensibilité et la précision de pointage d’Integral lui ont permis de détecter ces objets célestes là où tous les autres télescopes, depuis plus de trente ans, n’avaient vu qu’un brouillard mystérieux et flou de rayons gamma…
Au printemps et à l'automne 2003, Integral a observé les régions centrales de notre galaxie, collectant une partie de la lueur perpétuelle des rayons gamma diffus de faible énergie qui baignent la galaxie entière.
Ces rayons gamma ont été découverts pour la première fois au milieu des années 1970 par des expériences en vol à haute altitude. Les astronomes les appellent le fond de rayons gamma galactiques «mous», avec des énergies similaires à celles utilisées dans les équipements médicaux à rayons X.
Initialement, les astronomes pensaient que la lueur était causée par des interactions impliquant les atomes du gaz qui imprègnent la galaxie. Bien que cette théorie puisse expliquer la nature diffuse de l'émission, puisque le gaz est omniprésent, il n'a pas réussi à égaler la puissance observée des rayons gamma. Les rayons gamma produits par les mécanismes proposés seraient beaucoup plus faibles que ceux observés. Le mystère est resté sans réponse pendant des décennies.
Le superbe télescope à rayons gamma IBIS d'Integral, construit pour l'ESA par un consortium international dirigé par le chercheur principal Pietro Ubertini (IAS / CNR, Rome, Italie), a clairement vu qu'au lieu d'un brouillard produit par le milieu interstellaire, la plupart des les rayons gamma proviennent d'objets célestes individuels. Du point de vue des instruments précédents, moins sensibles, ces objets semblaient fusionner.
Dans un article publié aujourd'hui dans Nature, François Lebrun (CEA Saclay, Gif sur Yvette, France) et ses collaborateurs rapportent la découverte de 91 sources de rayons gamma vers la direction du centre galactique. L'équipe de Lebrun comprend Ubertini et dix-sept autres scientifiques européens possédant une longue expérience en astrophysique des hautes énergies. À la grande surprise de l’équipe, près de la moitié de ces sources ne font partie d’aucune classe d’objets gamma connus. Ils représentent probablement une nouvelle population d'émetteurs de rayons gamma.
Les premiers indices sur une nouvelle classe d'objets de rayons gamma sont venus en octobre dernier, lorsque Integral a découvert une source de rayons gamma intrigante, connue sous le nom IGRJ16318-4848. Les données de Integral et de l'autre observatoire à haute énergie de l'ESA, XMM-Newton, suggèrent que cet objet est un système binaire, comprenant probablement un trou noir ou une étoile à neutrons, intégré dans un épais cocon de gaz froid et de poussière. Lorsque le gaz de l'étoile compagnon est accéléré et avalé par le trou noir, l'énergie est libérée à toutes les longueurs d'onde, principalement dans les rayons gamma.
Cependant, Lebrun est prudent de tirer des conclusions prématurées sur les sources détectées dans le centre galactique. D'autres interprétations sont également possibles qui n'impliquent pas de trous noirs. Par exemple, ces objets pourraient être les restes d’étoiles explosées qui sont activées par des «centrales électriques» célestes en rotation rapide, appelées pulsars.
Des observations avec un autre instrument Integral (SPI, Spectrometer on Integral) pourraient fournir à Lebrun et à son équipe plus d'informations sur la nature de ces sources. SPI mesure l'énergie des rayons gamma entrants avec une précision extraordinaire et permet aux scientifiques de mieux comprendre les mécanismes physiques qui les génèrent.
Cependant, quelle que soit la nature précise de ces sources de rayons gamma, les observations d'Integral ont montré de manière convaincante que la production d'énergie de ces nouveaux objets représente près de quatre-vingt-dix pour cent du fond de rayons gamma doux provenant du centre de la galaxie. Ce résultat soulève la possibilité alléchante que des objets de ce type se cachent partout dans la Galaxie, pas seulement en son centre.
Encore une fois, Lebrun est prudent, disant: «Il est tentant de penser que nous pouvons simplement extrapoler nos résultats à l'ensemble de la Galaxie. Cependant, nous n'avons regardé que vers son centre et c'est un endroit particulier par rapport aux autres. »
La prochaine étape de la liste des activités d'Integral consiste à étendre ce travail au reste de la galaxie. Christoph Winkler, scientifique du projet intégré de l’ESA, déclare: «Nous devons maintenant travailler sur toute la région du disque de la galaxie. Ce sera un travail difficile et long pour Integral. Mais à la fin, la récompense sera un inventaire exhaustif des objets célestes les plus énergétiques de la Galaxie. »
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
