La Voie Lactée contient-elle cent fois plus de sources de rayons X qu'on ne le pensait ? En dressant une cartographie de notre galaxie, à l'aide des données collectées durant dix ans par le satellite Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), des chercheurs de l'Institut Max Planck, en Allemagne, aboutissent à cette surprenante conclusion.

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    Le satellite RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer) (Crédits : NASA/RXTE)

    Le satellite RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer) (Crédits : NASA/RXTE)

    Si, dans les rayons X, les étoiles à neutrons et les trous noirs restent les plus lumineux, la grande majorité des sources de rayonnement seraient des naines blanches et des étoiles aux couronnes actives.

    Cliché du fond diffus X, obtenu par le satellite RXTE, superposé à une image des sources infrarouges,<br />fournie par la mission COBE ; <br />Les points blancs correspondent à des sources de rayon X très brillantes : des trous noirs ou des étoiles à neutrons ; <br />Néanmoins, la grande majorité des rayons X de notre galaxie proviendrait de millions de sources pâles ne pouvant être «photographiées» ;<br />Ces sources seraient des naines blanches et des étoiles aux couronnes actives. <br />(Crédits : NASA/RXTE-COBE/Revnivtsev)

    Cliché du fond diffus X, obtenu par le satellite RXTE, superposé à une image des sources infrarouges,
    fournie par la mission COBE ;
    Les points blancs correspondent à des sources de rayon X très brillantes : des trous noirs ou des étoiles à neutrons ;
    Néanmoins, la grande majorité des rayons X de notre galaxie proviendrait de millions de sources pâles ne pouvant être «photographiées» ;
    Ces sources seraient des naines blanches et des étoiles aux couronnes actives.
    (Crédits : NASA/RXTE-COBE/Revnivtsev)

    Une cartographie précise des sources de rayons X

    « D'un avion, la nuit, vous apercevez la lueur diffuse des villes. Simplifier le problème en disant que les villes sont des sources de lumière est impropre. Ce n'est qu'une fois rendu à proximité que vous pouvez discerner les sources individuelles qui constituent cette lueur - les lumières des maisons, les lampadaires et les feux de croisementfeux de croisement des véhicules. En respectant ce principe, nous avons identifié les sources individuelles de rayons X, et ce que nous avons trouvé risque de surprendre nombre de scientifiques. »

    Ces propos de Mikhail Revnivtsev, de l'Institut Max PlanckMax Planck, résument parfaitement la démarche suivie par son équipe de recherche. En se basant sur les données du satellite de la NASANASA, Rossi X-Ray Timing Explorer, les chercheurs ont établi la cartographie la plus complète des sources de rayons X dans la Voie LactéeVoie Lactée. Ils ont ainsi découvert que notre galaxiegalaxie fourmillait de sources de rayons X, la plupart très pâles. Mais surtout, ils ont appris qu'on avait largement sous-estimé leur nombre.

    Lancé le 30 décembre 1995, le satellite RXTE permet d'étudier les phénomènes hautement énergétiques (étoiles à neutrons, trous noirs...) et les sources de rayons X, en observant leurs variations sur des intervalles de temps de l'ordre de la microseconde.

    Les chercheurs ne pouvaient pas obtenir d'images précises des sources individuelles, mais ils ont utilisé la superposition de la cartographie "rayons X" de RXTE et des données infrarougesinfrarouges fournies par COBE (Cosmic Background Explorer Mission) dans les années 90, pour montrer que les sources de rayons X correspondaient à la distribution de massemasse dans la galaxie, et que le fond diffusdiffus X comptait un grand nombre de sources pâles.

    Les systèmes binaires et les couronnes d'étoiles à l'honneur

    En premier lieu, aux hauts niveaux d'énergieénergie, les chercheurs ont déterminé que les principales sources de rayons X sont des systèmes d'étoiles binairesbinaires, contenant une étoile et une naine blanche. Isolée, une naine blanche est très pâle, mais, quand elle est couplée, elle peut attirer par accrétionaccrétion la matièrematière de son étoile compagnon. C'est par ce processus qu'une naine blanche peut émettre une grande quantité de rayons X.

    En second lieu, aux niveaux d'énergie faibles (de l'ordre de 0.5 keV), les systèmes binairessystèmes binaires comptent pour un tiers des principales sources de rayons X, et les couronnes des étoiles pour deux tiers.

    L'équipe de recherche estime le nombre de systèmes binaires dans notre galaxie à plus d'1 million, et le nombre d'étoiles actives à 1 milliard. Des chiffres longtemps sous-estimés...