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Chandra explique l'énigmatique rayonnement X de la Voie lactée

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Voilà près de 20 ans que l'on s'interrogeait sur l'origine du rayonnement diffus de rayons X s'étendant dans le plan de la Voie lactée au voisinage du bulbe central. Un groupe d'astrophysiciens utilisant les observations fines de Chandra vient de résoudre l'énigme. Encore une fois, les naines blanches sont incriminées...

Cette image montre une vue en infrarouge de la région du centre de la Voie lactée prise à l'aide du télescope spatial Spitzer. Dans le cercle, le télescope Chandra révèle la présence de millions de sources discrètes de rayons X, probablement des binaires avec des naines blanches. La zone observée est située à une distance angulaire de seulement 1,4 degré du centre de la Voie lactée sur la voûte céleste. Crédit : rayons X : Nasa/CXC/TUM/M. Revnivtsev et al.; infrarouge : Nasa/JPL-Caltech/Glimpse Team

Il y plus de 20 ans, les satellites d'observation dans le domaine des rayons X qu'étaient High Energy Astronomy Observatory-1 (HEAO-1) et Exosat firent une découverte intrigante. Une vaste région, s'étendant de deux degrés au-dessus et au-dessous du plan de la Galaxie, et de 40 degrés de part et d'autres du bulbe central le long du plan galactique, était le siège d'un rayonnement X diffus.

Pour expliquer cette émission, l'hypothèse la plus simple est celle d'un gaz chaud piégé dans le champ gravitationnel de la Voie lactée, provenant très probablement de l'accumulation de celui laissé par l'explosion des supernovae dans la région centrale de la Galaxie, plus riche en étoiles. Bien que séduisante a priori, cette explication est intenable, comme les astrophysiciens ne tardèrent pas à le comprendre.

Il y a d'abord le fait que pour coller aux observations la température du gaz devrait dépasser les cent millions de degrés. Or, sans parler d'un mécanisme à trouver pour maintenir le gaz à une telle température, il n'y a pas assez de masse dans le disque de la Galaxie, même en faisant intervenir la matière noire, pour empêcher que ce gaz ne s'échappe rapidement dans les espaces intergalactiques. On ne peut alors pas expliquer sa présence en faisant intervenir un réapprovisionnement par les explosions des supernovae.

Depuis quelque temps déjà, Mikhail Revnivtsev, Sergey Sasanov, Eugene Churazov, William Forman, Alexey Vikhlinin et le célèbre lauréat du Prix Crafoord 2008, Rashid Sunyaev, se doutaient que, si la résolution des images obtenues en rayons X augmentait, le fond diffus apparaîtrait comme une large population de sources de rayonnement X ponctuelles. Ils viennent de publier dans Nature le résultat de leurs analyses d'observations effectuées avec Chandra pendant 12 jours dans une région un peu au-dessus du disque galactique et occupant à peine 3% de la surface de la Lune sur la voûte céleste. Ce choix était motivé par deux raisons : s'affranchir le plus possible des régions occupées par la poussière et observer quand même une région rayonnant intensément dans le domaine X.

Ce choix, sans oublier la patience des astrophysiciens et la puissance des instruments de Chandra, a payé. Les chercheurs ont fini par découvrir que le fond diffus résultait bel et bien d'une énorme population de sources discrètes émettant dans le domaine X. 473 sources ont ainsi été découvertes dans la région des observations, expliquant à elles seules 80% du fond diffus de rayons X.

Selon toute vraisemblance, il s'agit d'une population de millions de naines blanches faisant partie de systèmes binaires et accrétant de la matière qu'elles arrachent à leurs étoiles compagnes. Il se produirait alors de véritables éruptions X dans les disques d'accrétions du fait de processus magnétiques complexes.

Là encore, comme pour le cas du surplus d’antimatière dans la région du bulbe galactique, aucune nouvelle physique ne serait nécessaire. On aurait juste sous-estimé la population de binaires X...

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