Les objectifs scientifiques

« Integral »observera les phénomènes physiques les plus violents de l'Univers qui ont notamment permis l'apparition des éléments responsables de la vie. Aujourd'hui, on sait que les émissions gamma prennent naissance dans les puissants mouvements de matière associés, par exemple, aux trous noirs, à l'explosion d'étoiles ou encore aux énigmatiques sursauts gamma.

Integral et sa panoplie d'instruments sera capable d'apporter de nouveaux indices sur la compréhension de ces phénomènes. A ne pas en douter, les données fournies par Integral affineront considérablement notre connaissance de l'Univers gamma.

Note :

Les rayons gamma représentent la forme la plus énergétique de rayonnement électromagnétique, avec des longueurs d'ondes plus courtes que les rayons X. Ils résultent de mécanismes subatomiques tels que, par exemple, l'annihilation mutuelle d'un électron et de son antiparticule, le positron ou certaines réactions nucléaires. Un rayonnement dénommé 'Brensstrahlung' est produit lors du passage d'électrons libres déviés par la présence de noyaux atomiques. Dans le phénomène de diffusion Compton, un rayonnement de faible énergie rencontre et interagit avec des particules rapides (électrons) et se mue en rayonnement gamma.

• Sursauts gamma (GRB, gamma ray burst)
  
  Les sursauts gamma sont des phénomènes extrêmement violents, probablement les plus violents de l'Univers. Ils révèlent l'existence d'explosions inexpliquées aux confins de l'Univers. De nombreux indices laissent à penser qu'ils proviennent de régions riches en formation d'étoiles, dans des galaxies très éloignées. Mais la nature même de ces explosions demeure une véritable énigme. De récentes observations à partir des grands télescopes ont permis de lever tout doucement le voile sur ces mystérieux phénomènes. Pourtant, seuls les nouveaux télescopes tels que le VLT et les jumeaux Gemini par exemple ou des satellites dédiés à ces phénomènes comme HETE-2 et Integral feront vraisemblablement progresser nos connaissances. Intégral en observera environ un par mois. En localisant les sources de ces émissions grâce à ses détecteurs dans le rayonnement X et visible, il contribuera à élucider un mystère de longue date.

  La traque des GRB :

  Avec Integral, l'ESA a adopté une stratégie particulière pour lever le voile sur ce mystère. Au lieu de balayer le ciel de façon à observer ce qui s'y passe au jour le jour, comme l'a fait Compton (NASA), les astronomes d'Integral attendront les quelques événements susceptibles de se manifester chaque année dans son champ de visée pendant que leurs instruments observeront des cibles gamma plus normales. Ensuite, ils analyseront automatiquement et plus attentivement que jamais les émissions gamma de ces sursauts. Et comme l'observatoire spatial observera la même région du ciel pendant plusieurs jours d'affilée, ils pourront explorer le site d'un sursaut dans l'espoir d'y trouver les indices, si faibles soient-ils, d'une élévation de température ou d'une suite quelconque de cet événement.
  
•  Galaxies actives
  
  Les galaxies actives abritent souvent un noyau dense et très lumineux et parfois associé à une radiosource, vraisemblablement de puissants trous noirs. Or, bon nombre des émissions gamma du cosmos prennent leur source dans des phénomènes violents au voisinage de trous noirs géants, au cœur de galaxies lointaines. Dans les 'blazars' exceptionnels, terme qui s'applique aux quasars et aux galaxies elliptiques dont le noyau est dense, lumineux et très variable. Tout comme les galaxies actives, bon nombre d'entre eux sont de puissants émetteurs de rayons gamma et seront une cible de choix pour les instruments d'Integral.
  
•  Au cœur de la Voie Lactée
  
  
  A mesure que nos moyens d'observations, terrestres ou spatiaux, se perfectionnent, les astronomes ne cessent d'être émerveillés par le cœur de notre Galaxie, la Voie Lactée. Cette dernière abrite de nombreuses sources intenses de rayonnement gamma, comme des étoiles à neutrons, des trous noirs stellaires et certainement un trou noir très massif. A ne pas en douter, Integral révèlera la vraie nature des objets qui composent cet énigmatique cœur et nous dira, peut-être, si la Voie Lactée contient un trou noir géant.
  
•  Explosions stellaires
  
  Des clichés gamma du cœur de la Voie Lactée, produits par le télescope Compton de la NASA, ont mis en évidence des émissions d'aluminium radioactif provenant d'explosions stellaires survenues voici plusieurs millions d'années, concentrées dans une même région de la Galaxie. Integral cherchera à déterminer les causes de cette concentration d'explosions stellaires.
  
•  Formation d'éléments
  
  Les éléments chimiques constitutifs des organismes vivants sont issus, pour la plupart, d'étoiles éteintes depuis fort longtemps. Lors de l'explosion d'une étoile dans le Grand Nuage de Magellan, en 1987, les astronomes ont détecté dans ses débris la formation d'éléments nouveaux. Intégral fournira des preuves de ce phénomène grâce au rayonnement gamma. Notez que sur Terre, on trouve de façon naturelle 90 éléments.