La Nucléosynthèse
Afin de mieux comprendre notre Galaxie, son histoire et les étoiles qui la constitue, Integral explore la production des éléments de la table de Mendeleïev. Le fer, l'aluminium et le titane sont les trois éléments clés retenus pour observer la nucléosynthèse (processus par lequel les éléments chimiques sont créés). Le signal émis par ces éléments est si faible qu'il faut des temps de pose de l'ordre de plusieurs années pour les détecter correctement. Dans le cas du fer (60Fe : raies à 1173 et 1333 keV), deux ans ont été nécessaires pour atteindre la limite de détection du flux (rapport signal sur bruit satisfaisant) afin d'élargir les connaissances sur ses progéniteurs. Les principaux suspects sont les supernovae ainsi que le cœur d'étoiles si lumineuses qu'elles expulsent continuellement leur enveloppe. Elles sont baptisées étoiles de Wolf-Rayet et la puissance accumulée de leurs vents solaires est telle qu'elle s'apparente à celle des supernovae. De plus, c'est la première fois que la présence de fer dans le milieu interstellaire est prouvée de manière irréfutable.
Integral ne cesse d'améliorer la carte de la distribution de l'aluminium (26Al : raie à 1809 keV) dans la Galaxie. Grâce à sa forte résolution, SPI a mis en évidence l'effet Doppler sur la raie de l'aluminium, montrant qu'il appartient bien à notre Galaxie et tourne avec ses étoiles.
Par ailleurs, la recherche du titane (44Ti) dans la galaxie couplée à l'étude comparative entre les résultats du fer et de l'aluminium, nous amène à repenser nos modèles de nucléosynthèse : les observations d'Integral montrent qu'il faudra accorder un rôle plus important dans la nucléosynthèse aux étoiles massives. C'est ce que suggère l'observation de flux exceptionnellement faibles pour le titane et le fer, contredisant les prédictions actuelles. En effet, un flux moindre semble indiquer une vitesse maximale d'éjection par le milieu plus faible que prévue. Ceci favoriserait la nucléosynthèse hydrostatique, au cœur ou en surfaces d'étoiles en fin de vie, aux dépens de la nucléosynthèse explosive, due aux supernovae.
Le prolongement de la mission d'Integral promet de nous offrir des cartes plus détaillées sur lesquelles les nouvelles théories pourront travailler.
Fond : la Voie Lactée, notre Galaxie, dans le domaine visible et superposée,
la distribution de l'aluminium radioactif 26Al (carte OSSE/GRO).
Droite : schéma de la décomposition de l'aluminium radioactif 26Al
en magnésium 26Mg stable, d'où provient l'émission d'un photon d'énergie 1809 keV
(appartenant au domaine gamma) que INTEGRAL détecte.
Gauche : Répartition de l'effet Doppler dans les bras de la Galaxie,
témoin irréfutable que celle-ci tourne (Crédits : MPE, R. Diehl).
Références :
- Diehl, Roland. et al "Radioactive 26Al from Massive Stars in the Galaxy." Nature 439 (2006): 45-47
- Wang, W. et al "SPI observations of the diffuse 60Fe emission in the Galaxy." Astronomy & Astrophysics 469 (2007): 1005-1012
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