16 Avril 2015

Cartes des sources gamma individuelles et mesure du fond cosmique X

Integral a enrichi les catalogues existants : 228 sources ont été découvertes par Integral au 10 juillet 2007 dont 20 sont des objets de natures inconnues.

La figure ci-dessous montre la distribution sur la sphère céleste des 4 principales populations de sources de rayons gamma de faible énergie répertoriées dans le troisième catalogue Intégral IBIS/ISGRI, qui contient 421 sources. Les couples d'étoiles binaires X de faibles masses LMXB (low-mass X-ray binaries) sont des vieux systèmes d'étoiles peuplant principalement le bulbe galactique (représentés en vert). Les couples d'étoiles binaires X de grandes masses HMXB (High-mass X-ray binaries) sont des systèmes jeunes d'étoiles visible essentiellement sur tout le plan galactique (représentés en rouge). Les noyaux de galaxies actives AGN (active galactic nuclei) sont, bien entendu, extragalactiques et visibles partout dans le ciel (représentés en bleu clair). En jaune sont représentés les sources dont la nature est encore non identifiée.

Le zoom de la partie centrale, présenté sous la carte du ciel, est une image composite réalisée à partie des observations d'IBIS/ISGRI dans 3 bandes d'énergie entre 17 et 100 keV. C'est une image en "vrai couleurs X". Les sources rouges émettent principalement en dessous de 30 keV alors que les bleues ont un spectre plus "dur" émettant fortement au-dessus de 40 keV.

Carte du ciel des sources du 3ieme catalogue
Carte du ciel des sources du 3ième catalogue
(Crédit IBIS survey team extrait du site ESA).

Une quatrième version du catalogue des sources gamma a été publiée, en juillet 2010, contenant 331 sources supplémentaire par rapport à la troisième version du catalogue. Cette version du catalogue compte maintenant plus de 700 sources gamma. Cette dernière version représente une extension majeure par rapport aux trois versions précédentes.

4ième version du catalogue de distribution des nouvelles sources d'INTEGRAL/IBIS, © ESA
4ième version du catalogue de distribution des sources d'Integral/IBIS
ne montrant que les 331 nouvelles sources gamma , © ESA


Récemment Integral a découvert une nouvelle classe d'objets astronomiques : il s'agit de pulsars capables de produire des champs magnétique un milliard de fois plus forts que ceux observés en laboratoire sur Terre. Il a aussi découvert un nouveau pulsar milliseconde IGR J00291+5934.

Carte complete des trous noirs realisee par INTEGRAL
Carte complète des trous noirs réalisée par Integral
(crédits : équipe Integral ESA/IKI et ESA/Eumetsat satellite Meteosat)

Cartographie complète des trous noirs recensés par Integral, pendant les quatre premières années de la mission : cette vue d'ensemble permet aux scientifiques d'estimer le nombre de trous noirs dans l'Univers. L'équateur de cette photo correspond au plan de notre Galaxie où se trouve la plupart des sources répertoriées, correspondant aux trous noirs stellaires ou d'étoiles à neutrons ultra compactes, qui sont issus de la mort d'étoiles massives. Les autres sources, au-dessus et au-dessous sont pour la plupart, des trous noirs supermassifs autour desquels tournent des galaxies plus ou moins lointaines. Integral a révélé que le trou noir au centre de notre galaxie est particulièrement passif.

Jusqu'à lors, à cause de la faible résolution spatiale des instruments, l'Univers paraissait posséder un fond diffus cosmique dans la gamme des rayons X (Cosmic X-ray Background ou CXB). Integral a permis de résoudre cette "diffusion" dans notre galaxie et d'établir que le fond cosmique X est en fait issu de dizaines de millions de sources du type de celle observées ici mais bien plus lointaines.

L'idée astucieuse pour évaluer la quantité d'énergie que représente ce fond, fut de l'observer indirectement en utilisant notre planète. En fixant la Terre comme non émettrice dans les X (aux détails près de l'albédo) le fond "derrière" celle-ci se réajuste pour révéler le subtile CXB. Le résultat est une photo en négatif de notre planète dans la fenêtre des rayons X.

Evaluation du fond cosmique dans la gamme des Rayons-X
Evaluation du fond cosmique dans la gamme des Rayons-X,
par observation de la Terre en négatif.
(crédit : équipe Integral CESR)

Pour en savoir plus :