Journal de Saclay n°31 - CEA Saclay

40 ans d’astrophysique spatiale au CEA34avec des miroirs fonctionnant en incidence rasante 2(XMM-Newton) mais totalement impossible en rayonsgamma. Un progrès décisif se produit avec l’obtentiond’image par « masque codé », une technique validée surSIGMA et reprise pour Integral. Ce procédé consiste àobserver l’ombre portée d’un masque, percé de trous etéclairé par la source à étudier, et, à partir de là, à calculerl’image de cette source, grâce à un décodage numérique.Du fond diffus aux sourcesSi le fond diffus observé par COS B a pu être bien expliquépar l’interaction du rayonnement cosmique avec lamatière interstellaire, il n’en est pas de même pour le fonddiffus observé à plus basse énergie par le satellite américainGRO, qui s’est avéré bien plus intense que prévu. Unpremier voile a été levé sur ce mystère grâce au satelliteSIGMA, dont la bonne « acuité » a permis de montrer que dessources ponctuelles contribuaient à l’émission galactique.SIGMA a également permis de découvrir une nouvelleclasse de sources, baptiséesmicroquasars 3 . Cesobjets, dont le moteur estun trou noir de quelquesmasses solaires, émetdes jets de matièreobservables à uneéchelle de tempshumaine, contrairementaux quasars dont ils sontpar certains aspects desmodèles réduits. Pouravoir le fin mot sur l’originedu fond diffus àbasse énergie, il a falluattendre le satellite Integral, qui, grâce à une acuité et unesensibilité encore accrues, a permis de montrer que ce quiavait été pris pour du fond diffus était en fait un ensemblede sources ponctuelles. Plus de deux cents sources émettricesde rayons gamma ont été recensées dans notreGalaxie ; la plupart sont des « duos », composés d’unastre compact et d’une étoile qu’il phagocyte.Encore des énigmes…Le centre de notre Galaxie abrite, on le sait, un trou noirsuper-massif. SIGMA a livré une surprise, confirmée parIntegral : contrairement à ce que les astrophysiciens imaginaient,cet astre n’émet presque rien en X ou gamma, cequi signifie qu’il n’avale plus grand-chose ou bien qu’il s’alimentesuivant un processus encore inconnu.Integral a également mis en évidence la présence d’unegigantesque zone de création de paires d’électrons et depositons, autour du centre de notre Galaxie. Aucune explicationastrophysique convaincante n’a pu être trouvée àce jour et d’autres interprétations plus spéculativescomme la désintégration de « matière noire » ont étéévoquées (voir p.9). Encore une énigme dont raffolent lesthéoriciens…1 Dapnia : laboratoire de recherches sur les lois fondamentales del’Univers, à Saclay.2 La direction des rayons incidents est très proche de la surface du miroir.3 Les quasars sont des cœurs de galaxies formés d’un trou noir d’unemasse équivalente à plusieurs millions (voire milliards) de Soleils. En attirantla matière de la galaxie qui l’entoure, cet astre compact produit undisque d’accrétion et des jets relativistes de matière se forment dans ladirection perpendiculaire au disque.1 Image d’XMM-Newton : en blanc les zones où les ondes dechoc d’une supernova accélèrent des atomes du milieu interstellaire.Le « reste » de supernova (orange) est une bulle degaz chaud en expansion.2 Un des trois modules de miroirs d’XMM-Newton, vu de l’arrière.Chacun des éléments concentriques intercepte un mince« anneau » de rayonnement.3 Certains objets observés en rayons gamma sont des étoilesdenses en rotation rapide, avalant la matière de leur étoilecompagnon. Vue d’artiste.4 Test du satellite Integral dans les laboratoires de l’Agencespatiale européenne aux Pays-bas. A l’extrémité du télescope,on distingue le masque codé (damier noir et blanc), quipermet d’obtenir des images à partir de rayons gamma.6