Pour la première fois, une émission de rayons gamma de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...) en provenance d'un microquasar (En astronomie, un microquasar est une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme...) binaire contenant un objet compact tel qu'une étoile à neutrons ou un trou...) a pu être observée avec certitude grâce au satellite (Satellite peut faire référence à :) Fermi de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de...). L'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide...) du microquasar Cygnus X-3 par les équipes françaises (CEA-IRFU (1), CNRS-INSU (2) et CNRS-IN2P3 (3) , Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche),...) Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville...) Diderot - Paris 7, Université Joseph Fourier) de la collaboration Fermi permet de mieux comprendre le fonctionnement de ces sources particulières, capables de propulser dans le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur...) l'équivalent de la masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur...) de la Lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite...) à une vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) proche de celle de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des...). Cette étude fait l'objet d'une publication dans la revue Science Express du 26 novembre 2009.


Les microquasars sont des couples d'étoiles composés d'un objet compact (étoile à neutrons ou trou noir) orbitant autour d'une étoile compagnon. Ces systèmes binaires sont également le siège de jets de matière très énergétiques, propulsés à des vitesses proches de celles de la lumière. Par illusion d'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière et de ses relations avec la vision.), ces projections, appelées "jets relativistes", paraissent même parfois dépasser la vitesse de la lumière. A l'échelle miniature, ils semblent la réplique exacte des quasars, cœurs de galaxies où de puissants jets sont propulsés par un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche...) géant, d'où leur nom de "microquasars" (4) . Relativement proches de nous, ces quasars miniatures sont de parfaits laboratoires pour essayer de comprendre les phénomènes de jets qui affectent aussi les galaxies. Si, jusqu'ici, les astrophysiciens soupçonnaient les microquasars d'être des sources de rayons gamma de haute énergie, jamais ils n'avaient pu observer avec certitude une telle émission. Les observations faites grâce au télescope (Un télescope (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir ») est un...) Fermi du microquasar Cygnus X-3, situé dans notre Galaxie à environ 20 000 années-lumière dans la direction de la constellation du Cygne, changent désormais la donne. La signature gamma du microquasar est cette fois-ci sans équivoque et clôt un débat (Cet article ou cette section doit être recyclé. Sa qualité devrait être largement améliorée en le réorganisant et en le...) ouvert dans les années 70.

Les observations sont formelles: "Trois preuves nous ont conduit à cette conclusion: la coïncidence parfaite entre la source gamma détectée par Fermi et la position du microquasar Cygnus X-3, la variation dans le temps de l'émission en fonction de l'orbite du système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary...) (période de 4.8 heures) et enfin la connexion entre l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) gamma et celle des jets relativistes observée par les radio-télescopes», explique Stéphane Corbel, professeur à l'Université Paris Diderot et membre de l'Unité Mixte de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de...) AIM (Astrophysique Interactions multi-échelles).

Les chercheurs ont pu en outre montrer la variabilité de l'émission gamma: celle-ci apparaît juste
avant une forte émission radio, signe de l'allumage des jets relativistes. Ces observations apportent donc de toutes nouvelles perspectives pour comprendre l'accélération (Dans la vie courante, on distingue trois événements que le physicien regroupe sous le seul concept d'accélération :) des particules et la formation des jets relativistes.

"L'étoile compagnon du couple Cygnus X-3 est une étoile très massive (de type Wolf-Rayet) qui perd continuellement une fraction importante de sa masse sous la forme d'un vent intense. Il en résulte des densités de particules importantes très proches de l'objet compact. De là peuvent naître des processus exotiques entraînant la production de neutrinos, ce qui fait du microquasar Cygnus X-3 un objet de choix pour la détection de ces particules", explique Guillaume Dubus, de l'Université Joseph Fourier de Grenoble. La quête va aussi se poursuivre dans le domaine des photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique....) gamma de très haute énergie (> TeV) avec les réseaux de télescopes au sol présents et futurs.



Notes:

(1)Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers, Service d'Astrophysique (L’astrophysique est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et...).

(2)Institut National des Sciences de l'Univers du CNRS. Laboratoires INSU impliqués dans l'exploitation de Fermi: Laboratoire Astrophysique interactions multi-échelles (CEA, CNRS, Université Paris Diderot), Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (CNRS, Université Joseph Fourier, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble), Centre d'Etude Spatiale des rayonnements (CNRS, Université Paul Sabatier, Observatoire Midi-Pyrénées)

(3)Institut national de physique nucléaire (La physique nucléaire est la description et l'étude du principal constituant de l'atome : le noyau atomique. On...) et de physique des particules du CNRS. Laboratoires IN2P3 (L'Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) est un institut de recherche...) impliqués dans Fermi: Centre d'études nucléaires de Bordeaux-Gradignan (CNRS, Université de Bordeaux 1), Laboratoire Leprince-Ringuet (CNRS, École Polytechnique), Laboratoire de physique théorique (La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en...) et astroparticules (CNRS, Université Montpellier 2), Centre de calcul de l'IN2P3 (CNRS)

(4)Le premier de ces objets a été découvert au CEA en 1992 par Félix Mirabel et ses collaborateurs.