- L’observatoire Chandra a identifié 84 sources de rayons X « hypersouples » dans six galaxies, dont Andromède, produisant une signature lumineuse différente de tous les systèmes binaires compacts connus.
- Ces objets énigmatiques émettent peu de rayons X énergétiques mais probablement beaucoup de rayonnement ultraviolet, ce qui intrigue les chercheurs et suggère une répartition inhabituelle de l’énergie.
- Ces sources pourraient contribuer à résoudre deux énigmes majeures : l’ionisation du gaz interstellaire et les mécanismes déclencheurs des supernovas de type Ia, tout en restant largement invisibles depuis la Terre.
Concrètement en France
- La France participe à l’astronomie spatiale via les programmes européens et le CNES, ce qui permet à des laboratoires français d’accéder à des données de missions comme celles-ci.
- Les observations en rayons X ne se font pas depuis le sol, car l’atmosphère les bloque, d’où l’usage de télescopes en orbite plutôt que d’observatoires terrestres français.
- Ce type de résultat reste une piste de recherche, pas une découverte confirmée, et devra être vérifié par d’autres observations avant toute conclusion.
Les repères
- L’observatoire Chandra de la NASA a repéré 84 objets émettant des rayons X de très faible énergie dans six galaxies, dont Andromède et la galaxie du Moulinet
- Ces sources produisent des rayons X « hypersouples » tout en semblant émettre de grandes quantités de rayonnement ultraviolet, un comportement jamais observé auparavant
- Contrairement aux systèmes binaires compacts habituels, ces objets ne correspondent pas aux attentes des chercheurs concernant les émissions énergétiques attendues
- Ces sources pourraient représenter une vaste population d’astres compacts restée invisible, difficiles à détecter car l’ultraviolet est absorbé par le milieu interstellaire
- Selon les chercheurs, ces objets pourraient contribuer à résoudre deux énigmes majeures en astrophysique, dont l’ionisation du gaz interstellaire
Dans plusieurs galaxies, dont Andromède, des signaux inhabituels pourraient révéler une population d’astres compacts restée largement invisible.
Le média en ligne spécialisé Space.com rapporte que l’observatoire spatial Chandra de la NASA a repéré 84 objets aux émissions très particulières. Ces sources, vues dans six galaxies, produisent de faibles rayons X tout en semblant libérer de grandes quantités de rayonnement ultraviolet.
Une signature lumineuse qui déroute les chercheurs
Les objets repérés ne ressemblent pas aux systèmes binaires compacts habituellement observés. Dans ces systèmes, un objet très dense, comme un trou noir, une étoile à neutrons ou une naine blanche, gravite près d’une autre étoile. Son attraction arrache progressivement du gaz à sa voisine.
Ce gaz forme alors une structure tournoyante autour de l’astre compact avant de tomber vers lui. Sous l’effet de la gravité, la matière se réchauffe fortement et émet, dans bien des cas, d’intenses rayons X énergétiques.
Or les 84 sources identifiées par Chandra n’affichent pas ce comportement attendu. Elles émettent des rayons X de très faible énergie, une caractéristique qui a conduit l’équipe à les qualifier de sources de rayons X « hypersouples ».
Ces objets semblent émettre peu de rayons X énergétiques, tout en étant probablement associés à une puissante émission ultraviolette.
Mustafa Muhibullah, de l’université de l’Alabama, souligne le caractère inédit de l’observation : « Nous n’avons jamais rencontré un groupe d’objets qui se comporte de cette façon. »
Six galaxies observées, dont deux spirales
Les données analysées concernent six galaxies. Quatre sont des galaxies elliptiques évoluées. Les deux autres sont des galaxies spirales : Andromède, aussi connue sous la désignation M31, et la galaxie du Moulinet, M101.
Andromède est une voisine de la Voie lactée à l’échelle cosmique. Son observation apporte donc un intérêt particulier : elle permet d’étudier une grande galaxie spirale sans devoir regarder à travers l’ensemble du disque galactique qui nous entoure.
- 84 sources inhabituelles ont été repérées ;
- elles se situent dans six galaxies distinctes ;
- elles émettent des rayons X de faible énergie ;
- elles pourraient produire beaucoup de rayonnement ultraviolet ;
- elles seraient liées à des systèmes binaires compacts peu actifs.
Les chercheurs estiment que ces objets pourraient représenter une version moins intense des systèmes binaires compacts connus. Leur faible rayonnement X ne traduirait donc pas forcément une faible activité globale. Il pourrait s’agir d’un effet de répartition de l’énergie vers l’ultraviolet.
Pourquoi ces sources restent si difficiles à repérer
L’ultraviolet ne traverse pas facilement le milieu interstellaire. Entre les étoiles se trouvent en effet des nuages diffus d’hydrogène et d’hélium. Ces gaz absorbent une part importante de ce rayonnement.
Cette absorption pourrait expliquer l’absence de sources de rayons X hypersouples identifiées dans notre propre galaxie. Depuis la Terre, les astronomes doivent observer à travers le plan de la Voie lactée, une zone riche en matière interstellaire qui masque une partie des signaux recherchés.
Il est donc possible qu’une vaste population de ces objets existe sans avoir été repérée. Leur influence pourrait dépasser largement leur discrétion apparente.
Deux énigmes cosmiques potentiellement liées
Mustafa Muhibullah avance que ces sources pourraient contribuer à résoudre deux questions majeures en astrophysique. « Ces sources clandestines de rayons X comptent en réalité parmi les objets les plus énergétiques des galaxies, et elles pourraient résoudre deux mystères cosmiques à la fois », indique-t-il.
La première question concerne l’ionisation du gaz interstellaire. Un gaz ionisé est un gaz dont les atomes ont perdu un ou plusieurs électrons. Les étoiles très chaudes et massives émettent du rayonnement ultraviolet capable de provoquer ce phénomène. Pourtant, les astronomes constatent que leur nombre ne suffit pas à expliquer toute l’ionisation observée dans les galaxies.
Si les sources hypersouples libèrent effectivement d’importantes quantités d’ultraviolet, elles pourraient fournir une partie du rayonnement manquant. Cette action pourrait aussi influencer la naissance des étoiles. Le gaz doit rester suffisamment froid et peu ionisé pour pouvoir se contracter et former de nouvelles étoiles.
Une piste pour mieux comprendre certaines supernovas
La seconde énigme touche aux supernovas de type Ia. Ces explosions se produisent lorsqu’une naine blanche accumule de la matière provenant d’une étoile proche. Lorsque sa masse franchit environ 1,44 fois celle du Soleil, un seuil appelé limite de Chandrasekhar, elle peut exploser.
Les mécanismes précis qui déclenchent l’explosion restent mal connus. L’étude de ces systèmes binaires particuliers pourrait aider les astronomes à identifier les conditions dans lesquelles une naine blanche approche de ce basculement.
Repérer les signes annonciateurs avant une explosion permettrait de mieux comprendre ce qui s’enflamme réellement à la surface des naines blanches.
Jimmy Irwin, également membre de l’équipe de l’université de l’Alabama, insiste sur cet enjeu : « Si nous pouvions trouver un moyen de repérer ces explosions de supernovas de type Ia avant qu’elles ne se produisent, ce serait vraiment important. À l’heure actuelle, nous les étudions après leur explosion et les astronomes ont eu du mal à comprendre ce qui s’enflamme réellement. »
Quelle mise en perspective pour la France ?
La France participe à la recherche astrophysique européenne, notamment à travers les travaux menés autour de satellites d’observation des rayons X tels que XMM-Newton, mission de l’Agence spatiale européenne. Chandra reste, lui, un observatoire de la NASA.
Ces instruments ne détectent pas la lumière visible comme un télescope classique. Ils étudient des rayonnements émis par des phénomènes très chauds et très énergétiques : gaz autour des trous noirs, restes d’étoiles mortes, amas de galaxies ou systèmes binaires. Les observations dans les rayons X complètent donc les images obtenues dans les longueurs d’onde visibles, infrarouges ou radio.
Pourquoi les supernovas de type Ia comptent autant
Les supernovas de type Ia servent de repères pour mesurer les grandes distances dans l’Univers. Leur luminosité permet aux scientifiques de comparer des objets situés à des époques très éloignées. Ces mesures participent à l’étude de l’expansion de l’Univers et de l’énergie sombre.
Mieux cerner les astres qui précèdent ces explosions réduirait certaines incertitudes sur leur origine. Les sources hypersouples constituent ainsi une piste intéressante : elles pourraient signaler des naines blanches en train d’accumuler de la matière, avant qu’un événement beaucoup plus violent ne survienne.
Les résultats de cette recherche ont été publiés le 9 septembre dans la revue Nature Astronomy. Les prochaines observations devront déterminer si ces sources représentent bien une nouvelle catégorie d’objets et évaluer leur nombre réel dans les galaxies.
