La galaxie d’Andromède passée sous rayons X

Chaque point est peut-être une étoile à neutrons, ou même un trou noir. Les couleurs représentent le niveau d’énergie : du rouge pour les plus faibles, au bleu pour les plus puissants. ©Nasa/JPL-Caltech/GSFC

La nouvelle image de M31 par le télescope spatial NuSTAR de la Nasa dévoile une quarantaine d'astres de très haute énergie. S'agit-il d'étoiles à neutrons ou de trous noirs ? Les identifier permettrait de mieux comprendre le rôle de ces objets au sein des galaxies.


Émetteurs très énergétiques
L'image, obtenue le 5 janvier 2016, concerne une région de la galaxie d'Andromède, M31, située à 2,5 millions d'années-lumière. Seuls les astres émetteurs de rayons X de très haute énergie (entre 3 et 79 keV) y apparaissent.
Or, ce type d'émission trahit les couples d'étoiles où l'un des astres s'est effondré en trou noir ou en étoiles à neutrons, et absorbe la matière de sa voisine.

En tombant dans le puits gravitationnel de l'astre compact, la matière ainsi capturée s'échauffe et émet d'énormes quantités de rayons X. C'est ce qu'a observé le télescope NuSTAR, avec une précision suffisante pour isoler chaque couple.

Que déduire de cette nouvelle image ? Tout d'abord, que ce type de duos très énergétiques est assez courant dans cette région de M31, où l'on compte une quarantaine de points lumineux. Mais au-delà d'un décompte uniforme, la principale information qui intéresse maintenant les chercheurs est de distinguer les trous noirs des étoiles à neutrons. Ces deux astres n'ont en effet pas le même impact sur la dynamique thermique d'une galaxie. Obtenir le bon ratio permettrait d'améliorer l'ensemble des théories de formation galactique.

Pour cela, la galaxie d'Andromède est le sujet d'étude idéal : "c'est la seule galaxie spirale assez grande pour nous permettre de distinguer des couples stellaires émetteurs de rayons X avec autant de détails", rapportait Daniel Wik, de la Nasa, porte-parole de l'étude.

NuSTAR, le traqueur spatial de rayons X
Le Nuclear Spectroscope Telescope Array, ou NuSTAR, est un satellite conduit par l'Institut californien de technologie, et supervisé par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la Nasa. Il se concentre sur l'étude des très hautes énergies, de 3 à 79 keV, ce qui concerne notamment les trous noirs, les supernovae ou encore les jets galactiques.
Lancé en juin 2012, il vient compléter la gamme des télescopes en rayons X, aux côtés du Chandra et du XMM-Newton. On lui doit l'étude de trous noirs dans la galaxie IC342, ou encore celui de NGC253.

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