Impression d'artiste intégrale observant la Terre. Crédit d'image: ESA Cliquez pour agrandir
L'espace cosmique est rempli de rayonnement continu et diffus de haute énergie. Pour découvrir comment cette énergie est produite, les scientifiques de l’observatoire intégral des rayons gamma de l’ESA ont essayé une méthode inhabituelle: observer la Terre depuis l’espace.
Au cours d'une campagne d'observation en quatre phases commencée le 24 janvier de cette année, qui s'est poursuivie jusqu'au 9 février, Integral a regardé la Terre. Ayant besoin d'opérations de contrôle complexes depuis le sol, le satellite a été maintenu dans une orientation fixe dans l'espace, en attendant que la Terre dérive à travers son champ de vision.
Fait inhabituel, l'objectif principal de ces observations n'est pas la Terre elle-même, mais ce que l'on peut voir en arrière-plan lorsque la Terre se déplace devant le satellite. C’est l’origine du rayonnement diffus à haute énergie appelé «fond de rayons X cosmiques».
Jusqu'à présent avec Integral, cela n'a jamais été étudié simultanément avec une si large bande de couverture énergétique depuis les années 1970, et certainement pas avec des instruments aussi avancés.
Les astronomes pensent que le «fond de rayons X cosmiques» est produit par de nombreux trous noirs supermassifs et accrétants, répartis dans l’espace profond. Ces puissants monstres attirent la matière, qui est alors extrêmement accélérée et émet donc une énergie élevée sous forme de rayons gamma et X.
Des observatoires à rayons X tels que XMM-Newton de l'ESA et Chandra de la NASA ont-ils pu identifier et compter directement un grand nombre de sources individuelles? trous noirs probables? qui représentent déjà plus de 80 pour cent du fond de rayons X diffus cosmique mesuré.
Cependant, on sait très peu de choses sur l'origine de la bande d'énergie la plus élevée de ce rayonnement cosmique, au-dessus de la portée de ces deux satellites. Celui-ci est réparti sous forme de rayons X et gamma de haute énergie, à la portée d'Integral.
On pense que la plupart des émissions de fond de rayons gamma sont également produites par des trous noirs supermassifs individuels, mais les scientifiques doivent coupler cette émission avec des sources clairement identifiées pour faire une déclaration définitive. En fait, d'autres sources telles que des galaxies lointaines ou des sources faibles proches pourraient également être responsables.
Identifier les sources individuelles dans la gamme des rayons gamma qui composent le fond cosmique diffus est beaucoup plus difficile que de compter les sources de rayons X individuelles. En fait, les puissants rayons gamma ne peuvent pas être focalisés avec des lentilles ou des miroirs, car ils passent simplement à travers.
Ainsi, pour produire une image gamma d'une source, Integral utilise une technique de «masque» - une méthode d'imagerie indirecte qui consiste à détecter l'ombre d'un masque placé au-dessus du télescope, telle que projetée par une source de rayons gamma.
Au cours des observations, les scientifiques ont utilisé le disque de la Terre comme «masque supplémentaire». La Terre bloque ou ombrage naturellement le flux d'énergie le plus élevé de millions de trous noirs éloignés.
Leur flux combiné peut être mesuré avec précision d’une manière indirecte, c’est-à-dire en mesurant l’amplitude et le spectre énergétique de la goutte d’énergie lorsque la Terre traverse le champ de vision d’Integral. Une fois que cela est connu, les scientifiques peuvent éventuellement essayer de connecter le rayonnement à des sources individuelles.
Toutes les observations ont été très réussies, car tous les instruments à rayons gamma et à rayons X à bord d'Integral (IBIS, SPI et JEM-X) ont enregistré des signaux clairs et sans ambiguïté conformes aux attentes.
Les scientifiques d'Integral procèdent déjà à l'analyse des données. L'objectif est de comprendre à l'origine l'origine du rayonnement de fond le plus énergétique et, éventuellement, de fournir de nouveaux indices sur l'histoire de la croissance des trous noirs super massifs depuis les premières époques de l'Univers.
Source d'origine: portail ESA
