Mille jours dans la vie de la galaxie et…de Spektr-RG

Aujourd'hui, 8 avril 2022, exactement 1000 jours se sont écoulés depuis le lancement de l'observatoire astrophysique russe Spektr-RG. Pendant mille jours consécutifs, sans jours de congé ni jours fériés, la plate-forme Navigator et les équipements scientifiques fonctionnent, les centres de communication de l'espace lointain qui reçoivent les données des travaux à bord, les centres balistiques et le service de contrôle fonctionnent, calculent l'orbite et soutiennent le fonctionnement des systèmes de service du vaisseau spatial, les scientifiques travaillent, analysant les données reçues. Et tout ce travail quotidien colossal n'est pas vain. Cela nous donne - à toute l'humanité - l'opportunité de voir le ciel comme personne ne l'a vu auparavant.

Beaucoup a été accompli ces jours-ci. Les télescopes de l'observatoire : eROSITA et ART-XC du nom de M.N. Pavlinsky ont observé les objets célestes les plus étonnants : fusion d'amas de galaxies et de jeunes quasars très puissants, restes de supernova et "pépinières" stellaires, découverte de microquasars atypiques et de trous noirs supermassifs clignotants. Et, bien sûr, ils ont rempli leur tâche principale - ils ont construit de nouvelles cartes radiographiques plus détaillées de tout le ciel. Déjà le premier relevé a permis de doubler le nombre de sources connues dans le ciel, et depuis, trois scan célestes plus complets ont été réalisés.

En regardant le ciel étoilé par une nuit sombre loin de la ville, il est impossible de ne pas remarquer la Voie lactée - une bande brillante et veinée de noir qui traverse le ciel. C'est dans cette bande que se situent la plupart des étoiles de notre Galaxie, cachées derrière un rideau de gaz et de poussières interstellaires impénétrables à la lumière visible.

À l'automne 2019, ART-XC a effectué la première étude approfondie de la partie centrale de la Galaxie. Maintenant, il a été décidé de répéter l'étude en profondeur, mais maintenant de ne pas se limiter uniquement à la partie centrale de la Galaxie, mais de se déplacer plus loin le long de son disque. Au cours des dernières semaines, pas à pas, ART-XC a examiné le plan de la Galaxie, passant du ciel du sud à celui du nord, plus familier.

L'image ci-dessous montre la partie actuellement achevée (8 avril 2022) de cette enquête, les vingt degrés centraux du plan. Dans sa partie la plus à droite, une structure étendue de forme complexe est visible, ce qui est montré plus en détail dans l'encadré ci-dessous. Il s'agit de G347.3-0.5 (alias RX J1713.7-3946) - le reste d'une supernova qui a apparemment explosé en 393 après JC. Ce vestige est assez proche de la Terre (à une distance d'environ 3000 années-lumière) et est l'un des plus brillants du ciel en rayons gamma durs. Cela indique qu'un accélérateur de particules naturel fonctionne sur des ondes de choc - à peu près la même en termes d'énergie obtenue que le Large Hadron Collider, mais à une échelle beaucoup plus grande.

Le télescope ART-XC permet pour la première fois d'examiner en détail cet objet des plus intéressants, vous pouvez ajouter des «couleurs» à sa carte, ce qui vous permet de mieux comprendre les processus se produisant dans la région des ondes de choc, de comprendre les mécanismes spécifiques de génération de rayons X durs enregistrés. Un travail cartographique similaire a été récemment effectué par le M. N. Pavlinsky ART-XC sur un autre vestige brillant de supernova, Puppis A.

La partie centrale de la Galaxie, représentée dans l'encadré du milieu, est le domaine d'un trou noir supermassif dormant appelé Sagittarius A* par les radioastronomes. L'évolution des galaxies est étroitement liée à la vie et au "régime" de leurs trous noirs centraux, et à cet égard, le Sagittaire A* s'est comporté de façon tout à fait banale ces derniers temps. Sa luminosité, même pendant les éruptions, n'atteint pas la luminosité de dizaines de binaires à rayons X galactiques à proximité, ce qui, compte tenu de la masse des millions de fois supérieure du trou noir central, indique qu'il détient le "poste" le plus strict. Mais ce ne fut pas toujours ainsi.

Selon les données du prédécesseur d'ART-XC, le télescope ART-P, qui a fonctionné à bord de l'observatoire GRANAT en 1989-1998, des traces ont été trouvées que dans un passé récent, il y a plusieurs siècles, le Sagittaire A* était beaucoup plus actif, absorbant des centaines de milliers de fois plus de matière par seconde et plus brillante un nombre de fois correspondant. Des traces de cette activité apparaissent désormais sous la forme de réflexions de rayons X, nées alors, de nuages ​​moléculaires situés près du centre de la Galaxie, que voit également ART-XC.

Cet épisode, apparemment, n'a pas été le plus "bien nourri" de l'histoire de notre trou noir central. Les énormes structures étendues récemment découvertes - les "bulles de Fermi / eROSITA", sont très probablement apparues à la suite d'une période assez longue (plusieurs millions d'années) pendant laquelle le Sagittaire A * était encore dix mille fois plus brillant, c'est-à-dire un milliard de fois plus lumineux que maintenant.

Une autre raison pour laquelle il est toujours intéressant d'étudier les sources galactiques est leur variabilité. Le ciel aux rayons X est beaucoup plus dynamique que le ciel auquel nous sommes habitués en lumière visible. Presque chaque année, des novae à rayons X y éclatent, dépassant tous les autres objets en luminosité, les pulsars à rayons X dans les systèmes binaires avec des étoiles géantes s'éteignent et s'embrasent à nouveau, les disques d'accrétion autour des trous noirs changent de «couleurs» - en un mot, tout le ciel « bouillonne ».

L'une de ces étoiles actives est entrée dans le champ de vision du télescope ART-XC alors qu'il observait le pulsar milliseconde PSR B1937+21, l'une des futures "balises" de la navigation par rayons X. L'encart à gauche montre la courbe de lumière de cette étoile, qui montre clairement le flare dans le champ de vision ART-XC : lors d'un flare court, l'étoile devient beaucoup plus brillante qu'un pulsar, alors qu'elle est pratiquement invisible en dehors du flare.

Les observations de rayons X sont très importantes et extrêmement instructives pour explorer des sources uniques et impressionnantes : des jeunes protoétoiles aux restes stellaires - objets compacts et restes de supernova, des quasars "affamés" de l'Univers primordial aux amas géants de galaxies, des naines brunes apparemment inintéressantes aux aurores sur d'autres planètes.

Les travaux de l'observatoire Spektr-RG et du premier télescope à rayons X à miroir russe ART-XC nommé d'après M.N. Pavlinsky à bord se poursuivent, ce qui signifie que de nombreuses découvertes étonnantes nous attendent.

Source et illustration scientifique: IKI-RAN et Roscosmos