jeudi 30 mars 2017

Chandra détecte une bouffée de rayons X d'origine totalement inconnue


Une mystérieuse bouffée de rayons X vient d'être détectée par le télescope spatial Chandra X-ray Observatory dans son image la plus profonde (le Deep Field South). Cet événement est probablement dû à un événement destructif, mais il pourrait aussi avoir une origine très différente et encore inconnue.




Lorsque Chandra observait cette région du ciel avant 2014, aucune source X n'apparaissait à cet endroit, mais en octobre 2014, une intense émission de rayons X est apparue, multipliant son intensité par un facteur 1000 en quelques heures, et après environ 24h, la source avait disparue sous le seuil de détection de Chandra. Les astrophysiciens n'ont encore jamais vu une bouffée de rayons X avec ces caractéristiques.
Des milliers de données d'archives des télescopes Hubble et Spitzer de la région en question ont alors été fouillées ardemment et les astrophysiciens ont trouvé une petite galaxie très faiblement lumineuse située 10,7 milliards d'années-lumière, et qui se trouve être à la position de la source X mystérieuse désormais nommée CDF-S XT1, En considérant cette distance, les chercheurs calculent alors que la source X a émis durant quelques minutes 1000 fois plus d'énergie que toutes les étoiles de sa galaxie...

Franz Bauer (Université catholique de Santiago, Chili) et son équipe émettent plusieurs hypothèses pour tenter d'expliquer cette bouffée de rayons X hors du commun, mais aucune d'entre elles n'est pleinement convaincante pour expliquer toutes les caractéristiques énergétiques et temporelles de CDF-S XT1. Deux hypothèses font intervenir un GRB, une bouffée de rayons gamma, phénomène associé à l'effondrement gravitationnel d'une étoile et  naissance d'un trou noir ou encore la collision de deux étoiles à neutrons, et la troisième une destruction gravitationnelle d'une étoile naine blanche par un trou noir de masse intermédiaire. Dans l'hypothèse GRB, les photons gamma auraient perdu de l'énergie au cours de leur trajet ou bien le "faisceau" ne pointerait pas tout à fait dans la direction de la Terre, voire le GRB viendrait de plus loin derrière la galaxie identifiée comme l'hôte du phénomène...
Les auteurs de cette découverte avouent qu'ils ne comprennent pas quelle peut être l'origine de cette bouffée de rayons X d'énergie comprise entre 0,3 et 7 keV. Aucune autre source X transitoire de ce type n'a jamais été observée auparavant ou depuis lors.
Des sources X variables aujourd'hui encore non expliquées avaient été trouvées dans les galaxies elliptiques NGC 5128 et NGC 4636, mais pas avec de telles caractéristiques de luminosité (100000 fois plus forte) et pas avec une seule et unique bouffée durant plusieurs heures.
Les auteurs n'excluent pas du tout qu'il s'agisse d'un tout nouveau type d'événement cataclysmique. Il faut donc maintenant trouver d'autres cas semblables. Les archives des données des télescopes spatiaux XMM-Newton et Swift recèlent peut-être des cas similaires qui n'avaient pas été remarqués, encore faut-il les trouver...
S'il s'agit de GRB induits par la "fusion" d'une étoile à neutron avec un trou noir, un tel événement devrait produire des ondes gravitationnelles détectables par LIGO ou VIRGO, une autre piste d'investigation possible...

Référence
A New, Faint Population of X-ray Transients
F. E. Bauer et al.
à paraître dans Monthly Notices of The Royal Astronomical Society

Illustration 
La source CDF-S XT1 dans le champ profond sud de Chandra (NASA/CXC/Pontifical Catholic Univ./F.Bauer et al.)