Le centre de notre galaxie est caché derrière un «mur de briques» de poussière obscurcissante si épaisse que même le télescope spatial Hubble ne peut pas y pénétrer. Les astronomes Silas Laycock et Josh Grindlay (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) et leurs collègues ont levé ce voile pour révéler une belle vue grouillant d'étoiles. De plus, leur recherche d'étoiles spécifiques associées à des sources d'émission de rayons X a exclu l'une des deux options pour la nature de ces sources de rayons X: la plupart ne sont apparemment pas associées à des étoiles massives, qui se seraient révélées être des homologues brillants dans leurs images infrarouges profondes. Cela indique que les sources de rayons X sont des naines blanches, pas des trous noirs ou des étoiles à neutrons, accumulant de la matière provenant d'étoiles compagnons binaires de faible masse.
Leur étude est présentée aujourd'hui lors d'une conférence de presse lors de la 205e réunion de l'American Astronomical Society à San Diego, en Californie.
Pour scruter le centre galactique, Laycock et Grindlay ont utilisé les capacités uniques du télescope Magellan de 6,5 mètres de diamètre au Chili. En collectant la lumière infrarouge qui pénètre plus facilement dans la poussière, les astronomes ont pu détecter des milliers d'étoiles qui autrement seraient restées cachées. Leur objectif était d'identifier les étoiles qui orbitent et de nourrir des naines blanches émettrices de rayons X, des étoiles à neutrons ou des trous noirs - qui pourraient produire les faibles sources de rayons X découvertes à l'origine avec l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA.
Chandra avait précédemment détecté plus de 2000 sources de rayons X dans les 75 années-lumière centrales de notre galaxie. Environ les quatre cinquièmes des sources ont émis principalement des rayons X durs (à haute énergie). La nature précise de ces sources de rayons X dures restait un mystère. Les astronomes ont suggéré deux possibilités: 1) des systèmes binaires à rayons X de grande masse, contenant une étoile à neutrons ou un trou noir avec un compagnon stellaire massif; ou, 2) variables cataclysmiques, contenant une naine blanche hautement magnétisée avec un compagnon stellaire de faible masse. La détermination de la nature des sources peut nous renseigner sur l'histoire de la formation des étoiles et l'évolution dynamique de la région près du centre galactique.
«Si nous constations que la plupart des sources de rayons X durs étaient des binaires à rayons X de grande masse, cela nous indiquerait qu'il y a eu beaucoup de formation récente d'étoiles parce que les étoiles massives ne vivent pas longtemps», explique Laycock. "Au lieu de cela, nous avons constaté que la plupart des sources de rayons X sont probablement des systèmes plus anciens associés à des étoiles de faible masse."
Cette conclusion provient d'un résultat nul: c'est-à-dire que la plupart des homologues des sources de rayons X doivent être plus faibles que la luminosité attendue si les sources de rayons X avaient des compagnons massifs. Étant donné que les étoiles massives sont à la fois rares et brillantes, une association avec les sources de rayons X aurait été facile à repérer. Les petites étoiles sont plus courantes et plus faibles, ce qui rend difficile leur adaptation à une source de rayons X spécifique. L'analyse des images infrarouges n'a trouvé qu'un nombre aléatoire de correspondances entre les étoiles et les emplacements des sources de rayons X. Beaucoup de ces matchs étaient probablement dus au champ de vision bondé.
«Le fait que nous n'ayons trouvé aucun excès significatif d'homologues infrarouges brillants signifie que les sources du centre galactique Chandra sont probablement des binaires de faible masse. Étant donné que les binaires de faible masse de loin les plus courants avec des luminosités, des spectres et une variabilité des rayons X similaires aux sources du centre galactique Chandra sont des naines blanches magnétiques accrétives, nous concluons que ce sont les identifications les plus probables », explique Grindlay.
Si les sources de rayons X près du centre galactique sont des naines blanches en accrétion, le grand nombre de binaires compacts de faible masse requis pourrait suggérer qu'ils se sont formés dans l'amas d'étoiles très dense autour du centre galactique ou qu'ils y ont été «déposés» par la destruction des amas globulaires. Des observations infrarouges plus profondes et des spectres des sources sont nécessaires pour effectuer des identifications réelles et contraindre les masses des objets compacts en accrétion.
Basée à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: Communiqué de presse de la CfA
