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  • Le Télescope Spatial Fermi sonde l’Univers à des énergies extrêmes qui restaient inexplorées

    Posté le 12 janvier 2012

    Après plus de 3 ans dans l’Espace, le Fermi Gamma-ray Space Telescope étend sa vision du ciel des hautes énergies avec une gamme d’ondes électromagnétiques non encore explorée.

    L’équipe de l’observatoire spatial Fermi a annoncé récemment son premier recensement des sources d’énergie dans ce nouveau domaine.

    Ciel à des énergies supérieures à 1 GeV

    Ciel à des énergies supérieures à 10 GeV

    L’instrument LAT (Large Area Telescope) de Fermi scanne le ciel toutes les 3 heures, approfondissant son portrait du ciel des rayons gamma, la forme la plus énergétique de la lumière. Alors que l’énergie de la lumière visible se situe entre 2 et 3 électron volts (eV) environ, le LAT détecte des rayons-gamma ayant des énergies qui vont de 20 millions électron-volts (MeV) à plus de 300 milliards électron volts (GeV)

    A des énergies plus élevées, les rayons-gamma son rares. Au-dessus de 10 GeV, le LAT détecte seulement un rayon-gamma tous les 4 mois.

    « Avant Fermi, nous connaissions seulement 4 sources discrètes au-dessus de 10 GeV, qui étaient toutes des pulsars » explique David Thompson, astrophysicien au GSFC de la NASA. « Avec le LAT, nous en avons trouvé des centaines, et nous montrons pour la première fois à quel point le ciel est différent à ces hautes énergies.

    Tout objet produisant des rayons-gamma à ces énergies subissent des processus astrophysiques extraordinaires. Plus de la moitié des 496 sources du nouveau recensement sont des galaxies actives, où la matière qui tombe dans un trou noir supermassif alimente de puissants jets qui projettent des particules à une vitesse proche de celle de la lumière.

    Seulement 10% des sources connues se trouvent dans notre Voie Lactée. Elles incluent des étoiles à neutrons en rotation rapide appelées pulsars, des débris de supernova et, dans quelques cas, des systèmes binaires d’étoiles massives.

    Plus d’un tiers des sources sont complètement inconnues, n’ayant aucune contrepartie identifiée détectée dans d’autres parties du spectre électromagnétique. Avec le nouveau catalogue, les astronomes vont maintenant pouvoir comparer le comportement de différentes sources sur une plus large étendue de rayons-gamma.


    Parmi les sources d’énergies supérieures à 10 GeV, la majorité (55%) provient de galaxies actives, plus du tiers (34%) provient de sources inconnues. Les autres proviennent de pulsars, de vestiges de supernova et de nébuleuses à vent de pulsar, et de systèmes binaires à forte masse (et autres sources de notre galaxie)

    Tout comme les sources infrarouges brillantes peuvent s’estomper dans l’ultraviolet, quelques sources de rayons-gamma au-dessus de 1 GeV disparaissent complètement lorsqu’elles sont observées à de plus hautes énergies.

    On peut prendre comme exemple la radiogalaxie NGC 1275 : en-dessous de 10 GeV c’est une source brillante et isolée mais à de plus hautes énergies elle s’estompe sensiblement et l’on peut voir apparaitre une autre source à ses côtés. Au-dessus de 100 GeV, NGC 1275 devient indétectable par Fermi tandis que la nouvelle source, la radiogalaxie IC 310 brille intensément.


    A gauche : La radiogalaxie NGC 1275 vu à des énergies entre 1 et 10 GeV / Au centre, à des énergies entre 10 et 100 GeV on peut voir émerger une nouvelle source / A droite, à des énergies entre 100 et 300 GeV, la radiogalaxie NGC 1275 disparait et la galaxie IC 310 brille intensément (Crédit image : NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration and A. Neronov et al.)

    La liste de « sources dures » (de très haute énergie) est le produit d’une équipe internationale menée par Pascal Fortin du laboratoire Leprince-Ringuet de l’Ecole Polytechnique (Palaiseau) et de David Paneque du Max Planck Institute for Physics de Munich.

    Le catalogue sert de feuille de route pour les installations terrestres appelées « télescopes atmosphériques de Cherenkov » qui ont amassé environ 130 sources de rayons-gamma avec des énergies dépassant les 100 GeV. Parmi ces réseaux de télescopes on trouve le Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov telescope (MAGIC) de La Palma (Iles Canaries), le Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS) en Arizona, et le High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) en Namibie.

    « Notre catalogue aura un impact significatif sur le travail mené aux installations terrestres en les dirigeant vers les endroits où il y a le plus de probabilité de trouver des sources de rayons-gamma qui émettent au-dessus de 100 GeV » explique Paneque.

    Ces observatoires terrestres ont des champs de vision beaucoup plus faibles que le LAT de Fermi. Ils font aussi moins d’observations parce qu’ils ne peuvent pas fonctionner pendant la journée, lors des jours de mauvais temps ou lors de la pleine Lune.

    Source : NASA


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