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Integral, |
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Les objectifs scientifiques
Avec Integral, l'ESA ouvre une nouvelle fenêtre
sur l'Univers
Integral observera les phénomènes physiques les
plus violents de l'Univers qui ont notamment permis l'apparition
des éléments responsables de la vie. Aujourd'hui,
on sait que les émissions gamma prennent naissance dans
les puissants mouvements de matière associés, par
exemple, aux trous noirs, à l'explosion d'étoiles
ou encore aux énigmatiques sursauts gamma. Integral et
sa panoplie d'instruments sera capable d'apporter de nouveaux
indices sur la compréhension de ces phénomènes.
A ne pas en douter, les données fournies par Integral affineront
considérablement notre connaissance de l'Univers gamma.
Note
Les rayons gamma représentent la forme la plus énergétique
de rayonnement électromagnétique, avec des longueurs
d'ondes plus courtes que les rayons X. Ils résultent de
mécanismes subatomiques tels que, par exemple, l'annihilation
mutuelle d'un électron et de son antiparticule, le positron
ou certaines réactions nucléaires. Un rayonnement
dénommé 'Brensstrahlung' est produit lors du passage
d'électrons libres déviés par la présence
de noyaux atomiques. Dans le phénomène de diffusion
Compton, un rayonnement de faible énergie rencontre et
interagit avec des particules rapides (électrons) et se
mue en rayonnement gamma.
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Sursauts
gamma (GRB, gamma ray burst) |
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Les sursauts gamma sont des phénomènes extrêmement violents,
probablement les plus violents de l'Univers. Ils révèlent l'existence
d'explosions inexpliquées aux confins de l'Univers.  De
nombreux indices laissent à penser qu'ils proviennent de régions
riches en formation d'étoiles, dans des galaxies très éloignées.
Mais la nature même de ces explosions demeure une véritable énigme.
De récentes observations à partir des grands télescopes ont permis
de lever tout doucement le voile sur ces mystérieux phénomènes.
Pourtant, seuls les nouveaux télescopes tels que le VLT et les jumeaux
Gemini par exemple ou des satellites dédiés à ces phénomènes comme
HETE-2 et Integral feront vraisemblablement progresser nos connaissances.
Intégral en observera environ un par mois. En localisant les sources
de ces émissions grâce à ses détecteurs dans le rayonnement X et
visible, il contribuera à élucider un mystère de longue date.
La traque des GRB
Avec Integral, l'ESA a adopté une stratégie particulière
pour lever le voile sur ce mystère. Au lieu de balayer le ciel de
façon à observer ce qui s'y passe au jour le jour, comme l'a fait
Compton (NASA), les astronomes d'Integral attendront les quelques
événements susceptibles de se manifester chaque année dans son champ
de visée pendant que leurs instruments observeront des cibles gamma
plus normales. Ensuite, ils analyseront automatiquement et plus
attentivement que jamais les émissions gamma de ces sursauts. Et
comme l'observatoire spatial observera la même région du ciel pendant
plusieurs jours d'affilée, ils pourront explorer le site d'un sursaut
dans l'espoir d'y trouver les indices, si faibles soient-ils, d'une
élévation de température ou d'une suite quelconque de cet événement.
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Galaxies
actives |
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Les galaxies
actives abritent souvent  un
noyau dense et très lumineux et parfois associé à une radiosource,
vraisemblablement de puissants trous noirs.
Or, bon nombre des émissions gamma du cosmos prennent leur source
dans des phénomènes violents au voisinage de trous noirs géants,
au cœur de galaxies lointaines. Dans les 'blazars' exceptionnels,
terme qui s'applique aux quasars et aux galaxies elliptiques dont
le noyau est dense, lumineux et très variable.
Tout comme les galaxies actives, bon nombre d'entre eux sont de
puissants émetteurs de rayons gamma et seront une cible de choix
pour les instruments d'Integral.
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Au
cœur de la Voie Lactée |
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A mesure
que
nos moyens d'observations, terrestres ou spatiaux, se perfectionnent,
les astronomes ne cessent d'être émerveillés par le cœur de notre
Galaxie, la Voie Lactée.
Cette dernière abrite de nombreuses sources intenses de rayonnement
gamma, comme des étoiles à neutrons, des trous noirs stellaires
et certainement un trou noir très massif.
A ne pas en douter, Integral révèlera la vraie nature des objets
qui composent cet énigmatique cœur et nous dira, peut-être, si la
Voie Lactée contient un trou noir géant.
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Explosions
stellaires |
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 Des
clichés gamma du cœur de la Voie Lactée, produits par le télescope
Compton de la NASA, ont mis en évidence des émissions d'aluminium
radioactif provenant d'explosions stellaires survenues voici plusieurs
millions d'années, concentrées dans une même région de la Galaxie.
Integral cherchera à déterminer les causes de cette concentration
d'explosions stellaires.
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Formation
d'éléments |
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 Les
éléments chimiques constitutifs des organismes vivants sont issus,
pour la plupart, d'étoiles éteintes depuis fort longtemps.
Lors de l'explosion d'une étoile dans le Grand Nuage de Magellan,
en 1987, les astronomes ont détecté dans ses débris la formation
d'éléments nouveaux.
Intégral fournira des preuves de ce phénomène grâce au rayonnement
gamma. Notez que sur Terre, on trouve de façon naturelle 90 éléments.
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Supernovae |
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Une
supernova est le fruit  d'une
gigantesque explosion d'une étoile qui libère une quantité d'énergie
si importante que son rayonnement peut occulter celui d'une galaxie.
Les astronomes ont classé les supernovae en deux types, I et II
et suivit d'une classification secondaire (Ia, Ib, …). Les supernovae
enrichissent le milieu interstellaire à partir duquel se formeront
des générations successives d'étoiles.
Integral devrait être en mesure d'interpréter, dans le rayonnement
gamma, les mécanismes qui oeuvrent à la formation d'éléments chimiques
au moment de l'éclatement de l'étoile.
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Etoiles
à neutrons |
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 Les
étoiles à neutrons sont parmi les objets les plus denses de l'Univers.
Il s'agit du vestige d'une étoile effondrée d'une explosion stellaire,
dont elles représentent le stade ultime.
Alors que certaines étoiles à neutrons émettent des impulsions radio,
certaines sont détectées dans le rayonnement X.
Intégral découvrira dans le rayonnement gamma d'autres étoiles à
neutrons ne produisant pas d'émission radio.
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Trous
noirs stellaires |
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 Sousl'effet
d'une compression encore plus forte que celle qui s'exerce dans
une étoile à neutrons, le noyau d'une étoile en cours d'explosion
donne naissance à un petit trou noir.
En examinant des objets, tel que Cygnus X-1, dans le rayonnement
gamma, Intégral lèvera le voile sur les processus violents qui se
déchaînent autour de ces trous noirs stellaires.
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Surprises |
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A l'instar de tout nouveau télescope plus puissant que ses prédécesseurs,
Integral et ses observations dans le rayonnement gamma pourraient
réserver aux astronomes des surprises infiniment précieuses pour
la connaissance de l'Univers proche et lointain.
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