Première binaire gamma dans une autre galaxie

Des observations du télescope gamma spatial Fermi ont permis à une équipe internationale menée par Robin Corbet (NASA GSFC) et comprenant des chercheurs français de l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG) et de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), de découvrir la première binaire gamma dans une autre galaxie, la plus lumineuse jamais observée. Ce système, LMC P3, est composé d’une étoile massive de plusieurs dizaines de fois la masse du soleil et d’un objet compact pouvant être une étoile à neutrons ou un trou noir. Il est à l’origine d’une émission cyclique de rayonnement gamma, la forme la plus énergétique de la lumière, plusieurs milliards de fois plus énergétique que la lumière visible.

LMC P3 (cercle) est localisé dans un reste de supernova appelé DEM L241 dans le Grand Nuage de Magellan, une petite galaxie à environ 163 000 années lumière de la notre. Il sagit de la première binaire gamma découverte dans une autre galaxie, et est la plus lumineuse en rayons gamma, rayons X, ondes radio et lumière visible. © NOAO/CTIO/MCELS, DSS

Seuls cinq systèmes de ce type, émettant essentiellement du rayonnement gamma, sont connus dans notre galaxie. Ces objets sont précieux en raison des variations du rayonnement gamma associées au mouvement orbital, ce qui donne des renseignements uniques sur les processus physiques en jeu, applicables ensuite à d’autres classes d’objets.

LMC P3 se trouve au centre d’un reste de supernova, dans le grand nuage de Magellan, une galaxie proche de la nôtre. LMC P3 a été découvert grâce à une étude détaillée de l’émission gamma de cette galaxie ayant déjà amené la découverte du pulsar gamma le plus puissant connu (communiqué de presse de l’INSU du 12 novembre 2015). L’équipe de Robin Corbet (NASA) démontre que la nature de LMC P3 est un système binaire dont l’émission radio, X et gamma est modulée sur la période orbitale de 10.3 jours.

Cette découverte est intéressante à deux titres. D’une part, il est étonnant d’avoir découvert un tel système dans une autre galaxie avant même d’en avoir trouvé de plus nombreux exemples dans notre galaxie. Cela suggère que ces systèmes sont très rares et que seuls les plus puissants émettent en gamma. D’autre part, la position de la binaire au centre d’un reste de supernova donne une indication de l’âge du système, environ 100 000 ans. Seule une étoile à neutrons avec une rotation initiale exceptionnellement rapide (moins de 20 ms pour faire un tour sur elle-même) serait alors à même de réconcilier cet âge avec le rayonnement gamma observé.

Credit : NASA’s Goddard Space Flight Center

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Animations supplémentaires et graphiques

Sources
A Luminous gamma-ray binary in the large magellanic cloud, R. H. D. Corbet, L. Chomiuk, M. J. Coe, J. B. Coley, G. Dubus, P. G. Edwards, P. Martin, V. A. McBride, J. Stevens, J. Strader, L. J. Townsend, and A. Udalski, The Astrophysical Journal, Volume 829, Number 2

Contact scientifique local
– Guillaume Dubus, IPAG/OSUG : guillaume.dubus (at) univ-grenoble-alpes.fr

Cette actualité est également relayée par
– la NASA
– l’institut national des sciences de l’Univers du CNRS (INSU)