Quelques semaines seulement après le début des opérations de l’Observatoire de rayons X Chandra de la NASA en 1999, le télescope a pointé Centaurus A (Cen A, en abrégé). Cette galaxie, à une distance d’environ 12 millions d’années-lumière de la Terre, contient un jet gargantuesque s’éloignant d’un trou noir supermassif central.
Depuis, Chandra a retourné son attention sur cette galaxie, recueillant à chaque fois plus de données. Et, comme une vieille photo de famille qui a été restaurée numériquement, de nouvelles techniques de traitement offrent aux astronomes un nouveau regard sur ce vieil ami galactique.
Cette nouvelle image du Cen A contient des données d’observations, équivalant à plus de neuf jours et demi de temps, prises entre 1999 et 2012. Dans cette image, les rayons X de plus basse énergie détectés par Chandra sont en rouge, tandis que les rayons X de moyenne énergie sont verts et les rayons de plus haute énergie sont bleus.
Comme dans toutes les images de Chandra du Cen A, celle-ci montre le jet spectaculaire de matériau sortant – vu pointant du milieu vers le haut à gauche – qui est généré par le trou noir géant au centre de la galaxie. Ce nouvel instantané à haute énergie du Cen A met également en évidence une voie de poussière qui s’enroule autour de la taille de la galaxie. Les astronomes pensent que cette caractéristique est un vestige d’une collision que Cen A a connue avec une galaxie plus petite il y a des millions d’années.
Les données contenues dans les vastes archives de Chandra sur le Cen A constituent une ressource riche pour un large éventail d’investigations scientifiques. Par exemple, des chercheurs ont publié des résultats en 2013 sur les sources de rayons X ponctuelles du Cen A. La plupart de ces sources sont des systèmes où un objet compact – un trou noir ou une étoile à neutrons – tire du gaz d’une étoile compagnon en orbite. Ces objets compacts se forment par l’effondrement d’étoiles massives, avec des trous noirs résultant d’étoiles plus lourdes que les étoiles à neutrons.
Les résultats ont suggéré que presque tous les objets compacts avaient des masses qui se divisaient en deux catégories: soit moins de deux fois celle du Soleil, soit plus de cinq fois plus massives que le Soleil. Ces deux groupes correspondent à des étoiles à neutrons et à des trous noirs.
Cet écart de masse peut nous renseigner sur la façon dont les étoiles massives explosent. Les scientifiques s’attendent à une limite supérieure sur les étoiles à neutrons les plus massives, jusqu’à deux fois la masse du Soleil. Ce qui est déroutant, c’est que les plus petits trous noirs semblent peser environ cinq fois la masse du Soleil. On observe que les étoiles ont une gamme continue de masses, et donc en termes de poids de leur progéniture, nous nous attendons à ce que les trous noirs continuent là où les étoiles à neutrons se sont arrêtées.
Bien que cet écart de masse entre les étoiles à neutrons et les trous noirs ait été observé dans notre galaxie, la Voie Lactée, ce nouveau résultat du Cen A fournit les premiers indices que cet écart se produit dans des galaxies plus lointaines. S’il s’avère omniprésent, cela peut signifier qu’un type spécial et rapide d’effondrement stellaire est nécessaire dans certaines explosions de supernova.
Les résultats décrits ici ont été publiés dans le numéro du 1er avril 2013 de The Astrophysical Journal et sont disponibles en ligne. Mark Burke a dirigé les travaux lorsqu’il était à l’Université de Birmingham au Royaume-Uni et il est maintenant à L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie de Toulouse, en France. Centre de vol spatial Marshall de la NASA à Huntsville, Ala., gère le programme Chandra pour la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. Le Smithsonian Astrophysical Observatory à Cambridge, Massachusetts., contrôle la science et les opérations aériennes de Chandra.
