Image radiographique composite montrant les données IXPE en magenta et les données Chandra en bleu. (NASA/CXC/SAO/IXPE) Un nouveau télescope conçu pour scruter l'univers tordu des rayons X vient de renvoyer ses toutes premières données d'imagerie.
L'explorateur de polarimétrie des rayons X d'imagerie ( IXPE ), un projet conjoint entre la NASA et l'Agence spatiale italienne, a fixé son regard sur l'une des explosions les plus célèbres de la Voie lactée : Cassiopée A.
Situé à 11 000 années-lumière, c'est le reste en expansion d'une étoile qui aurait été observée en train d'exploser dans les années 1690, et c'est l'un des objets les plus étudiés de la Voie lactée, pour une bonne raison - il a fourni des informations inestimables sur supernovae.
Cassiopée A émet de la lumière dans plusieurs longueurs d'onde, y compris la radio, l'optique et, bien sûr, les rayons X. En fait, la première image scientifique d'un autre des observatoires à rayons X de la NASA, Chandra, était également Cassiopée A.
Un composite de Cassiopée A de 2005 combinant les données de Hubble, Spitzer et Chandra. (NASA/JPL-Caltech)
Mais IXPE nous montre l'objet d'une manière que nous n'avons jamais vue auparavant.
'L'image IXPE de Cassiopée A est aussi historique que l'image Chandra du même reste de supernova', dit l'astronome et chercheur principal de l'IXPE Martin C. Weisskopf du Marshall Space Flight Center de la NASA.
'Cela démontre le potentiel d'IXPE à obtenir de nouvelles informations inédites sur Cassiopée A, qui est actuellement en cours d'analyse.'
Il se passe beaucoup de choses à Cassiopée A. Avant de mourir, l'étoile précurseur était un objet massif qui, à court de carburant, est devenu instable, éjectant ses couches externes pour créer un nuage de matière circumstellaire. Lorsque la supernova a finalement eu lieu, par conséquent, l'onde de choc n'entrait pas dans l'espace vierge, mais dans un nuage relativement dense.
Les chocs et les champs magnétiques qui émergent de cet environnement intense peuvent créer des synchrotrons qui accélèrent les électrons, générant des rayonnements X de haute énergie.
Chandra a effectué des sondages fascinants ; la combinaison des données Chandra avec la lumière dans d'autres longueurs d'onde, par exemple, a permis aux astronomes decartographier les différents élémentsdans Cassiopée A qui ont été crachés lors de l'explosion géante.
IXPE est conçu spécifiquement pour étudier la façon dont les rayons X sont polarisés. Lorsque la lumière est émise par une source, ses ondes sont orientées dans toutes les directions. Lorsque cette lumière rencontre un médium, cela peut changer.
Le passage à travers le gaz, par exemple, peut absorber certaines orientations. Les rebonds peuvent également modifier l'orientation de certaines longueurs d'onde. Nous appelons cet effet la polarisation.
Pour un objet tel que Cassiopée A, des données de polarisation détaillées nous en diront plus sur l'environnement à l'intérieur du reste de la supernova. Il révélera plus d'informations sur la façon dont la lumière est absorbée et réfléchie, et l'enchevêtrement des champs magnétiques produits par une supernova.
Carte d'intensité lumineuse des rayons X de Cassiopée A. (NASA) de l'IXPE
'Les futures images de polarisation d'IXPE devraient dévoiler les mécanismes au cœur de ce célèbre accélérateur cosmique', dit l'astronome Roger Romani de l'Université de Stanford.
'Pour compléter certains de ces détails, nous avons développé un moyen de rendre les mesures d'IXPE encore plus précises en utilisant apprentissage automatique techniques. Nous attendons avec impatience ce que nous trouverons en analysant toutes les données.
Le télescope, depuis sa position en orbite terrestre basse, sondera également la polarisation des rayons X provenant de certaines des sources les plus énergétiques de la Voie lactée et de l'Univers au-delà. Cela inclut les étoiles à neutrons, pulsars , magnétars, trous noirs , et des galaxies quasars qui brillent d'une des lumières les plus brillantes de l'Univers. IXPE cartographiera également l'intensité lumineuse, l'heure d'arrivée et la position dans le ciel.
Cassiopée A est un excellent point de départ.
'L'image IXPE de Cassiopée A est bellissima', dit l'astronome et chercheur principal de l'IXPE Paolo Soffitta de l'Institut national d'astrophysique (INAF) en Italie, 'et nous sommes impatients d'analyser les données de polarimétrie pour en savoir encore plus sur ce reste de supernova'.