L'héritage des rayons X de RXTE

Le satellite RXTE, qui a réintégré l'atmosphère terrestre au-dessus des tropiques le 30 avril, laisse derrière lui un héritage de découvertes et de données.

Avec une masse de 3 tonnes, l'exploitant de la radiographie par rayons X Rossi de la NASA entoure la Terre dans une orbite haute de 600 km (375 miles). Il a cessé ses activités au début de 2012 après 16 ans d'observations.
NASA / GSFC

Le 30 avril, le satellite RXTE de Rossi, un satellite lancé le 30 décembre 1995, est enfin rentré sur Terre. La durée de vie prévue de RXTE était de cinq ans, mais elle a fonctionné pendant 16 ans et a été mise hors service en 2012.

«RXTE était unique à plusieurs égards», explique Tod Strohmayer, de la NASA, qui faisait partie de l'équipe RXTE. «C’était un« grand télescope », ce qui signifie qu’il disposait d’une très grande surface de collecte, de manière à obtenir le plus grand nombre possible de rayons X des cibles. Les cibles principales du satellite étaient: étoiles à neutrons et trous noirs dans les systèmes binaires avec des étoiles normales.

Les trous noirs sont invisibles par eux-mêmes, mais lorsqu'ils se trouvent sur une orbite mutuelle avec une étoile, la gravité de ce trou noir peut extraire la matière de l'étoile et la placer dans un disque d'accrétion, qui s'allume aux rayons X .

Les émissions de rayons X dépendent de la quantité de gaz absorbée par le trou noir, devenant de plus en plus lumineuses et de moins en moins lumineuses selon des délais étonnamment courts. RXTE a mesuré ces fluctuations, ce qui a révélé aux scientifiques à quel point le disque d'accrétion était chaud et à quelle vitesse le matériau gravitait autour du trou noir.

Les trous noirs sont de simples créatures dont la nature est entièrement déterminée par deux choses: leur rotation et leur masse. La masse est facilement déterminée en observant l’orbite de l’étoile compagnon, mais la rotation est une autre affaire. Si un trou noir est en train de tourner, il fera glisser l'espace-temps et la matière qu'il contient pendant qu'il tourne, un effet appelé glisser-déplacer l' image . Cela fait vaciller le disque interne de la manière prédite par la théorie de la relativité générale d’Einstein. De plus, la matière peut se rapprocher de l'horizon des événements d'un trou noir en rotation avant de retomber complètement. La relativité prédit également cette relation. Les observations RXTE ont permis aux astronomes d’utiliser les prévisions de la relativité pour observer le glissement du cadre et mesurer le spin des trous noirs de masse stellaire.

RXTE a également observé des étoiles à neutrons, permettant aux astronomes de mesurer leurs champs magnétiques par leur activité aux rayons X. Ce faisant, RXTE a aidé les astronomes à découvrir les magnétars, un type rare d'étoile à neutrons avec des champs magnétiques 1 000 fois plus puissants.

L'héritage continue

Un neutron en rotation vole la matière de son compagnon étoile dans le concept de cet artiste. Mais ce flux ne durera pas éternellement. Le soi-disant Pulsar Bursting peut être un objet dans une phase de transition, où la circulation de la matière et les rayons X qu’elle produit sont projetés.
Université de Southampton

Malgré la disparition du satellite, les données RXTE alimentent toujours de nouvelles découvertes. Des chercheurs de l'Université de South Hampton ont récemment utilisé des observations RXTE archivées pour mieux comprendre le soi-disant Pulsar Bursting (GRO J1744-28), un type unique de pulsar de transition.

Les pulsars de transition réguliers - les étoiles à neutrons en rotation - fonctionnent de la même manière que les trous noirs binaires, éliminant la matière de leur étoile compagnon. À l'approche de la surface de l'étoile à neutrons, la matière se réchauffe et émet des rayons X. Mais ce flux de matière ne peut pas durer éternellement et, à mesure qu’il s’estompe, les rayons X sont diffusés. Cependant, le pulsar éclatant tourne environ 100 fois plus lentement que les autres pulsars de transition; pendant ce temps, son champ magnétique est 100 fois plus fort que ses frères et soeurs. Le champ magnétique est peut-être ce qui cause le "hoquet" de l'étoile à neutrons, en avalant la matière volée par rafales.

L'ajout du pulsar éclatant à la classe des pulsars de transition permet aux astronomes de tester leur compréhension de ces systèmes rares. Et RXTE fait toujours sa part, six ans après la fin de la mission.