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Cartographier le ciel est devenu l’une des activités préférées des astrophysiciens. Si le domaine visible offre déjà de nombreuses informations aux scientifiques, le domaine des rayons X permet, lui, de traquer les principales sources cosmiques qui émettent dans cette gamme de rayonnement. La NASA s’est notamment tournée vers les étoiles à neutrons, et plus particulièrement les pulsars, afin d’observer leur rayonnement cyclique. D’ailleurs, une technologie de navigation basée sur ce cycle d’émission de rayons X pourrait un jour servir de GPS aux futurs vaisseaux spatiaux.

Ce cliché récemment capturé par le Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) de la NASA, montrant des points étincelants et des boucles enchevêtrées, est le résultat de près de deux ans d’efforts pour étudier les sources cosmiques de rayons X depuis l’orbite terrestre.

À bord de la Station spatiale internationale (ISS), se trouve la charge utile du NICER : un cube de la taille d’un lave-linge appelé X-ray Timing Instrument. Toutes les heures et demie environ, après le coucher du Soleil sur l’orbite de l’ISS, l’instrument collecte des photons de haute énergie provenant de huit zones par orbite dans le ciel nocturne.

carte ciel nicer

Cette image du ciel a été produite suite à 22 mois d’observation depuis l’ISS grâce à l’instrument NICER. Bien qu’il puisse cibler toutes les sources cosmiques de rayons X, l’instrument est particulièrement calibré pour détecter et observer les émissions X provenant d’étoiles à neutrons. Crédits : NASA/NICER

Chaque ligne courbe est le chemin tracé lorsque l’objectif de l’instrument se déplace d’une source à l’autre. Les petites taches et les lignes sont des particules énergétiques se brisant sur les capteurs. Mais les plus grandes « étincelles » présentent un intérêt particulier, leur brillance résultant à la fois du temps passé par NICER à se concentrer sur cet endroit et de leur grande émission de rayons X.

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Cartographier les émissions de rayons X pour mieux comprendre les pulsars

De nombreux endroits du cosmos abritent des étoiles à neutrons. Toutefois, les scientifiques en savent encore peu concernant ces objets. Connaître leur rayon précis peut nous en dire plus sur la physique qui se déroule à l’intérieur. Les chercheurs espèrent que cette mission pourra déterminer leur taille avec une certitude de 95%.

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Certaines de ces étoiles à neutrons sont des pulsars. En fixant le timing de chaque balayage de faisceaux de rayons X, les astronomes peuvent obtenir un ensemble de coordonnées très détaillées. Une mise à niveau de NICER appelée SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) permettra de collecter des informations qui devraient non seulement aider à orienter l’avenir de la mission, mais également contribuer à l’exploration future de l’espace.

« Même avec un traitement minimal, cette image révèle le Cygnus Loop, un vestige de supernova à environ 90 années-lumière de distance, dont on pense qu’il est âgé de 5000 à 8000 ans. Nous construisons progressivement une nouvelle image aux rayons X de tout le ciel, et il est possible que les balayages nocturnes de NICER découvrent des sources auparavant inconnues » conclut Keith Gendreau, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA.

Sources : NASA

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