La nature du premier trou noir découvert, Cygnus-X1, précisée grâce à Ixpe

La source de rayons X baptisée Cygnus X-1 est une légende dans le monde de l’astrophysique et de l’astronomie X. Elle avait fait l’objet d’un pari en 1975 entre rien de moins que Stephen Hawking et le prix Nobel de Physique Kip Thorne, pari que Hawking concédera avoir perdu en 1990.

C’est vers cette source de rayons X que, du 15 au 21 mai 2022, les astrophysiciens du XXIe siècle ont tourné le regard d’un des yeux de la noosphère sur orbite, le satellite Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE). Les photons X qu’il a collectés pendant cette période ont complété les informations que l’on pouvait déjà tirer de ceux collectés dans l’espace avec Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) et Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) en mai et juin 2022. Il en a résulté un article que l’on peut consulter sur arXiv.

Mais qu’est ce qui rend Cygnus X-1 si intéressante ?

C’est tout simplement la première candidate sérieuse au titre de trou noir stellaire détecté ! Alors, certes, le dernier mot n’est pas encore dit quant à l’existence des trous noirs mais, aujourd’hui, il est devenu très difficile de nier leur existence.

Rappelons qu’en tant que source X, Cygnus X-1 avait déjà été découverte en 1964 à l'aide de détecteurs à rayons X, en l’occurrence sous forme de compteur Geiger, à bord d'une fusée-sonde lancée depuis White Sands Missile Range au Nouveau-Mexique. On était alors encore à l’aube du développement de l’astronomie X qui avait débuté il y a environ 70 ans lorsqu’une fusée V2 avait emporté un détecteur pour observer le rayonnement du Soleil dans cette bande de longueurs d’onde.

Les rayons X étant facilement stoppés par l’atmosphère (mais pas par le milieu interstellaire, des rayons X de longueurs d'onde inférieures à un nanomètre pouvant traverser de part en part la Voie lactée), on savait que l’on ne pouvait pas observer ce rayonnement prédit théoriquement à partir de la détermination de la température très élevée du plasma de la couronne solaire (106 K)...

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