Cygnus X-3

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Modèle:Confusion Modèle:Voir homonymes Modèle:Infobox Binaire X

Cygnus X-3, ou Cyg X-3[1] et Modèle:Nobr[2], est une binaire X à forte masse localisée dans la constellation du Cygne. L'étoile de cette binaire est découverte en 1967[3]Modèle:,[4] après un scanner d'une source de rayons X fait en 1966[5]Modèle:,[6]. Son spectre est identifié par ballon stratosphérique en 1968[7]Modèle:,[8].

La période de Cygnus X-3, d'une durée d'environ Modèle:Nobr, est déterminée en 1972 grâce au données recueillies par le télescope spatial Copernicus[6]Modèle:,[9]Modèle:,[5]. La semi-amplitude de Cyg X-3 est de Modèle:Val km/s[10].

L'étoile binaire Cygnus X-3 est un microquasar[11]Modèle:,[12]. Le système Cyg X-3 comporte un objet compact qui peut être un trou noir à faible masse ou une étoile à neutrons[13]. L'étoile de Cyg X-3 peut-être, quant à elle, classée dans le groupe des étoiles Wolf-Rayet de type Modèle:Nobr[10]. Seuls les infrarouges, les ondes radio, les rayons X et gamma de l'objet astrophysique sont observables[7]Modèle:,[5]Modèle:,[8]Modèle:,[12].

Nomenclature

Le nom de Cygnus X-3 se décline en Modèle:Nobr, dans le système de désignation des étoiles variables, en Modèle:Nobr, dans la nomenclature du laboratoire INTEGRAL, en Modèle:Nobr, en Modèle:Nobr[2] et en Modèle:Nobr[14]. Cygnus X-3 est également désignée sous le terme Cyg X-3[1]Modèle:,[15]Modèle:,[16]Modèle:,[13].

Historique

Premières découvertes et recherches de sources cosmiques de rayons X

Modèle:Article connexe En 1960, avec l'appui de la NASA et de l'US Air Force, le physicien Riccardo Giacconi, au sein de la structure Modèle:Lien, lance un programme permettant d'observer les émissions de rayon X[17].

La première fusée, de classe Aerobee, contenant un instrument mesurant des rayons X cosmiques est lancée en Modèle:Date-[17]. En raison d'un dysfonctionnement de l'engin spatial aucune donnée n'est enregistrée[17]. Un second essai, effectué en Modèle:Date-, se révèle fructueux[17] : les premiers indices d'un rayonnement de rayons X cosmiques sont mis en évidence[17]. Les sources d'émissions les plus importantes sont détectées dans le centre de la Voie lactée, des sources de moindre intensité provenant de la constellation du Cygne[17]. La même année, les astronomes réalisent la première découverte d'une binaire X : Scorpius X-1[18]. En Modèle:Date- de fortes émissions sont identifiés dans la nébuleuse du Crabe et dans la constellation du Crabe[17].

Après Modèle:Date-, Giacconi et son équipe décident de concentrer les recherches sur les émissions issues de la constellation du Cygne[17].

Découverte de Cygnus X-3

La source d'émission de rayon X de Cygnus X-3 est connue depuis 1966[19]Modèle:,[20]Modèle:,[21]Modèle:,[22]. Le Modèle:Date- une fusée Modèle:Nobr, comportant détecteurs de rayon X est lancée depuis la base de lancement de White Sands[23]. La zone alors explorée est le complexe de Cygnus X[23]. Les données recueillies par les instruments de mesure permettent aux astronomes de localiser Cyg X-3 dans l'un des bras de la Voie lactée[15]. Les données collectées indiquent également une possible connexion ou interaction avec une association de type O[15].

La mission d'exploration de 1966 permet également d'approndir les connaissances sur trois autres sources d'émissions de rayons X cosmiques : Cygnus X-1, Cygnus X-2 et Cygnus X-4, objets célestes tous les trois connus avant 1965[15]Modèle:,[19]Modèle:,[20]. D'après les éléments recueillis par les détecteurs, l'intensité du rayonnement X de Cyg X-3 est environ deux fois moins important que celui de Cyg X-2[20].

Plus d'un an et demi après la découverte de Cygnus X-3, le Modèle:Date- le spectre électromagnétique de la binaire X est mis en évidence au moyen d'un ballon stratosphérique[8].

Observations et recherches

Émission radio géante enrgistrée en 1972

Une explosion d'ondes radio de très grande importance, provenant de la source de rayon X de Cyg X-3, est observée le Modèle:Date- à l'observatoire radio du parc provincial Algonquin[24]Modèle:,[6]Modèle:,[25]. L'intensité d'émission, de Modèle:Unité, est alors 1 000 fois supérieure à celles enregistrées le Modèle:Date- de la même année[6]Modèle:,[26]. Les astronomes canadiens, alors dirigés par P. C. Gregory, relayent l'information au centre du National Radio Astronomy Observatory de Virginie[6].

La densité de flux de l'émission radio géante du Modèle:Date- a été déterminée aux fréquences 10 522, 6 630 et Modèle:Unité, sa polarisation linéaire ayant été établie à Modèle:Unité[24]. Le pic du signal radio est enregistré à une longueur d'onde de Modèle:Unité[6].

D'autres pics d'intensité sont enregistrés aux longueurs d'onde de Modèle:Unité entre le Modèle:Date- et le Modèle:Date-[6]. Pour les chercheurs ayant identifié l'événement radioastronomique, la Modèle:Citation de la distance de la source d'émission de rayon X, inférieure ou égale à Modèle:Unité, met en évidence que cette source est d'origine galactique[24]. En outre, l'explosion radio de Cyg X-3 n'est pas de nature thermique[25]. D'autre part, ces faits impliquent probablement un Modèle:Citation de rayonnement synchrotron à travers un nuage moléculaire en expansion riche en particules relativistes[24]Modèle:,[6]Modèle:,[27].

Dans les années qui suivent, des modèles élaborés pour traduire le rayonnement synchrotron et l'observation de plusieurs autres fortes émissions radio ont permis aux chercheurs de prédire une vitesse d'expansion d'environ Modèle:Unité[25].

Émissions radios géantes enrgistrées en 1982

Dix ans après la première explosion relevée par le centre d'observation astronomique canadien, plusieurs émissions de très forte intensité sont le Modèle:Date- par le centre NRAO de Socorro, dans l'État du Nouveau-Mexique[25].

Cette série d'émissions géantes permettent aux astronomes de déterminer la taille angulaire, le taux et la vitesse d'expansion linéaire de Cygnus X-3[25]. Le taux d'expansion de Cyg X-3, comparable à celui du microquasar SS 433, situé dans la constellation de l'Aigle, est établi à Modèle:Nobr par jour, tandis que la vitesse d'expansion linéaire est estimée à une valeur supérieure ou égale à Modèle:Unité[25].

Découverte d'une UHE

En 1983, une source de rayon gamma à Modèle:Lien (UHE) provenant de Cyg X-3 est observée par les astronomes Samorsky et Stamm[28]Modèle:,[29]. L'énergie dégagée par cette source est alors supérieure ou égale à Modèle:Unité et à des valeurs de flux comprises entre Modèle:Unité et Modèle:Unité[29].

Distance et localisation

Complexe de Cygnus X.

Cygnus X-3 est située dans la partie arrière du complexe Cygnus X, une région faisant partie de la constellation du Cygne et située dans l'un des bras de la Voie lactée[27]Modèle:,[30]. Elle se place dans la direction de l'association stellaire Modèle:Lien, à une distance de Modèle:Unité[31]Modèle:,[32]. L'étoile binaire, selon les estimations, se trouve à une distance d'environ Modèle:Unité, à Modèle:Unité (soit environ Modèle:Unité[33]) ou entre Modèle:Unité de la Terre[31]Modèle:,[32]Modèle:,[34].

À l'instant standard du [[J2000.0|Modèle:1er janvier 2000 à minuit]], l'ascension droite de Modèle:Nobr a pour coordonnées : Modèle:Ascension droite[2]Modèle:,[25]. Sa déclinaison a pour coordonnées : Modèle:Déc[2].

Classification et nature des deux corps célestes

Cygnus X-3 est une binaire X à forte masse formée d'une étoile à hélium de classe Wolf-Rayet, type Modèle:Nobr ou Modèle:Nobr[10]Modèle:,[13]Modèle:,[14].

L'étoile est couplée à un corps compact ayant été interprété comme étant une étoile à neutrons ou un trou noir stellaire à faible masse[10]Modèle:,[13]Modèle:,[3]Modèle:,[35]. Dans un cas comme dans l'autre, Cygnus X-3 est un microquasar[11]Modèle:,[12]Modèle:,[36]Modèle:,[37]. Le dépassement de la limite d'Eddington relevé entre l'objet compact et son disque d'accrétion tend à valider l'hypothèse qu'il s'agisse d'une étoile à neutrons[38]. Néanmoins, le spectre de rayon X émis par Cygnus X-3, hormis les effets d'absorption, est très similaire à ceux des trous noirs. Cet élément conforte l'hypothèse que l'objet compact de Cyg X-3 est un trou noir[39].

Caractéristiques physiques, mécaniques et optiques

Cyg X-3 (ici entourée d'un cercle blanc).

La masse solaire de l'étoile est comprise entre Modèle:Unité[10]. Celle de l'objet compact qui l'accompagne est de Modèle:ValM⊙[13]Modèle:,[7]. Le rayon de l'étoile est inférieur à 2[10]Modèle:,[3].

L'objet compact du système Cyg X-3 est entouré d'un disque d'accrétion dont le rayon externe mesure approximativement Modèle:Unité et le rayon interne environ Modèle:Unité[38].

La magnitude apparente visible (V) de l'étoile est Modèle:Nobr[2]. Sa magnitude absolue est Modèle:Nobr[10]. À l'instar de ceux de Cyg X-1, Cyg X-2 et Sco X-1 le spectre électromagnétique de Cyg X-3 débute aux alentours de Modèle:Unité[8]Modèle:,[40]Modèle:,[7]. Il s'étend jusqu'à 90[41] voire Modèle:Unité selon les estimations[11]Modèle:,[42].

La taille angulaire de la binaire X est déterminé à Modèle:Nobr, Modèle:Unité[25].

La période orbitale de Cyg X-3 est de l'ordre de Modèle:Unité[9] Modèle:Incise et son demi-axe majeur est compris entre Modèle:Unité en phase d'expansion et entre Modèle:Unité en phase de contraction[43]. Le demi-axe majeur est de Modèle:Nobr supérieur au demi-axe mineur[25]. La semi-amplitude de la binaire X est de Modèle:Val km/s[10]. L'inclinaison orbitale de Cygnus X-3, non-déterminée, possède très probablement un angle dièdre de faible valeur[14].

La vitesse radiale de Cygnus X-3 est de Modèle:Val km/s[10].

Émissions électromagnétiques

Modèle:Page h' de la source de rayons X émis par Modèle:Nobr.

Émissions de rayons X

L'objet compact de Cyg X-3 émet des rayons X durs, moyens et mous[7]Modèle:,[44]. Les données collectées sur une période de Modèle:Nobr (de 1996 à 2006) par le Modèle:Lang (ASM), instrument chargé sur le télescope spatial Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) ont permis de déterminer que la bande de rayons X mous émis par le corps céleste est comprise entre Modèle:Unité[7]. Les observations réalisées entre 1996 et 2000 grâce au détecteur Modèle:Lang (PCA) ont permis d'établir que la bande de rayon X moyens émis par Cyg X-3 est comprise entre Modèle:Unité[44]. Sur la même période, le détecteur à scintillation Modèle:Lang (HEXTE) a relevé que la bande de rayons X durs est comprise entre Modèle:Unité[44].

Émissions de rayons gamma

Une partie des rayons γ émis par Cyg X-3 sont d'origine hadronique[21]. L'énergie cinétique de l'émission de rayons gamma hadroniques est supérieure à Modèle:Unité[21].

Émissions de particules élémentaires

Modèle:...

Émissions de neutrinos

Le système binaire émet des neutrinos[21]. Ce phénomène, à l'instar de l'émission de rayons gamma, est lié à une interaction proton-proton[21]. Les observatoires spatiaux AGILE et Fermi-LAT ont permis de déterminer que le flux énergétique nécessaire à l'injection protonique est d'environ Modèle:Unité[21]. Cette valeur est en corrélation avec la magnitude bolométrique moyenne de Cygnus X-3 lorsque son corps compact est en état d'hyper-stabilité[21].

Émissions de muons

Notes et références

Notes

Modèle:Références

Références

Modèle:Références

Pour approfondir

Bibliographie

Articles connexes

Liens externes

Modèle:Autres projets

Modèle:Palette Modèle:Portail

  1. ↑ 1,0 et 1,1 Modèle:Chapitre.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 et 2,4 Modèle:Simbad
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  5. ↑ 5,0 5,1 et 5,2 Modèle:Article.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 et 6,7 Modèle:Article.
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  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 et 8,3 Modèle:Chapitre.
  9. ↑ 9,0 et 9,1 Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : aucun texte n’a été fourni pour les références nommées Leverington
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 10,5 10,6 10,7 et 10,8 Modèle:Article.
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