Étudier les sources de rayons X dans le propre globulaire NGC 362

Cet article parle d'un groupe d'étoiles qu'on appelle des Amas globulaires, en se concentrant sur un amas spécifique nommé NGC 362. Les amas globulaires contiennent beaucoup d'étoiles très serrées les unes contre les autres. Cette proximité entre les étoiles mène à des interactions et des processus intéressants. Un de ces amas, NGC 362, a été étudié grâce aux observations de télescopes spatiaux comme Chandra et Hubble. L'objectif de ces études était de trouver et de comprendre différents types de sources de rayons X, qui sont des étoiles émettant des rayons X à cause de processus spécifiques.

#Qu'est-ce que les amas globulaires ?

Les amas globulaires sont des collections sphériques d'étoiles qui orbitent autour des galaxies. Ces amas ont des densités élevées, ce qui signifie que beaucoup d'étoiles sont entassées très proches les unes des autres. À cause de cette densité, les étoiles peuvent interagir plus fréquemment. Ça mène à divers processus, comme des collisions d'étoiles, le transfert de masse entre étoiles, et la création de systèmes d'étoiles binaires-où deux étoiles sont liées gravitationnellement.

Les amas globulaires sont généralement composés d'étoiles plus vieilles, qui sont souvent très différentes des étoiles plus jeunes trouvées dans d'autres zones d'une galaxie. Certains types d'étoiles uniques, comme les Pulsars à millisecondes, les Variables cataclysmiques, et les binaires X à faible masse, peuvent se former dans ces environnements.

#Qu'est-ce que les sources de rayons X ?

Les sources de rayons X sont des types spécifiques d'étoiles qui émettent des rayons X. Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute énergie. Les étoiles peuvent produire des rayons X à travers différents processus :

1. Binaries X à faible masse (LMXBs) : Ce sont des paires d'étoiles où une étoile est un objet compact, comme une étoile à neutrons ou un trou noir, et l'autre est une étoile plus petite. L'objet compact attire du matériau de l'étoile compagnon, formant un disque d'accrétion autour de lui. Le matériau chauffe en tombant vers l'objet compact et émet des rayons X.

2. Variables cataclysmiques (CVS) : Ce sont un autre type de système binaire où une étoile naine blanche attire du matériau d'une étoile principale ou évoluée.

3. Pulsars à millisecondes (MSPS) : Ce sont des étoiles à neutrons en rotation rapide qui émettent des rayons X et des ondes radio. On pense qu'elles se forment à partir de LMXBs après que le transfert de masse cesse.

4. Binaries actives (ABs) : Ce sont des systèmes binaires où les deux étoiles montrent une forte émission de rayons X à cause d'une activité magnétique.

#Observations de NGC 362

Les observations de NGC 362 se concentraient sur l'identification et l'analyse des sources de rayons X dans l'amas. L'Observatoire spatial Chandra a été utilisé pour détecter ces sources, tandis que le télescope spatial Hubble a fourni des informations supplémentaires sur les éventuels homologues optiques des sources de rayons X.

Durant cette étude, 33 sources de rayons X ont été trouvées dans une zone spécifique autour du centre de l'amas. Une de ces sources, appelée X1, était particulièrement brillante et montrait des signes d'être une binaire X à faible masse quiescente. Ça veut dire que c'est un système binaire où l'accrétion de matériau sur l'objet compact est à un niveau bas, le rendant moins actif que d'autres types de binaires X.

#Identification des homologues

Pour mieux comprendre les sources de rayons X, les chercheurs ont cherché des homologues optiques dans les données de Hubble. Les homologues optiques sont des étoiles normales qui peuvent être observées dans d'autres longueurs d'onde de lumière, comme la lumière visible. En comparant les positions des rayons X avec les données optiques, les chercheurs espéraient trouver des candidats pour chaque Source de rayons X.

Quinze homologues optiques ou ultraviolets potentiels ont été identifiés, incluant deux noyaux galactiques actifs (AGN) en arrière-plan. Aucun variable cataclysmique probable n'a été trouvé, probablement à cause de la nature encombrée de l'amas, ce qui a rendu difficile l'observation de ces sources. Cependant, l'étude a suggéré qu'il pourrait y avoir environ huit variables cataclysmiques parmi les sources de rayons X détectées.

#Caractéristiques des sources détectées

La source la plus brillante, X1, montrait une émission semblable à celle d'un corps noir, indiquant qu'elle pourrait être une binaire X à faible masse tranquille. Il est probable qu'elle soit associée à une autre étoile qui tombe dans la catégorie des sous-sous-géantes, qui décrit des étoiles plus faibles que les sous-géantes mais plus rouges que les étoiles de la séquence principale.

D'autres candidats intéressants incluent trois sous-sous-géantes supplémentaires et deux homologues de stragglers rouges, qui pourraient être alimentés par une activité magnétique. De plus, il y avait deux candidats inhabituels qui semblaient être un mélange d'une géante rouge et d'une source lumineuse bleue brillante, indiquant qu'ils pourraient avoir des histoires évolutives uniques.

#Propriétés de NGC 362

NGC 362 est situé à environ 8,8 kiloparsecs de distance. L'amas a un rayon de demi-masse d'environ 0,82 arcminutes et une metallicité de -1,3, ce qui indique une quantité plus faible d'éléments lourds comparé au Soleil. Son âge est estimé à environ 11 milliards d'années.

La densité et la structure de NGC 362 jouent un rôle dans les types d'étoiles qui peuvent se former à l'intérieur de ses limites. Les interactions entre les étoiles sont plus fréquentes, ce qui augmente la probabilité de former diverses sources de rayons X par rapport à des environnements moins denses.

#Le rôle de Chandra et Hubble

L'Observatoire spatial Chandra a permis des observations à haute résolution des sources de rayons X, tandis que le télescope spatial Hubble a fourni les données optiques nécessaires pour chercher des homologues. Ces outils sont essentiels pour étudier les amas globulaires, particulièrement ceux comme NGC 362, qui sont densément peuplés d'étoiles. La combinaison des données des deux observatoires a conduit à une meilleure compréhension des sources de rayons X et de leurs homologues optiques potentiels.

#Modèles de population stellaire dans NGC 362

L'étude a révélé que NGC 362 a un mélange de différents types de sources de rayons X, incluant des binaries X à faible masse et potentiellement d'autres systèmes binaires. Les émissions de rayons X étaient concentrées dans le cœur de l'amas, suggérant que beaucoup de ces sources sont directement liées à l'environnement à haute densité de NGC 362.

La distribution radiale des sources a indiqué qu'il y a moins d'objets en arrière-plan à certaines distances du centre de l'amas. La plupart des sources trouvées dans le cœur sont probablement des membres de l'amas plutôt que des sources d'arrière-plan.

#Analyse statistique des sources de rayons X

Les chercheurs ont effectué diverses analyses statistiques pour comparer le nombre observé de sources de rayons X dans NGC 362 avec d'autres amas globulaires. Les résultats suggèrent que le nombre relatif de sources dans NGC 362 est inférieur à ce qui était attendu en se basant sur d'autres amas selon leurs taux de rencontre stellaires.

Cette différence pourrait être due à plusieurs facteurs, y compris la destruction de binaires dans l'environnement encombré de l'amas, ou la possibilité que certaines sources de rayons X échappent à la détection à cause de l'encombrement dans les observations optiques.

#Conclusions

En résumé, l'étude de NGC 362 fournit des informations intéressantes sur les sources de rayons X au sein des amas globulaires. Un total de 33 sources de rayons X ont été identifiées et analysées, avec la source la plus brillante classée comme une binaire X à faible masse quiescente.

La recherche d'homologues optiques a révélé plusieurs candidats, mais la nature encombrée de l'amas a probablement caché beaucoup d'autres. Les résultats soulèvent des questions sur le vrai nombre de variables cataclysmiques présentes dans NGC 362 et mettent en avant l'importance d'utiliser des techniques d'observation avancées.

Les recherches futures pourraient se concentrer sur l'obtention d'images plus profondes dans différentes longueurs d'onde, ce qui pourrait aider à découvrir plus de sources de rayons X et fournir de nouvelles perspectives sur la dynamique complexe des amas globulaires comme NGC 362.

Dans l'ensemble, l'étude de NGC 362 enrichit non seulement nos connaissances sur les sources de rayons X mais approfondit aussi notre compréhension de l'évolution stellaire et des interactions dans les amas globulaires.