Un article récent publié dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , dirigé par le Dr Kostas Kouroumpatzakis, de l'Institut d'Astrophysique de la Fondation pour la Recherche et la Technologie, Hellas (IA-FORTH), et l'Université de Crète, fournit de nouvelles informations sur le lien entre la luminosité aux rayons X des trous noirs et des étoiles à neutrons en accrétion et la composition des populations stellaires auxquelles ils sont associés. Cette recherche a été menée à l'Institut d'astrophysique de FORTH et à l'Université de Crète.

Ce travail a montré pour la première fois que différentes régions d'une galaxie ont des quantités de métaux très différentes tout en hébergeant de jeunes populations stellaires d'âges très similaires. Le résultat clé, cependant, est que les régions pauvres en métaux ont une luminosité aux rayons X plus élevée.

Cette étude se concentre sur la galaxie voisine NGC922 (Figure 1), une soi-disant "galaxie annulaire, " qui présente un impressionnant anneau d'étoiles et de gaz formé après la collision frontale entre une galaxie naine et une galaxie spirale plus grande. Les étoiles produites par la rencontre ont effectivement le même âge, nous permettant d'explorer le taux de formation des restes stellaires tels que les trous arrière et les étoiles à neutrons.

En utilisant les données spectroscopiques des télescopes de l'ESO, ce travail montre pour la première fois qu'il existe des variations significatives de la métallicité (c'est-à-dire la quantité d'éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium) entre les différentes régions de cette galaxie. Par ailleurs, ces données combinées aux observations du télescope spatial Hubble ont montré que les mêmes régions, malgré leur métallicité différente, hébergent de jeunes populations stellaires d'âges très similaires. Les étoiles viennent de naître :elles ont moins de ~10 millions d'années.

"Le résultat clé de ce travail, cependant, provient de l'émission de rayons X dans ces régions telle que mesurée avec l'observatoire de rayons X Chandra, qui sonde les populations de trous noirs et d'étoiles à neutrons laissées après la fin de la vie des étoiles massives, souvent trouvé dans les systèmes stellaires binaires », explique le Dr K. Kouroumpatzakis. « Les régions à faible métallicité ont une luminosité plus élevée aux rayons X. » En fait, certaines de ces régions abritent un certain nombre de sources de rayons X ultralumineuses, sources déroutantes produisant des luminosités dépassant de loin la luminosité typique des trous noirs en accumulation et des étoiles à neutrons (communément appelées binaires à rayons X) observées dans notre Galaxie.

Bien qu'une tendance similaire ait été observée lors de la comparaison de différentes galaxies, c'est la première fois qu'elle est mesurée au sein d'une même galaxie. Il est donc possible de démêler sans ambiguïté le rôle de la métallicité de l'effet de l'âge des populations stellaires.

Ces résultats sont d'une importance clé pour comprendre l'effet de la métallicité dans la formation et l'évolution des systèmes binaires de rayons X. "C'est un domaine d'étude très actif car il fournit des informations cruciales pour la formation de systèmes binaires de restes stellaires massifs tels que ceux produisant des événements d'ondes gravitationnelles, et parce que les systèmes binaires à rayons X ont peut-être joué un rôle important au début de l'Univers (alors qu'il n'avait qu'environ 3 % de son âge actuel) affectant la formation ultérieure des galaxies, " a conclu le Dr Kouroumpatzakis.

Cette étude a combiné des données pour la galaxie voisine NGC922 de l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA (données de rayons X), le télescope spatial Hubble (imagerie optique), le Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE; infrarouge), et le télescope de nouvelle technologie (NTT) de l'Observatoire européen austral (ESO; spectres optiques). Il a été soutenu par le Conseil européen de la recherche et l'action Marie Skłodowska-Curie RISE.