Le 1er mai Le vaisseau spatial Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA est rentré et a brûlé dans l'atmosphère terrestre. Bien qu'il ne soit pas aussi connu du public que Hubble et Chandra, RXTE se classe parmi les missions d'astrophysique les plus réussies de la NASA. Au cours des 16 dernières années, RXTE a continuellement "écouté" les flux de rayons X provenant des trous noirs, étoiles à neutrons et pulsars.

Les pulsars sondent la physique de la matière dans les conditions les plus extrêmes, répondre à des questions inaccessibles dans les laboratoires terrestres. Avec les trous noirs, les étoiles à neutrons sont responsables de l'injection de la majorité des rayonnements ionisants - rayons X et rayons gamma - dans le milieu interstellaire, et leurs événements de naissance et de mort produisent la majorité des éléments plus lourds que le fer. La conclusion surprenante est qu'ils sculptent les conditions nécessaires à l'apparition de la vie dans le cosmos.

Alors que certains télescopes regardent les longueurs d'onde visibles émises par les étoiles, RXTE a affiné spécifiquement les rayons X. Comparé au ciel nocturne relativement immuable que nous voyons avec nos yeux, l'univers des rayons X est dynamique et rempli de sursauts, pulsations et fusées éclairantes. Ce rayonnement provient de la matière chauffée à des millions de degrés alors qu'elle est engloutie par des "étoiles zombies".

Loin d'être super rare, notre propre galaxie contient probablement des millions de ces reliques stellaires dégénérées, laissés pour compte après l'explosion d'étoiles massives lors d'une supernova. La plupart de ces étoiles zombies sont invisibles, mais RXTE pouvait entendre le "son" d'eux grignotant des étoiles voisines !

Vous connaissez peut-être le cliquetis familier d'un compteur Geiger à partir de représentations télévisées et cinématographiques de scientifiques travaillant avec des matières radioactives. De la même manière, RXTE était comme un compteur Geiger géant, la taille d'un SUV, rempli de gaz Xénon et d'une grille d'électrodes haute tension. Chaque photon de rayon X qui traversait le gaz générait une minuscule impulsion de tension qui s'enregistrait sur l'électronique sensible et enregistrait son arrivée précise.

En utilisant des codes informatiques basés sur les mêmes mathématiques utilisées par l'analyseur de spectre dans un studio d'enregistrement musical, des astrophysiciens comme moi et mes étudiants de l'UMass Lowell analysent le flux de photons entrants à la recherche de motifs. Ensuite, nous utilisons la physique pour interpréter les schémas de la même manière qu'un cardiologue interprète un tracé ECG. Nous pouvons révéler ce qui se passe lorsque la matière tombe dans les trous noirs, ou alors qu'il tourbillonne autour d'une étoile à neutrons - les objets les plus denses et les plus magnétiques de l'univers.

RXTE a détecté de nombreux pulsars – des étoiles à neutrons qui produisent des rayons X de la même manière que les aurores sur Terre, mais à des énergies beaucoup plus élevées. Le champ magnétique du pulsar (un billion de fois plus fort que le champ terrestre) capte le vent stellaire, un flux de particules énergétiques d'une étoile voisine, tout comme le vent solaire est capté par la Terre. Le champ magnétique du pulsar accélère alors ces particules vers ses pôles, où ils s'écrasent et libèrent leur énergie, éclairant les régions polaires comme des aurores.

RXTE est mort, mais les astrophysiciens explorent la physique fondamentale des étoiles à neutrons et des trous noirs à travers ses énormes archives de données. Nous analysons les signaux des pulsars, et le bruit émis par les trous noirs, en utilisant une combinaison de mathématiques qui inclut la relativité générale d'Einstein, et l'électromagnétisme. Nous construisons ensuite des modèles informatiques qui tentent de cartographier physiquement leurs « aurores boréales » aux rayons X.

Quand j'étais étudiant à la fin des années 90, nous avons pointé RXTE vers une galaxie proche, le Petit Nuage de Magellan, dans l'espoir de découvrir combien de pulsars existaient en dehors de notre propre galaxie. Nous avons été étonnés de trouver trois pulsations en même temps. Notre record est devenu sept pulsars actifs simultanément, atteignant finalement un total de plus de 50 dans cette minuscule galaxie.

Aujourd'hui, d'autres engins spatiaux, dont Chandra, Swift et XMM-Newton, imager le ciel aux rayons X, mais ils ne peuvent pas fournir ces « oreilles » à rayons X dans tout le ciel. Nous travaillons dur sur une nouvelle mission appelée STROBE-X pour un lancement dans les années 2020 qui nous permettra à nouveau d'entendre la musique.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.