Des scientifiques de l'équipe du télescope à modulation de rayons X durs (Insight-HXMT) ont présenté leurs nouveaux résultats sur les binaires de rayons X des trous noirs et des étoiles à neutrons lors d'une conférence de presse tenue le 25 octobre lors de la première Assemblée des sciences spatiales de Chine à Xiamen.

Les binaires à rayons X sont des étoiles binaires qui émettent des rayons X et sont composées d'une étoile normale et d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir. La gravité de l'étoile à neutrons très dense ou du trou noir fait tomber la matière de l'étoile normale vers elle, créant un disque d'accrétion à rotation rapide qui émet un rayonnement X intense. Les binaires à rayons X sont une cible de recherche importante pour ceux qui essaient de comprendre les champs gravitationnels et magnétiques puissants et la matière qui en est affectée.

Les scientifiques d'Insight-XHMT ont pu étudier les oscillations quasi-périodiques (QPO) dans des binaires de rayons X de trous noirs jusqu'à 100 keV, une augmentation par rapport à la limite supérieure précédente de 30 keV. Ils ont révélé la dépendance énergétique de l'amplitude QPO et des plages de fréquence centroïde de 1 à 100 keV. Ces réalisations dépassent ce qui était possible avec les satellites précédents et ouvrent une nouvelle fenêtre pour les études sur les trous noirs.

Une étude temporelle détaillée de la source de rayons X persistante la plus brillante Sco X-1 a également été menée à l'aide des données Insight-HXMT. Les résultats ont donné trois informations clés :1) Tous les types de QPO proviennent d'émissions non thermiques; 2) La région la plus interne du disque d'accrétion est de nature non thermique ; et 3) La couronne n'est pas homogène géométriquement.

Pour la première fois, les scientifiques ont observé le changement soudain de l'état du disque d'accrétion lorsque l'intensité des rayons X d'un binaire de rayons X d'une étoile à neutrons atteint une certaine valeur. Cela a vérifié la théorie, proposé il y a près de 50 ans, que la pression de rayonnement de la lumière provoque une mutation structurelle du disque d'accrétion.

Autrefois, le refroidissement corona a été détecté en empilant une série de sursauts courts de type I qui se sont produits pendant l'état bas/dur d'un binaire de rayons X d'étoile à neutrons. L'étude actuelle représente la première fois que l'on observe le refroidissement rapide d'une couronne très chaude - généralement à une température élevée de plusieurs centaines de millions de degrés - via une "pluie" de photons de rayons X de faible énergie provenant d'un seul sursaut thermonucléaire à la surface d'une étoile à neutrons. Cette méthode fournit un moyen presque unique pour étudier les propriétés physiques et le mécanisme de chauffage de la couronne à haute température. Aussi, l'interaction entre un sursaut thermonucléaire et un disque d'accrétion détecté en un seul sursaut fournit probablement une nouvelle méthode pour contraindre le rayon le plus interne du disque d'accrétion.

En outre, les scientifiques ont confirmé que l'énergie de la raie d'absorption cyclotron à rayons X de la célèbre étoile à neutrons binaire à rayons X Her X-1 ne diminue plus. Les données prouvent que l'intensité du champ magnétique près de la zone de rayonnement X est devenue stable après près de 20 ans de lent déclin.

Insight-HXMT, en tant que premier satellite d'astronomie à rayons X de la Chine, a observé de nombreux trous noirs, étoiles à neutrons et sursauts gamma avec une précision et une cadence élevées depuis son lancement le 15 juin, 2017. Le satellite comprend trois télescopes à rayons X collimatés :le télescope à rayons X à haute énergie, le télescope à rayons X à moyenne énergie, et le télescope à rayons X à basse énergie, ainsi qu'un moniteur d'environnement spatial.

Jusque là, le satellite a effectué plus d'un millier d'observations et généré 29 To de données scientifiques. Tout à fait, plus de 10 articles scientifiques ont été acceptés ou publiés dans les principales revues internationales d'astrophysique, avec d'autres résultats de recherche importants encore en cours de publication.