Émissions inattendues de rayonnements gammas par des novae classiques

Une équipe internationale de scientifiques, comprenant des chercheurs1 de laboratoires français dont l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie à Toulouse (CNRS/CNES/Université Paul Sabatier-Toulouse III) et le Laboratoire physique subatomique et cosmologie à Grenoble (CNRS/UJF/Grenoble INP), a détecté pour la première fois une émission de photons gammas en provenance de trois novae dites classiques, en utilisant le télescope LAT1 de l’observatoire Fermi (NASA). Une telle émission de rayonnements gammas dans une nova classique est une découverte surprenante qui permettra d’obtenir des informations sur les mécanismes d’accélération au sein de ces objets et aboutit à la détermination d’une nouvelle classe d’émetteurs gamma de haute énergie.

En 2010 la même collaboration avait observé une émission gamma de haute énergie2 d’une nova symbiotique (V407 Cyg, Abdo et al., 2010) tout aussi surprenante. Elle proposait alors une explication possible par des mécanismes propres à ce type de nova. Avec ces nouvelles observations, la collaboration Fermi se confronte de nouveau à un phénomène surprenant d’émission gamma mais cette fois en provenance de novae classiques.
Les novae classiques sont des phénomènes d’explosion thermonucléaire se produisant à la surface d’une naine blanche qui accrète de la matière d’une étoile de la séquence principale dans un système binaire très serré. Les novae symbiotiques quant à elles diffèrent des novae classiques par le fait qu’elles impliquent une géante rouge au lieu d’une étoile de la séquence principale. Pour ces dernières une explication à l’émission de photons gamma pouvait être donnée par la présence des particules accélérées dans le choc entre l’éjecta et le vent dense de l’étoile secondaire. Or dans le cas des novae classiques, les étoiles secondaires n’émettent pas de vent dense, ce qui pose à nouveau le problème de l’origine de l’émission gamma. Nous avons donc ici un résultat intéressant qui offre de la matière pour comprendre plus avant les mécanismes d’accélération au sein de ces objets.
Parmi les hypothèses envisagées, celle qui suppose la présence de chocs internes dans l’enveloppe de la nova – qui accélèreraient les particules à des vitesses relativistes – semble privilégiée. La nature des particules de haute énergie qui sont à l’origine de l’émission gamma (protons ou électrons) n’est pas encore déterminée, l’analyse spectrale autorise les deux types de particules pour expliquer le rayonnement observé.

Les émissions gamma de ces quatre novae (les trois classiques et la symbiotiques) relativement proches3 sont similaires. Elles ont été détectées pendant une vingtaine de jours. Ces observations suggèrent que toutes les novae sont des émetteurs de photons gamma de haute énergie pendant leur explosion.

Images des 4 novae prises avec le télescope LAT de l’observatoire Fermi de la NASA dans le domaine gamma. © Collaboration Fermi/NASA

• Article : Fermi Establishes Classical Novae as a Distinct Class of Gamma-Ray Sources, The Fermi-LAT Collaboration, Science, 1er Août 2014
• Communiqué de Presse du CNRS INSU : http://www.insu.cnrs.fr/node/4962
• Communiqué de Presse de la NASA : http://www.nasa.gov/press/2014/july/nasas-fermi-space-telescope-reveals-new-source-of-gamma-rays/