Max et les Microquasars. S. Chaty (UniversitŽ Paris 7 / SAp Saclay) Atelier MAX IAP, Paris, 23 mars 2004

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1 Max et les Microquasars S. Chaty (UniversitŽ Paris 7 / SAp Saclay) Atelier MAX IAP, Paris, 23 mars 2004

2 RŽsumŽ 0. PrŽlude aux microquasars I. Jeunesse des microquasars II. MaturitŽ des microquasars AccrŽtion/Žjection, les jets et les alentoursé III. Max au pays des microquasarsé Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

3 0. PrŽlude aux microquasars: : SS : Microquasar prototype: SS 433, ou comment un objet de la galaxie envoie de la mati re ˆ 0.26c (Γ=1.04( Margon 1984) Observations de raies dõžmission en optique: contenu des jets baryonique PropriŽtŽs trop spžciales pour tre classifiž dans une famille SS433 & W50: 2 x2 (Dubner( et al., 1998) Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

4 I. La jeunesse des microquasars: : 1E : SIGMA en orbite sur Granat, observe des candidats trou noir de la Galaxie 1992: Premier microquasar: : 1E : jets radio bipolaires sõžtendant sur quelques annžes- lumi re (interaction jets/ism) Analogie avec les quasars Le grand annihilateur de la Galaxie M87 1E1740, 1Õx1Õ: Mirabel et al Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

5 I. La jeunesse des microquasars: : le schžma Syst me binaire de la Galaxie, trou noir ou Žtoile ˆ neutron, entourž dõun disque dõaccržtion, et Žtoile compagnon NŽcessitŽ dõobservations multi-longueur longueur dõonde pour percevoir les diffžrents ŽlŽments,, aux diffžrentes Žchelles du syst me Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

6 I. La jeunesse des microquasars: : GRS : DŽcouverte du candidat trou noir GRS , archžtype des microquasars 1994: Observations de mouvement superluminique ˆ v~0.92c Avantages par rapport aux quasars: Plus proches Observation des deux jets: sõapprochant et sõžloignant Echelle de temps dõžjection beaucoup plus courte Analogie physique: les microquasars deviennent des ÒmicroÓ-quasars ˆ part enti re Il ne manque plus que les microblazarsé 10000AU=800mas Mirabel & Rodriguez 1994 Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

7 I. La jeunesse des microquasars: analogie avec les quasars Analogie quasars/ microquasars fructueuse Avantage microquasars: Echelle de temps dõaccržtion/ Žjection proportionnelle ˆ la masse du trou noir Avantages quasars: Application des mod les de jets dans les galaxies actives pour džcrire lõžjection dans les microquasars Chaty, PhD, 1998 Marscher et al (3C120 observže sur 3 ans) Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

8 II. La maturitž des microquasars: : GRS : Premi res observations du lien entre accržtion-žjection chez GRS Disparition de la partie interne du disque dõaccržtion, suivie dõžjection de nuages de plasma relativistes Cycles ržcurrents de ~30-45mn Chaty, PhD, 1998 Mirabel, Dhawan, Chaty et al Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

9 II. La maturitž des microquasars: lõaccržtion Mod le standard: Žmission thermique du disque dõaccržtion multicolore + Žmission non-thermique dõune couronne de plasma Etats bas et haut Mod le concurrent: Žmission synchrotron des jets de la radio jusquõaux X Fender 2001 Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

10 Mod le de XTEJ : disque dõaccržtion + Žmission non- thermique + Žmission de lõžtoile II. La maturitž des microquasars: Spectre dõžmission ˆ large bande Simulation Monte-Carlo non- linžaire avec Chaty et al plasma chaud sphžrique au centre Chaty et al Quelle est la contribution des jets??? ->MAX: sensibilitž + temporel Markoff et al Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars 2004 Chaty et al

11 II. La maturitž des microquasars: lõaccržtion- Žjection Certains microquasars Žmettent ˆ haute Žnergie, leur Žmission Žtant dominže par une loi de puissance (indice spectral 2.5-3), sans coupure spectrale. Quel en est le processus physique sous-jacent: comptonization ou synchrotron? MAX: : polarisation Observations ˆ haute Žnergie: Contraintes sur les mod les dõaccržtion-žjection: Blandford- Payne, Blandford-Znajek,, IMRÉ Jets constitužs de e-/e+ ou e-/p? RŽponse par la džtection de raies dõžmission džcalžes (Doppler) ou dõannihilation?? => Apport de MAX gr ce ˆ sensibilitž Grove et al Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

12 1 kpc II. La maturitž des microquasars:corržlation radio/x Couplage: F rad F X +0.7 Important pour la compržhension du couplage accržtion/žjection et les contraintes des mod les Pas dõamplification Doppler forte: jet de faible vitesse (β<0.8c, Γ<2) Gallo, Fender, Pooley (2003) Couplage ˆ plus haute Žnergie? -> MAX! Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

13 II. La maturitž des microquasars: : les jets CommunautŽ des microquasars: : jet = propagation de nuages de plasma CommunautŽ extragalactique: jet = propagation dõonde de choc Application du mod le de 3C273 ˆ GRS : Propagation dõune onde de choc se formant ˆ 1UA, avec flot dissipatif ˆ v=0.6c Turler, Courvoisier, Chaty, Fuchs, 2004 Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

14 II. La maturitž des microquasars: : observation multi-žchelle des jets Observation dõun jet compact continu dans GRS , 1mas=10UA (Dhawan et al. 2000) Fuchs, Rodriguez, Mirabel, Chaty et al Observation dõžjections sporadiques ˆ grande Žchelle 0.2ÕÕ/semaine Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

15 II. La maturitž des microquasars: lõinteraction jet-milieu interstellaire Observations dõinteractions entre le jet et le milieu interstellaire: GRS (Mirabel, Rodriguez, Chaty et al. 1996), XTE J (Hjellming al. 1998), XTE J (Corbel et al. 2002)É Hjellming et XTE J : Jets en rayons X => AccŽleration des particules jusquõau TeV: : analogue avec quasars Quelle est lõžnergie maximale des e-? -> MAX Ralentissement du jet dans le milieu interstellaire pourrait produire des raies fines de 511 kev: : observables par MAX (meilleure sensibilitž)? Jets ˆ grande distance: 45ÕÕ (Corbel et al. 2002) Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

16 II. La maturitž des microquasars: : observation de microblazars, ULXsÉ Microblazar = Microquasar dont le jet pointe vers lõobservateur V4641 Sgr: ˆ la distance de 6 kpc,, les jets pržsentent une vitesse apparente de v~10c: microblazar? V=0.98c: temps/10, flux*1000, augmentation de lõžnergie des photons MAIS sources difficiles ˆ observer, car les sursauts, bien quõimportants, sont brefs PrŽcession des jets: microblazar intermittent ULXs: : sources ultra-lumineuses lumineuses des autres galaxies pourraient tre des microblazarsé Observation par MAX de ces ULXs, gr ce ˆ sa meilleure ržsolution angulaire V4641 SGR: sursaut en 1 jour, 1.6->12.2 Crab, 14à8.8mag, vent ˆ 5000km/s Chaty et al Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars

17 III. MAX au pays des microquasars: : les questions SensibilitŽ 30 fois meilleure que celle de SPI (10-6 ph/s/cm2 pour des raies fines entre kev et kev) Emission dure liže ˆ la pržsence du jet? Raie dõannihilation Žmise par les microquasars, dans jet ou des e+ impactant le milieu interstellaire? Quelle est la nature du jet? RŽsolution angulaire de ~45Ó (JEM-X: 1Õ): PrŽcision inžgalže permettant de distinguer les sources, en particulier les ULXs Temporel CorrŽlation entre Žmission ˆ haute Žnergie et radio (jet) Polarisation Emission synchrotron ˆ haute Žnergie: : fin du džbat Compton/Synchrotron??? Sylvain Chaty - Atelier MAX 23 mars