Rupture explosive d'étoiles par les trous noirs massifs et éruptions X-UV dans les noyaux de galaxies PDF Download
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Book Description
Une étoile typique de la séquence principale peut être brisée dans le champ gravitationnel d'un trou noir massif de plusieurs centaines de milliers à centaines de millions de masses solaires sans toutefois franchir son horizon. Ce processus de rupture est présenté, ainsi que certaines observations d'éruptions de luminosité X-UV en provenance de centres galactiques proches interprétées comme des retombées d'étoiles brisées. Lorsque l'étoile s'aventure suffisamment proche du trou noir, les effets de marée l'aplatissent violemment en une configuration transitoire de "crêpe" ultra-chaude et dense préalablement à sa rupture. Un modèle hydrodynamique basé sur une stratégie numérique de type Godunov a été considéré pour analyser la formation de la crêpe stellaire et suivre le développement associé des ondes de choc. Les simulations hydrodynamiques montrent que les conditions thermodynamiques induites au coeur de l'étoile comprimée autorisent le déclenchement de réactions thermonucléaires explosives. En outre, elles font apparaître que les ondes de choc transportent à la surface de l'étoile un bref et intense pic de température susceptible d'engendrer un nouveau type de sursaut X ou gamma. Cette signature observationnelle permettrait ainsi de détecter directement des ruptures d'étoiles. La fréquence de tels sursauts est estimée à environ 10-5 par an par galaxie. Puisque la majorité des galaxies abritent un trou noir massif en leur centre, et puisque l'Univers est transparent aux rayonnements X et gamma, plusieurs événements de ce genre seraient détectables chaque année dans l'ensemble de l'Univers observable.
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Une étoile typique de la séquence principale peut être brisée dans le champ gravitationnel d'un trou noir massif de plusieurs centaines de milliers à centaines de millions de masses solaires sans toutefois franchir son horizon. Ce processus de rupture est présenté, ainsi que certaines observations d'éruptions de luminosité X-UV en provenance de centres galactiques proches interprétées comme des retombées d'étoiles brisées. Lorsque l'étoile s'aventure suffisamment proche du trou noir, les effets de marée l'aplatissent violemment en une configuration transitoire de "crêpe" ultra-chaude et dense préalablement à sa rupture. Un modèle hydrodynamique basé sur une stratégie numérique de type Godunov a été considéré pour analyser la formation de la crêpe stellaire et suivre le développement associé des ondes de choc. Les simulations hydrodynamiques montrent que les conditions thermodynamiques induites au coeur de l'étoile comprimée autorisent le déclenchement de réactions thermonucléaires explosives. En outre, elles font apparaître que les ondes de choc transportent à la surface de l'étoile un bref et intense pic de température susceptible d'engendrer un nouveau type de sursaut X ou gamma. Cette signature observationnelle permettrait ainsi de détecter directement des ruptures d'étoiles. La fréquence de tels sursauts est estimée à environ 10-5 par an par galaxie. Puisque la majorité des galaxies abritent un trou noir massif en leur centre, et puisque l'Univers est transparent aux rayonnements X et gamma, plusieurs événements de ce genre seraient détectables chaque année dans l'ensemble de l'Univers observable.
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Ce manuscrit rassemble une série de travaux observationnels et phénoménologiques relatifs à des objets compacts variables du centre de notre Galaxie, à savoir le trou noir supermassif central, Sagittarius A*, et des étoiles à neutrons hébergées par des sursauteurs X. La première partie traite de la source Sgr A*, sujette à des éruptions quotidiennes, dont les mécanismes déclencheurs et les processus de rayonnement sont encore inconnus. Cette activité éruptive a été sondée par l'intermédiaire de plusieurs vastes campagnes d'observations multi-longueurs d'onde (en rayons gamma, rayons X, infrarouge et submillimétrique) étalées entre 2007 et 2009. Des données recueillies simultanément par les instruments XMM-Newton/EPIC, INTEGRAL/ISGRI+JEM-X, Fermi/LAT, VLT/NACO+VISIR et APEX/LABOCA, lors de plusieurs nouvelles éruptions majeures, ont ainsi permis de caractériser en détail le comportement spectro-temporelle de ces dernières et de contraindre les modèles d'émissions non-thermiques du milieu radiatif (synchrotron, Compton inverse, plasmoïde en expansion). Dans un second temps, une vingtaine de sursauts X de type I en provenance de deux binaires X de faible masse transitoires du noyau Galactique, GRS 1741.9-2853 et AX J1745.6-2901, ont été examinés à travers les données de différents satellites X de basse énergie (2-30 keV). Ces observations ont été discutées dans le cadre théorique, relativement bien établi, d'explosions thermonucléaires d'un mélange hydrogène-hélium, amassé à la surface d'étoiles à neutrons accrétantes.
Author: David S. Stevenson Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1461481368 Category : Science Languages : en Pages : 373
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What happens at the end of the life of massive stars? At one time we thought all these stars followed similar evolutionary paths. However, new discoveries have shown that things are not quite that simple. This book focuses on the extreme –the most intense, brilliant and peculiar– of astronomical explosions. It features highly significant observational finds that push the frontiers of astronomy and astrophysics, particularly as before these objects were only predicted in theory. This book is for those who want the latest information and ideas about the most dramatic and unusual explosions detected by current supernova searches. It examines and explains cataclysmic and unusual events in stellar astrophysics and presents them in a non-mathematical but highly detailed way that non-professionals can understand and enjoy.
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Découverts par hasard au début des années soixante, les quasars sont les astres les plus lumineux et les plus distants de l'Univers. Leur puissance vertigineuse est produite dans une région absolument minuscule. On conçoit donc aisément combien ils ont suscité d'intérêt, tant par les phénomènes extraordinaires qui y sont en jeu, que par leurs distances qui en font des sondes de l'Univers lointain et de son passé. On a mis presque vingt ans à admettre qu'ils tiraient leur puissance de la présence d'un trou noir géant en leur sein, et encore vingt autres années à se convaincre que la plupart des galaxies, et même la Voie lactée, contiennent de tels trous noirs qui sont les cadavres des quasars du passé. L'histoire des quasars permet mieux que toute autre d'illustrer le cheminement erratique de la science. Elle montre comment une discipline finit par se structurer après un demi-siècle d'errance, pour déboucher sur un modèle physique cohérent et sur une nouvelle vision de la structuration de l'Univers et de l'évolution des galaxies.
Author: Francesco Ursini Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Des trous noirs supermassifs de plusieurs centaines de millions de masses solaires résident au centre de la plupart des galaxies massives. Dans 90% des cas, ces trous noirs sont dans état quiescent, très peu lumineux. Cependant, dans les 10% restant, des processus extrêmement violents sont observés, avec la libération d'énorme quantités d'énergie no- tamment en UV, X et gamma. On observe aussi parfois des jets puissants de matière pouvant s'étendre sur plusieurs centaines de kpc. Le coeur de ces galaxies sont appelés Noyaux Actifs de Galaxie (NAG). Ce sont parmis les objets les plus lumineux de l'univers. L'accrétion de la matière environnante sur le trou noir supermassif central est unanimement reconnue comme la source d'énergie la plus plausible pour expliquer la puissance phénoménale observée. L'énergie gravitationelle serait ainsi en partie libérée dans un disque d'accrétion, sous forme de rayonnement thermique piquant dans l'optique/UV, et en partie rayonnée en X/gamma par une couronne de plasma chaud présente dans l'environnement proche du trou noir.De nombreux phénomènes sont néanmoins encore très mal connus et beaucoup de ques- tions n'ont toujours pas de réponses satisfaisantes: quelles sont la dynamique et la structure des flots d'accrétion et d'éjection dans les NAG? Quels sont les processus radiatifs produisant le rayonnement UV/X? Quelle est l'origine des différentes composantes spectrales présentes dans ces domaines d'énergie? Cette thèse a pour objectif d'apporter de nouvelles contraintes observationnelles pour meux répondre à ces questions. Son originalité réside dans le développement et l'utilisation de modèles réalistes de Comptonisation thermique permettant d'une part de mieux contraindre les propriétés physiques et géométriques des régions d'émission UV/X et d'autre part de mieux comprendre l'origine des différentes composantes spectrales observées. Nous nous sommes notamment intéressés, au cours de cette thèse, à l'excès d'émission X-mou (
Author: Jonathan I. Katz Publisher: Oxford University Press ISBN: 0198033338 Category : Science Languages : en Pages : 233
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Gamma-ray bursts are the most violent events since the birth of the universe. They are about ten times more energetic than the most powerful supernovae. At their peak, gamma-ray bursts are the brightest objects in space, about 100,000 times brighter than an entire galaxy. And yet until recently these titanic eruptions were the most mysterious events in astronomy. In The Biggest Bangs, astrophysicist Jonathan Katz offers a fascinating account of the scientific quest to unravel the mystery of these incredible phenomena. With an eye for colorful detail and a talent for translating scientific jargon into plain English, Katz ranges from the accidental discovery of gamma-ray bursts (by a Cold War satellite system monitoring the Nuclear Test Ban Treaty) to the frustrating but ultimately successful efforts to localize these bursts in distant galaxies. He describes the theories, the equipment (the most recent breakthrough was made with a telescope you could carry under your arm), and the pioneers who have finally begun to explain these strange bursts. And along the way, he offers important lessons about science itself, arguing that "small science" is as valuable as institutionalized "big science," that observations are more the product of advances in technology than of theory, and that theory is only "the concentrated essence of experiment." With the advent of the space age a mere 40 years ago, we have grown used to strangeness in the universe--and confident in science's ability to explain it. In The Biggest Bangs, Jonathan Katz shows that there are still wonders out there that exceed the bounds of our imagination and defy our ability to understand them.
Author: Gilbert Vedrenne Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 354039088X Category : Science Languages : en Pages : 613
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Since their discovery was first announced in 1973, gamma-ray bursts (GRBs) have been among the most fascination objects in the universe. While the initial mystery has gone, the fascination continues, sustained by the close connection linking GRBs with some of the most fundamental topics in modern astrophysics and cosmology. Both authors have been active in GRB observations for over two decades and have produced an outstanding account on both the history and the perspectives of GRB research.
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Une galaxie est un ensemble d'étoiles (environ une centaine de milliards), cohabitant avec du gaz et de la poussière. L'ensemble des galaxies (plusieurs milliards) et la nature de leur rayonnement témoignent de l'expansion de l'Univers. Selon les dernières recherches, les galaxies n'auraient pas toujours eu la même morphologie. En effet, l'Univers au tout début de sa formation, était très différent de l'Univers que les astronomes observent actuellement. C'est à cette époque que de nombreuses petites galaxies se sont formées, les «bébés-galaxies». L'auteur nous explique la naissance, l'histoire et l'évolution de ces bébés-galaxies. Des paradoxes apparaissent car les observations ne sont pas toujours en accord avec les modèles simulés. Plusieurs scénarios sont envisagés pour expliquer ces paradoxes, parmi lesquelles un changement des lois de la gravitation.
Author: Marc Freitag Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 233
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Ce travail est destiné à éclaircir la structure et l'évolution des noyaux de galaxies, constitués d'un trou noir (TN) très massif entouré d'un amas d'étoiles.
Author: Bob Berman Publisher: Simon and Schuster ISBN: 1786075989 Category : Science Languages : en Pages : 320
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Looking at the night sky, you’d be forgiven for thinking it’s all quiet up there in space. But you’d be wrong. Extreme events are forever unfolding: galaxies explode, cosmic debris hurtles through the heavens and our own Milky Way is on a collision course with the giant Andromeda galaxy. Mayhem moulded the cosmos, shaped life on Earth and at times threatened to end it. With an enduring sense of wonder, through cataclysms great and small, Bob Berman presents a destructive history of our universe.
Author: Matthieu Brassart
Author: Matthieu Brassart
Author: Guillaume Trap
Author: David S. Stevenson
Author: Suzy Collin-Zahn
Author: Francesco Ursini
Author: Jonathan I. Katz
Author: Gilbert Vedrenne
Author: Françoise Combes
Author: Marc Freitag
Author: Bob Berman