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La collaboration MINE : observations multi-longueurs
d’onde simultanées avec INTEGRAL des sources de jets relativistes;
perspectives avec HESS et ANTARES
Yaël Fuchs Service d’Astrophysique, CEA/Saclay
pour la collaboration MINE
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PLAN
I. Présentation des microquasars
1. Spectre général2. Variabilité
II. MINE1. La collaboration internationale
2. Les campagnes d’observations simultanées
3. Premiers résultats sur GRS 1915+105
III. Perspectives avec HESS et ANTARES
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ÉMISSIONS D’UN MICROQUASAR
• Étoile compagnonIR UV
(thermique)
• Poussière ?IR mm
(thermique)
• Éjection à grande échelle
Radio et XInteraction avec environnement
• Disque + couronne ?
X IRtherm + non
therm
• Jets compacts Radio IR X?
(synchrotron)
• VentVisible radio
(free-free)
M•
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SPECTRE GÉNÉRAL D’UN MICROQUASAR
• ex: XTE J1118+480
S. Chaty (APC)
F
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VARIABILITÉ
• Variations = changements d’états
• Courbes de lumière : GX 339-4 / GRS 1915+105
Variation sur des échelles de temps très différentes !
Observations “faciles” à l’échelle humaine
Observations multi- simultanées indispensables !
X (2-10 keV)
Radio (2,25 GHz)
Rau et al (2003)
Courbe de lumière X de GX339-4
1996 2003
GRS 1915+105
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INTEGRAL
X : RXTE synchrotron des jets ? Chandra coupure haute énergie ?
raies nucléaires ?
TCS & IAC80, INT, NOT
Liverpool Telescope, Calar Alto
IR & Visible Skinakas, Gunma, LOT UKIRT, Gemini ESO NTT, HST
MERLIN Ryle Telescope VLA & VLBA
GMRTATCA
Service d’Astrophysique + nombreux instituts internationaux
observations multi- simultanées :
La collaboration MINE = Multi- Integral NEtwork : Observations multi-longueurs d’onde
des binaires X de notre Galaxie
Radio
?GLAST ? HESS ?
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Liste de sources pour lesquels PI ou co-I avec INTEGRAL (temps garanti ou ouvert > 106 s) GRS 1915+105, SS433, Cyg X-1, Cyg X-3, Sco X-1 …
propositions d’observation multi- acceptées pour la plupart GPS (Galactic Plane Scan) :
- Observation tous les ~12 jours avec INTEGRAL- Observations simultanées multi- ~ 1 fois / mois
ToO (Target of Opportunity) : déclenchées par INTEGRAL ou autres télescopes
IBIS team, 29 janv. 2003
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Campagnes d’observations multi- de MINE
• Très difficiles à organiser :
changements programme + ToOs
+ météo !
• Observations “ régulières ” : 12 mars, 24 mars, 17 avril Cyg X-1 : 7-11 juin
• Target of Opportunity (ToO): - XTE J1720-318 : 27 fev. INTEGRAL, RXTE, ESO/NTT - GRS 1915+105 : 24 mars, 2 avril, 17 avril
Y. Fuchs (SAp)
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105
Hannikainen (Helsinki), Mocoeur (SAp)
GRS 1915+105
1901+03
Hannikainen (Helsinki), Rodriguez (SAp), Pottschmidt (ISDC)
ISGRI :
SPI :
! RÉSULTATS PRÉLIMINAIRES !
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105courbes de lumière
Y.Fuchs (SAp), + G. Pooley (RT), S. Trushkin (SAO), V. Dhawan (NRAO)
Niveau radio élevé ( > 100 mJy)
+ sursauts radio
Niveau X (“mous”) moyen
+ sursaut
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105jets radio
V. Dhawan (NRAO), M. Ribó (SAp)
Jet compact radio : explique le niveau radio élevé
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105infrarouge
• courbe lumière ESO NTT (Ks) : flux élevé + petites oscillations
2 avril 2003
T.U. S. Chaty (APC)
Ks (2.2 m)
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105X “basse énergie”
QPO à 2.5 Hz :niveau fort ~14%aussi vu par JEM-X
caractéristique d’un état low/hard = état dur en X
Spectre de puissance :
RXTE/PCA (3-30 keV)
Hz J. Rodriguez (SAp)
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105X et gamma
J. Rodriguez (SAp)
• spectre JEM-X2 (5-20 keV), HEXTE (20-200 keV), ISGRI (25-600 keV) compatibles, en loi de puissance pour énergies > 20 keV
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105ISGRI et SPI
P. Goldoni, P. Sizun (SAp)
SPI
ISGRI
Spectre X “durs” / très mou : indice de photon (pente) ~ -3.5 ! état dur en X
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PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105distribution spectrale d’énergie
Données quasi-simultanées tests avec modèles
S. Chaty (APC) + MINE
F
2 avril 2003
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PERSPECTIVES avec HESS et ANTARES
• Suivi multi- des blazars
+ Déclenchement observations HESS quand sursaut géant ou éjections superluminiques dans un microquasar, ex: GRS 1915+105, XTE J1550-564 (suivi sur semaines, ans…)
• ANTARES: détection de neutrinos TeV juste avant sursaut radio qui conduit à des éjections majeures (voir Levinson et Waxman 2001)
GRS 1915+105
Klein-Wolt et al. 2002
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CONCLUSION
Aspect multi- essentiel à la compréhension des binaires X / microquasars et des quasars / blazars
Collaborations indispensables pour observations multi- simultanées
MINE web page:
http://elbereth.obspm.fr/~fuchs/mine.html
Développements similaires souhaitables pour:
- émissions très haute énergie
- neutrinos haute énergie (ANTARES)
Garantir un retour scientifique à la hauteur des investissements français
dans les missions européenne INTEGRAL, HESS et ANTARES