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

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

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•

SPECTRE GÉNÉRAL D’UN MICROQUASAR

• ex: XTE J1118+480

S. Chaty (APC)

F

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

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 ?

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

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)

PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105

Hannikainen (Helsinki), Mocoeur (SAp)

GRS 1915+105

1901+03

Hannikainen (Helsinki), Rodriguez (SAp), Pottschmidt (ISDC)

ISGRI :

SPI :

! RÉSULTATS PRÉLIMINAIRES !

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

PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105jets radio

V. Dhawan (NRAO), M. Ribó (SAp)

Jet compact radio : explique le niveau radio élevé

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)

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)

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

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

PREMIERS RÉSULTATS: GRS 1915+105distribution spectrale d’énergie

Données quasi-simultanées tests avec modèles

S. Chaty (APC) + MINE

F

2 avril 2003

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

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