LALUMINIUM DANS LA VOIE LACTEE Lastronomie gamma.
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L’ALUMINIUM DANS LA VOIE LACTEE
L’astronomie gamma
Plan Les grands traits de
l’astronomie gamma Le domaine gamma Les télescopes gamma
l’Aluminium 26 dans la voie lactée
Les processus nucléaires d’émission La désintégration de radionucléides cosmiques: la
décroissance de l’aluminium Les sites de nucléosynthèse de l’aluminium Répartition dans la galaxie des sources d’aluminium
Historique
1900 : P. Villard, Découverte des rayons gamma 1958 : Ph. Morrison : Prédictions 1958 : Peterson & Winckler détection de la
première raie gamma lors de l’éruption solaire 1968 : OSO-3 Raie gamma de haute énergie dans
la galaxie 1979 : HEAO-3 découverte de Al26 de notre galaxie 2002 : La mission « INTEGRAL »
L’astronomie gamma comme un diagnostique pour détecter les sites cosmiques aux abondances isotopiques.
Les grands traits de l’astronomie gamma
Une atmosphère terrestre opaque Des longueurs d’onde inférieures aux
distances inter-atomiques Des quantas peu nombreux mais très
énergétiques Un bruit de fond nuisible
Le domaine gamma
Aspect corpusculaire des photons gamma Découpage des domaines: Gamma E>30KeV Trois bandes spectrales :10MeV, GeV, N proportionnel à E puissance (- α)
g
Collecter des photons gamma par:
Réflexion
Rayon X ▬► Rayon gamma
combinaison de miroir à incidence rasanteE= К.f/D
D=1m, f=10m ▬► E=10 KeV
Accroître la réflectivité : revêtement des surfaces multicouches
.
Diffraction Diffraction de Laue
Loi de Bragg:
Sinθ= nλ/2d
Germanium d=5.65A
λ= 2.43 10(-2) E=511KeV
θ=0.12°
Localiser les sources des photons gamma
CollimateursBasses énergies, effet photoélectrique est dominant
tanθ=d/2HMultiplier les éléments, réduire θ
Dispositifs à ouverture codée
tanθ=d/H
H=10m, d= qqu. mm
Précision qqu. min d’arc
Mesurer le bruit de fond
Image
Courbe de lumière
Spectre
Mécanismes d’émission des Rayons gamma cosmiques
Eléctromagnétiques
Le BermsstrahlungEffet Compton inverse Rayonnement synchrotronPar rayon de courbure
Annihilation et décroissance de particules
Annihilation matière antimatière Annihilation électron positon Annihilation proton antiproton Décroissance des particules issues des interactions de rayon cosmique
Nucléaires
désintégration et désexcitation capture de neutron collision de noyaux
Capture de neutron
Désintégration des noyaux instables
Désexcitation des noyaux atomiques
Synthèse des radionucléides
Désintégration dans des milieux transparents
Processus de perte de masse Transfert de matière entre les étoiles binaires Les vents stellaires: dans les étoiles de type solaire de la
séquence principale (m>40Ms)/ 10-9 à -5 Ms par an
Soleil: 10-14 Ms V= 400 km/s
Wolf Rayet : 10-5 Ms V=3000 km/s
*Processus long, seul les radionucléides à longue durée de vie sont observables
. les phases explosives de l’évolution stellaire
*dans le cas des supernova type II & Ib, les radionucléides à très courte durée de vie ne sont pas observables
*Par contre ces radionucléides sont observable dans le cas des novas et des supernovas type Ia
Raies gamma issues des désintégrations
de radionucléides cosmiques
.
Mécanisme de nucléosynthèse : capture de proton par un noyau de Mg25
Observable car il a une longue durée de vie
Site de nucléosynthèse de l’aluminium 26
les milieux riches en noyaux de Mg et en protons, portés à très haute température pour favoriser les réactions Mg(p,G)Al26
Wolf – Rayet:
2-3 Ms / million d’années
Étoiles sur la branche asymptotiques des géantes rouges:
AGB de petite masse: résultent de l’évolution d’étoile de masse: 1 ou 3à 4 Ms: peu d’aluminium injecté
AGB massive: résultent de l’évolution des étoile de masse 4 à 5 Ms : 3. 10(-5) Ms / an
. Novas :
10(-6) à 10(-7) Ms / an
Supernova:
2.5 supernovas / siècle relâchant en moyenne 8. 10 (-5) Ms
Répartition des sources d’aluminium