Notre galaxie s'est formée a partir d'un nuage de gaz, il y a en environ 12 milliards d'années.
La voie lactée à la forme d'une lentille, elle est épaisse au centre (16 000 années-lumière) et s'amincit sur les bords. Le rayon de notre galaxie est de 50 000 années-lumière est et essentiellement constituée d'étoiles, de corps planétaires non lumineux, de matière interstellaire (gaz et poussière répartis entre les étoiles) et de matière noire encore inconnu, décelée par ses effets gravitationnels. Le mouvement de tout ces astres résulte d'un équilibre entre la force centrifuge et l'attraction gravitationnelle des autres corps. Sa masse est estimée à plus de 200 milliards de fois celle du soleil (M soleil : 1.989.10^30 kg) mais ne connaissant pas la répartition du type d'étoile (voir tableau ci dessous) que contient notre galaxie et sachant qu'une étoile peut avoir une masse comprise entre 0.1 et 100 fois celle du soleil, il est difficile d'estimer le nombre total d'étoiles de notre galaxie. Certain l'estime à 100 d'autres à 300 milliards.
Le trou noir central de notre Galaxie
La découverte d'une source de haute énergie
Le centre exact de notre Galaxie, la Voie Lactée, constitue encore une énigme totale. La présence d'un trou noir hyper-massif, de plus de deux millions de fois la masse du Soleil, est fortement suggérée par l'existence d'une source d'onde radio compacte et d'une forte concentration de matière modifiant le mouvement des étoiles. Un trou noir aussi massif dans une région si dense devrait inévitablement produire une forte émission de photons de haute énergie, en particulier dans le domaine des rayons X et gamma. Jusqu'ici, seule une émission de rayons X de moyennes énergies avait pu être décelée grâce au satellite Chandra. Pour la première fois, le satellite INTEGRAL vient d'obtenir une image très précise à haute énergie de la région la plus centrale de la Galaxie. Cette carte montre clairement la présence d'une source faible, coïncidant avec la position du centre. La très basse luminosité de cette source, trois milliards de fois plus faible que la luminosité attendue, rend encore plus énigmatique le comportement du trou noir massif
Un trou noir hyper-massif au centre dynamique de notre Galaxie
La seule émission clairement détectée au centre dynamique de la Galaxie a été longtemps une unique source compacte d'ondes radio, dénommée SgrA* (car située dans la constellation du Sagittaire). Une première étape a été franchie en 1999 par la découverte du satellite Chandra de la NASA d'une émission persistante de rayons X de moyenne énergie (0.5-8 keV) provenant également de SgrA*. Très récemment enfin, des mesures effectuées dans l'infrarouge ont révélé que les étoiles situées près de SgrA* décrivaient des orbites expliquées par la présence d'un objet compact super-massif, considéré comme un trou noir, et dont la masse est estimée à 2.6 millions de fois la masse du Soleil. La présence d'un trou noir massif au centre de la Galaxie avait été prédit dès 1971 par les astrophysiciens anglais Lynden-Bell et Rees. Dans ce scénario, un disque de matière ceinture le trou noir et dans ce disque se produisent de violents phénomènes de friction. Les échauffements considérables donnent alors lieu à une puissante source de rayonnement, non seulement dans le domaine radio mais également dans la gamme des rayons X et gamma. L'énigme du trou noir galactique était jusqu'ici sa luminosité observée, très nettement inférieure à celle attendue pour un trou noir de 3 millions masses solaires. Des observations effectuées en 2000 et 2001, toujours dans le domaine des rayons-X, par l'observatoire européen XMM-Newton de l'ESA (l'Agence Spatiale Européenne) et le satellite Chandra de la NASA ont apporté de nouvelles informations. A plusieurs reprises ont été observées des variations rapides de luminosité d'une durée de quelques minutes seulement, interprétées comme le résultat d'une soudaine augmentation de la quantité de matière tombant sur le trou noir. Mais l'efficacité de conversion de l'énergie de la matière en chute sur le trou noir restait très faible. L'essentiel de l'émission est-elle rayonnée à plus haute énergie ?
De SIGMA à INTEGRAL: la traque de la contrepartie gamma de SgrA*
La recherche de l'émission X et gamma en provenance du trou noir central de la Galaxie est un des objectifs prioritaires du télescope IBIS à bord de l'observatoire INTEGRAL. Avant cette mission, la caméra SIGMA, à bord du satellite franco-russe GRANAT, a procédé de 1990 à 1997 à une première cartographie des régions centrales de la Galaxie et a découvert de nombreuses sources. Cette densité d'objets autour de SgrA* est une richesse mais également un handicap pour les scientifiques, désireux d'identifier la contrepartie gamma du centre de la Galaxie. Il s'agit en effet de séparer les diverses composantes d'une image afin d'éviter tout type de confusion. Le télescope IBIS d'INTEGRAL a été conçu pour permettre de résoudre au mieux cette confusion de sources. Avec une sensibilité (capacité à détecter des sources faibles) plus de dix fois supérieure à SIGMA et une résolution (capacité à séparer deux sources proches) plus élevée, il permet une observation inégalée à ces énergies. Le bond en avant de l'imagerie gamma entre ces deux missions spatiales séparées de 20 ans est illustré par les images ci-dessous du centre galactique.
