Un microquasar unique: SS433

Des systèmes binaires atypiques.
Le premier microquasar a été découvert en 1975, son nom est SS 433 (*V1343 Aql).
La distance de SS 433 est estimée à environ 18 000 années-lumière. Ce microquasar est composé d’une étoile primaire de type inconnu et d’un trou noir, les deux compagnons tournent autour d’un centre de masse commun en 13j. La masse des deux composantes de SS 433 n’est pas connue avec certitude, mais il semble que l’étoile normale ait une masse de 10,9 ± 3,1 masses solaires (M☉), alors que le compagnon compact a une masse estimée à 2,9 ± 0,7 M☉, ce qui en fait un probable trou noir.

Autour du trou noir, un disque de matière arraché à l’étoile gravite. SS 433 est l’un des très rares microquasars connus émettant de façon continue des jets, dont la vitesse a été mesurée à 0,35 fois la vitesse de la lumière. Des paquets de matières sont éjectés toutes les heures le long d’un axe polaire (dans les deux sens) qui tourne comme une toupie de précession, périodique de 163j sur 40° d’angle. La matière n’est donc pas toujours dans notre direction, les raies en émission de type Ha se retrouvent décalées de 5800A à 7800A à cause de l’effet doppler très important. Il y a aussi des paquets de matières expulsés à la perpendiculaire des 2 jets, selon une période de 550 j, mais ce phénomène n’est pas bien décrit. En plus de tous ces phénomènes, une fois par an, en moyenne, une explosion se produit, le spectre présente alors de larges raies autour de Ha du coté rouge et du coté bleu qui évoluent très rapidement en quelques heures parfois.

Le système SS433, crédits S UBAUD.
Vue d'artiste, par NASA — https://apod.nasa.gov/apod/ap960306.html

Cette cible est très intéressante car c’est l’un des seuls trou noir accessible en spectro amateur, mais aussi parce qu’il constitue un modèle réduit des quasars, il est plus facile à suivre, car les échelles de temps des phénomènes sont beaucoup plus courts que pour un quasar. On peut ainsi observer l’activité et la vitesse des jets expulsés par le trou noir, mais son spectre est difficile à interpréter. Il nécessite un suivi sur plusieurs jours, voir plusieurs mois, pour y voir un peu plus clair. Ainsi une collaboration à plusieurs amateurs serait intéressante, on aurait un suivi complet des bouffées de chaleurs de cet astre unique. Une collaboration Pro-Am est envisagée pour cet objet dès 2023 avec Katherine Blundell astronome à l’université d’Oxford UK. (Voir http://www.spectro-aras.com/forum/viewtopic.php?f=6&t=332&start=10)

Comment l'observer... Et exemples de spectres obtenues avec l'UVEX4 été 2022.

SS433 se situe dans la constellation de l’aigle, donc très facile d’observation dans l’hémisphère Nord en période estivale.

Position de SS433 dans la constellation de l'aigle crédits Stellarium.
Champ microquasar SS 433
Champ du microquasar SS 433, lunette 400mm de focale. Pierre Dubreuil.
Champ DSS2 dans Aladin. Trapèze qui permet un guidage hors fente efficace.
ScreenShot des acquisitions. En bas le champ de la camera de guidage, en haut un spectre brut de 1200s. S UBAUD.
Spectre de SS433 le 1/8/2022, C11 - UVEX4 - fente 35µm Reseau 300tr/mm. S UBAUD

En mai 2022, Christian Buil et l’équipe des 2Spot, remarquent de rapides et profondes modifications dans le spectre de SS433. Un campagne de suivi par quelques spectro Amateur est organisé par Christian. Nous en avons profité pour tester notre nouveau système de base de données dans le but de comparer nos spectres durant la campagne de suivi et tester la cohérence de nos résultats. 

Spectre du microquasar SS 433.

Un exemple d’utilisation de la base de donnée UVEX pour la  comparaison des spectres obtenus avec 3 configurations d’UVEX4 différentes sur SS433 à quelques jours d’intervalle: On constate de grosses modifications du pic Hα (6563A) en juste 10 jours du 20 juillet 2022 au 1 aout 2022. De plus un groupe de deux raies bien large est apparu sur le spectre du 1 Aout.

Les spectres du système SS433 changent très rapidement, il y a de longues périodes de calme suivi de périodes ou le spectre peut changer d’heure en heure, ce qui rend le sujet passionnant. Si on considère que les deux raies à droite de la raie principale est la raie d’Hydrogène Hα (λ=6563 A) décalée dans le rouge de Δλ=215A par effet doppler un rapide calcul avec la formule classique: \large\frac{v}{c}\normalsize = \frac{\Delta\lambda}{\lambda}  donne v= \frac{\Delta\lambda}{\lambda} c
Application numérique:
v= \frac{215}{6563} c \approx \frac{1}{30} c 
ce qui fait 1/30ième de la vitesse de la lumière…

Références:

Sur le forum d’Astrosurf les spectres de SS433 comparés de plusieurs amateurs. http://www.astrosurf.com/topic/154261-evolution-spectrale-du-micro-quasar-ss-433/
Animations:  https://youtu.be/6jqrZNoTIwU       https://youtu.be/FNKC9acSBR0

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