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Prenez un peu d’ombre et régalez vos yeux du « bateau » – le sursaut de rayons gamma le plus brillant de tous les temps !

Ceinture de verdure, Maryland – Oubliez d’être la « chèvre », les astronomes surnomment une explosion sans précédent dans l’espace le « bateau » – le plus brillant de tous les temps. Les scientifiques étudient ce qui pourrait être un sursaut gamma de 1 sur 10 000, la classe d’explosions la plus puissante de l’univers.

La NASA a rapporté que le 9 octobre 2022, une impulsion de rayonnement intense a balayé le système solaire et était si exceptionnelle que les astronomes ont rapidement annoncé qu’il s’agissait de la plus brillante de tous les temps. L’explosion était si brillante qu’elle a effectivement aveuglé la plupart des instruments à rayons gamma dans l’espace. Cela signifie qu’ils ne pouvaient pas enregistrer directement la véritable intensité de l’émission.

Cependant, de nombreux engins spatiaux ont tiré des détecteurs, suivis par des observatoires du monde entier. Après avoir passé au peigne fin toutes les données, les astronomes peuvent désormais déterminer sa luminosité et mieux comprendre son impact scientifique.

Eric Burns, professeur adjoint de physique et d’astronomie à la Louisiana State University, déclare Version Nasa.

Illustration d’artiste d’un sursaut gamma causé par l’effondrement d’étoiles, expulsant des particules et des radiations dans un jet étroit. (Crédit : Sohaib Mandhi)

Burns a mené une analyse d’environ 7 000 GRB pour déterminer la fréquence à laquelle ces événements lumineux se produisent. La plupart de ces sursauts ont été détectés par le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA et l’instrument russe Konos sur le vaisseau spatial Wind de la NASA. Selon leurs découvertes, cela se produit environ une fois tous les 10 000 ans.

Des scientifiques américains ont pu reconstruire les informations des instruments à rayons gamma de l’espace aveugle à partir des données de Fermi. Ils ont ensuite comparé les résultats avec ceux de l’équipe russe travaillant sur les données Konos et des équipes chinoises analysant les observations du détecteur GECAM-C du satellite SATech-01 et des instruments de l’observatoire Insight-HXMT.

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« Ensemble, ils ont démontré que l’explosion était 70 fois plus brillante que toute autre », rapporte la NASA.

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Il est probable que l’explosion ait été causée par un trou noir

Les observations de l’éruption couvrent tout le spectre scientifique, des ondes radio aux rayons gamma. Les données sur le bateau proviennent de plusieurs missions de la NASA et de partenaires, dont le télescope à rayons X NICER sur la Station spatiale internationale, l’observatoire NuSTAR de la NASA et même Voyager 1 dans l’espace interstellaire.

Les chercheurs pensent que le signal de GRB 221009A a parcouru environ 1,9 milliard d’années avant d’atteindre la Terre. Fait intéressant, cela en fait en fait l’un des GRB « longs » les plus proches, dont l’émission initiale (ou immédiate) dure plus de 2 secondes.

Les astronomes pensent que ces explosions représentent les « cris de naissance » des trous noirs. Ces objets se forment lorsque les noyaux d’étoiles massives s’effondrent sous leur propre poids en une attraction gravitationnelle ultra-forte. Alors que le trou noir avale rapidement la matière environnante, il tire des jets dans des directions opposées, contenant des particules accélérant près de la vitesse de la lumière. Ces jets traversent l’étoile, émettant des rayons X et des rayons gamma lorsqu’ils retournent dans l’espace.

Illustration d'un sursaut gamma
Cette illustration montre les composants d’un long sursaut gamma, le type le plus courant. Le noyau d’une étoile massive (à gauche) s’est effondré, créant un trou noir qui envoie un jet de particules se déplaçant à travers l’étoile qui s’effondre dans l’espace à presque la vitesse de la lumière. Le rayonnement provient à travers le spectre du gaz ionisé chaud (plasma) près du trou noir naissant, des collisions entre les coquilles de gaz en mouvement rapide dans le jet (ondes de choc internes) et du bord d’attaque du jet alors qu’il se précipite vers le haut et interagit avec son environnement (choc externe).
Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA

Les astronomes recherchent maintenant une supernova spéciale

Avec ce type de GRB, les astronomes s’attendent à repérer une supernova brillante quelques semaines plus tard. Jusqu’à présent, les astronomes sont toujours à la recherche. L’une des raisons est que le GRB est apparu dans une partie du ciel à quelques degrés au-dessus du plan de notre galaxie. Cette région contient un nuage de poussière dense qui atténue considérablement la lumière entrante.

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« Nous ne pouvons pas dire avec certitude qu’il y a eu une supernova, ce qui est surprenant compte tenu de la luminosité de l’explosion », a déclaré Andrew Levan, professeur d’astrophysique à l’université Radboud aux Pays-Bas.

Alors que les nuages ​​​​de poussière devenaient plus transparents aux longueurs d’onde infrarouges, Levan a dirigé les observations dans le proche et le moyen infrarouge avec le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA, sa première utilisation de ce type d’étude. La NASA utilise également le télescope spatial Hubble pour rechercher cette supernova.

« S’il y en a, c’est très faible. Nous prévoyons de poursuivre les recherches, mais il est possible que l’étoile entière se soit effondrée directement dans le trou noir au lieu d’exploser », ajoute Levan.

Des observations supplémentaires de Webb et Hubble devraient arriver dans les prochains mois. Au fur et à mesure que les jets continuent de s’étendre dans le matériau entourant l’étoile condamnée, ils produisent une lueur de fond à plusieurs longueurs d’onde qui s’estompe progressivement.

Burns et d’autres scientifiques ont présenté les nouvelles découvertes sur le bateau lors d’une réunion de la division d’astrophysique des hautes énergies de l’American Astronomical Society à Waikoloa, Hawaii. Les articles décrivant les résultats apparaissent dans Lettres du journal astrophysique.

L’écrivain du Southwest News Service, Dean Murray, a contribué à ce rapport.

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Delphine Perrault

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