Les astronomes se penchent de plus près sur l’explosion épique

Vue d’artiste d’un jet relativiste d’un sursaut gamma (GRB), sortant d’une étoile en train de s’effondrer et émettant des photons de très haute énergie. DESY, Laboratoire de communication scientifique

Lorsque vous pensez aux événements les plus dramatiques de l’univers, vous pensez peut-être aux étoiles qui deviennent des supernova ou aux trous noirs qui entrent en collision et envoient des ondulations dans l’espace-temps. Mais les explosions les plus puissantes que nous connaissons sont quelque chose de plus spécifique que nous comprenons à peine : les sursauts gamma. D’une durée allant de quelques millisecondes à quelques heures, ces rafales sont un million de milliards de fois plus brillantes que le soleil, ce qui signifie qu’elles donnent plus d’énergie au cours des quelques secondes qu’elles durent généralement que le soleil n’en donnera au cours de ses 10 milliards d’années de vie.

On pense que ces événements se produisent lorsqu’une étoile extrêmement massive qui tourne rapidement implose et forme un nouveau trou noir. Ils sont donc liés aux supernovas, mais toutes les supernovas ne les produisent pas, et les chercheurs ne savent pas pourquoi.

Maintenant, des scientifiques du centre de recherche allemand Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) ont observé l’un de ces sursauts gamma « dans notre arrière-cour cosmique », et leurs observations remettent en question les théories établies sur la façon dont ces événements épiques se produisent.

En août 2019, un sursaut gamma nommé GRB 190829A a été détecté à un milliard d’années-lumière, ce qui est environ 20 fois plus proche que ces événements sont généralement observés. L’équipe DESY a sauté sur l’occasion d’observer un tel événement de si près et a utilisé un instrument appelé High Energy Stereoscopic System (HESS) dans un observatoire en Namibie pour examiner de plus près la rémanence de l’éclatement.

“Nous étions vraiment assis au premier rang lorsque ce sursaut de rayons gamma s’est produit”, a expliqué le co-auteur Andrew Taylor de DESY. “Nous avons pu observer la rémanence pendant plusieurs jours et à des énergies de rayons gamma sans précédent.”

Être si proche a permis à l’équipe de prendre des mesures très détaillées de l’énergie dégagée par l’explosion massive. “Nous pourrions déterminer le spectre du GRB 190829A jusqu’à une énergie de 3,3 téra-électronvolts, soit environ mille milliards de fois plus énergétique que les photons de la lumière visible”, a expliqué la co-auteure Edna Ruiz-Velasco de l’Institut Max Planck de physique nucléaire à Heidelberg. . “C’est ce qui est si exceptionnel à propos de ce sursaut de rayons gamma – il s’est produit dans notre arrière-cour cosmique où les photons de très haute énergie n’ont pas été absorbés lors de collisions avec la lumière de fond sur leur chemin vers la Terre, comme cela se produit sur de plus grandes distances dans le cosmos . “

Et les résultats ont été surprenants. Les théories actuelles prédisent que deux types d’émissions seraient observés à partir d’un tel événement, provenant de deux sources distinctes : les rayons X et les rayons gamma de haute énergie. Mais en observant ce sursaut, les chercheurs ont vu à la fois les rayons X et les rayons gamma s’estomper de manière synchronisée, suggérant fortement que les deux types d’émission provenaient de la même source.

Cela signifie que nos hypothèses actuelles sur la façon dont ces énormes explosions se produisent pourraient bien être fausses. Mais les chercheurs espèrent que nous serons en mesure de détecter d’autres sursauts de ce type à l’aide d’instruments à venir tels que le réseau de télescopes Cherenkov, qui aideront à expliquer le déroulement de ces événements qui secouent l’univers.

Les résultats sont publiés dans la revue Science.

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