Un étrange sursaut gamma défie notre compréhension du cosmos

Des astronomes ont repéré une étrange explosion de rayons gamma (GRB). Semblant provenir d’un trou noir né de la fusion de deux étoiles, celle-ci met en évidence les limites de nos connaissances concernant la formation de ces monstres cosmiques.

Un GRB anormalement long

Il existe deux principaux types de sursauts gamma : les GRB courts, qui durent moins de deux secondes et se produisent généralement lorsque deux étoiles à neutrons se percutent et s’effondrent en trou noir, et les GRB longs, qui peuvent durer quelques minutes et sont associés aux supernovas. Mais il se trouve que le profil du GRB 211211A, repéré en 2021 et récemment étudié par quatre groupes de recherche distincts, ne correspond à aucun de ces scénarios.

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Si les analyses réalisées, respectivement publiées dans les revues Nature et Nature Astronomy, ont confirmé que le signal provenait bien de la collision de deux étoiles, celui-ci a inexplicablement duré une minute. « Deux secondes, c’est le temps qu’il faut pour qu’un trou noir résultant de la fusion de deux astres se forme et dévore tout ce qui se trouve dans son environnement. Il est donc très étrange que ce phénomène ait persisté aussi longtemps », explique Benjamin Gompertz, de l’université de Birmingham.

Selon l’une des équipes, il est probable que la fusion stellaire ait donné naissance à une étoile à neutrons massive et en rotation rapide (appelée magnétar), à l’origine du sursaut gamma détecté, tandis que les trois autres maintiennent que cette collision cataclysmique a bien laissé derrière elle un trou noir, mais n’ont pu élucider les phénomènes responsables de la durée inhabituelle du GRB.

« Les évènements se produisant durant le bref laps de temps séparant la fusion des étoiles à neutrons de la formation du trou noir constituent à l’heure actuelle un grand point d’interrogation », explique Eleonora Troja de l’université Tor Vergata de Rome. « Cette détection a révélé une pièce manquante du puzzle dont nous ignorions jusqu’alors l’existence. »

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La pierre de Rosette des sursauts gamma

La chercheuse estime que la pièce en question a probablement à voir avec le comportement du trou noir lui-même. « Il pourrait être comparé au majordome dans un film ou une série policière, qui est quasiment toujours suspecté en premier. En astronomie, c’est le trou noir, car nous savons qu’il est à l’origine de phénomènes qui dépassent notre compréhension actuelle. »

Ouvrant potentiellement la voie à la création d’une troisième catégorie de sursaut gamma, le GRB 211211A représente actuellement la plus grande aberration concernant leur classification, mais il n’est pas le seul. D’après Gompertz, il pourrait même aider les astronomes à faire la lumière sur d’autres signaux « bizarres », n’ayant pu être observés de façon aussi approfondie.

« Je le considère comme la pierre de Rosette des GRB à durée prolongée parce qu’il nous permet de relier la physique aux observations dans des ensembles de données bien moins étoffés », conclut le scientifique.

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