Vue d’artiste du jet relativiste d’un sursaut gamma, se détachant d’une étoile en train de s’effondrer et émettant des photons hautement énergétiques — © DESY / Science Communication Lab

Une équipe de scientifiques a obtenu un aperçu sans précédent d’un monstrueux sursaut gamma, considéré comme le type d’explosion le plus spectaculaire susceptible de se produire dans le cosmos.

Le sursaut gamma le plus proche jamais détecté

On pense que certaines de ces explosions se produisent lorsqu’un astre massif (de cinq à dix masses solaires) explose et se transforme brusquement en trou noir. Les sursauts gamma peuvent également intervenir lorsque deux cadavres stellaires super-denses, appelés étoiles à neutrons, entrent en collision, entraînant généralement la formation d’un trou noir.

Récemment décrit dans la revue Science, le sursaut gamma en question avait été observé par les scientifiques pendant trois nuits en 2019 et s’est apparemment produit à seulement 1 milliard d’années-lumière de la Terre, ce qui constitue une distance relativement faible pour ce type d’évènement cataclysmique.

« Nous étions vraiment aux premières loges lorsque ce sursaut gamma s’est produit », estime Andrew Taylor, physicien au Deutsches Elektronen-Synchrotron et co-auteur de l’étude. « Nous avons pu observer la rémanence pendant plusieurs jours et à des échelles d’énergies gamma sans précédent. »

Les rayons X du sursaut gamma ont été initialement détectés par le satellite Swift — © DESY / Science Communication Lab

Les télescopes spatiaux de la NASA Fermi et Swift ont été les premiers à détecter l’évènement, le 29 août 2019. Connu sous le nom de GRB 190829A, le « feu d’artifice » provenait d’Éridan, large constellation de l’hémisphère sud située aux abords d’Orion, du Taureau et de l’Hydre mâle.

« Cet évènement s’est produit dans notre arrière-cour cosmique »

Lorsque les scientifiques à l’origine de la nouvelle étude ont appris la détection du sursaut, ils ont mobilisé un réseau de cinq télescopes à rayons gamma en Namibie, connu sous le nom de Système stéréoscopique de haute énergie (HESS). L’explosion a pu être observée pendant 13 heures, ce qui a permis aux chercheurs d’analyser des photons bien plus énergétiques que ceux observés auparavant, qui émanaient de sursauts gamma plus lointains.

« C’est ce qui rend ce sursaut gamma si exceptionnel », souligne Edna Ruiz-Velasco, astrophysicienne à l’Institut Max Planck. « Cet évènement s’est produit dans notre arrière-cour cosmique, par conséquent 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. »

Vue d’artiste de photons à très haute énergie provenant d’un sursaut gamma pénétrant dans l’atmosphère terrestre — © DESY / Science Communication Lab

Des motifs de rayons X et gamma similaires

Alors que l’on estimait jusqu’à présent que des phénomènes différents étaient à l’origine de ces deux types de rayonnement, les auteurs de l’étude ont constaté avec étonnement que les motifs des rayons X et de rayons gamma de très haute énergie correspondaient.

Les scientifiques n’ayant jusqu’à présent observé que quatre de ces explosions lumineuses depuis la Terre, ils espèrent que de nouveaux instruments et des observations supplémentaires viendront encore améliorer leurs connaissances au sujet des sursauts gamma.

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