400 quadrillions de fois plus lumineux que le Soleil – les scientifiques ont découvert les éruptions lumineuses et ultraviolettes les plus vibrantes jamais vues

Des scientifiques de l’Observatoire de la Montagne Pourpre (PMO) de l’Académie chinoise des sciences et de l’Institut national italien d’astrophysique ont présenté une nouvelle méthode de mesure des sources modérément saturées au télescope optique ultraviolet à bord du satellite Swift (Swift/UVOT). De plus, ils ont identifié GRB 220101A comme étant l’éruption optique et ultraviolette la plus active jamais découverte.

Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Astronomie naturelle.

Les sursauts gamma (GRB) sont les explosions les plus violentes de l’univers. Son rayonnement instantané se situe principalement dans la gamme des rayons gamma doux et dure brièvement (c’est-à-dire de quelques millisecondes à quelques heures au maximum). L’émission immédiate est suivie d’une émission de rayons X, optiques et radio, qui dure des semaines, voire des années.

L’émission optique rapide de GRB 080319B a établi un record de luminosité à l’échelle cosmique pour l’émission ultraviolette/optique en 2008. Elle était si brillante qu’un observateur dans un endroit sombre pouvait la voir à l’œil nu. Le rayonnement optique du GRB 080319B suit la courbe de la lumière gamma et donc l’activité motrice centrale. Mais désormais, GRB 220101A a battu le précédent record.

Le jour du Nouvel An 2022, le satellite SWIFT a détecté une nouvelle explosion, GRB 220101A. Le redshift du GRB 220101A a été mesuré à 4,618. À un redshift aussi élevé, les photons optiques observés se trouvaient dans la gamme ultraviolette et ont subi une absorption très importante. En conséquence, le flux de rayonnement interne était environ 100 fois supérieur à la valeur observée. À peine 79 secondes après l’explosion, Swift/UVOT a effectué une observation rapide de 150 secondes en mode événement en bande blanche.

Les chercheurs ont ensuite effectué une analyse optique à haute résolution qui a révélé une évolution rapide du flux. En particulier, aux heures de pointe, le télescope UVOT était déjà modérément saturé.

« Nous avons proposé une méthode de traitement des données UV, basée sur la fonction d’étalement des points du télescope, et avons confirmé qu’elle fournit effectivement des mesures de flux fiables », a déclaré le professeur Fan Yizhong du PMO, auteur correspondant de l’étude. Après des corrections appropriées de distance et d’absorption, la magnitude absolue de l’émission ultraviolette/optique du GRB 220101A atteint -39,4, ce qui en fait la seule source à ce jour avec une magnitude absolue supérieure à -39.

« C’est également la première fois que nous détectons une éruption optique/ultraviolette très active à l’aide d’un télescope spatial », a ajouté le professeur Fan.

GRB 220101A est près de 400 quadrillions de fois plus brillant que le Soleil, battant un record vieux de 14 ans détenu par GRB 080319B. Il propose également un nouveau processus astrophysique, expliquant la diversité des origines physiques des sursauts de lumière ultraviolette.

Le satellite sino-français d’observation spatiale à objets variables (SVOM), dont le lancement est prévu début 2024, devrait être capable de détecter des éruptions ultraviolettes/optiques très actives à des redshifts plus élevés.

Référence : « Une photoluminescence ultraviolette d’une magnitude AB absolue de -39,4 détectée dans GRB 220101A » par Zhi-Ping Jin, Hao Zhou, Yun Wang, Jin-Jun Geng, Stefano Covino, Xue-Feng Wu, Xiang Li, Yi-Zhong Fan, Da-Ming Wei et Jian-Yan Wei, 26 juin 2023, Astronomie naturelle.
est ce que je: 10.1038/s41550-023-02005-s