mai 20, 2024

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L'explosion spatiale la plus puissante jamais révélée a révélé un développement surprenant : ScienceAlert

L'explosion spatiale la plus puissante jamais révélée a révélé un développement surprenant : ScienceAlert

En octobre 2022, des enquêtes ont commencé pour surveiller le ciel à la recherche d'explosions dans l'espace Comme une grenouille dans une chaussette.

la raison? Quelque chose à 2,4 milliards d'années-lumière a déclenché le plus grand sursaut gamma jamais enregistré. L'événement, GRB 221009A, a atteint un niveau record de 18 TeV et a été si puissant qu'il a secoué l'atmosphère extérieure de la Terre.

L'événement, surnommé The Boat (pour le plus brillant de tous), a été déterminé plus tard comme étant la naissance d'un trou noir à la suite de la mort violente d'une étoile massive.

Aujourd'hui, une nouvelle analyse de la lumière de pointe a révélé la complexité de cette explosion, révélant que malgré toute la fureur des rayons gamma, le bateau était en réalité étonnamment ordinaire, ce à quoi nous ne nous attendions pas.

« Elle n'est pas plus brillante que les supernovae précédentes. » dit l'astrophysicien Peter Blanchard De l’Université Northwestern aux États-Unis.

« Cela semble assez naturel dans le contexte d’autres supernovae associées à des sursauts gamma (GRB) moins énergétiques. On pourrait s’attendre à ce que la même étoile effondrée qui produit des GRB très actifs et brillants produise également une supernova très active et brillante. « Ce n'est pas le cas. Nous avons un GRB très lumineux, mais c'est une supernova normale. »

Sursauts gamma Ce sont les explosions les plus puissantes jamais vues dans l’univers. Ce sont, comme leur nom l’indique, des éclats de rayonnement gamma – la lumière la plus énergétique de l’univers – qui peuvent exploser en 10 secondes avec la même énergie émise par le Soleil en 10 milliards d’années.

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Nous connaissons au moins deux événements principaux qui peuvent créer des GRB : la formation d'un trou noir lorsqu'une étoile massive devient supernova, ou la supernova accompagnant la fusion de deux étoiles à neutrons.

On pense également que les types de novae qui produisent des sursauts gamma sont responsables de la production d’éléments lourds dans l’univers. Le problème est que les éléments lourds n’existaient tout simplement pas jusqu’à ce que les étoiles les créent.

Les étoiles sont principalement constituées d’hydrogène gazeux, qui est abondant dans l’univers, mais elles brisent les noyaux atomiques pour former des éléments plus lourds. Cela s’applique au fer, car la fusion des atomes de fer absorbe plus d’énergie qu’elle n’en génère.

Cependant, des éléments plus lourds que le fer peuvent se former lors des violentes affres d’une explosion cosmique géante. Nous l'avons vu ! À la suite de collisions d’étoiles à neutrons, les scientifiques ont découvert des éléments trop lourds pour avoir été formés par fusion du cœur.

Une vue d'artiste du GRB 221009A montre des jets explosant à partir d'un trou noir nouvellement formé. (Aaron M. Geller/Northwestern/CIERA/Services de technologie de l'information, d'informatique et de recherche de données)

Mais il y a beaucoup de choses que nous ne savons pas. Si nous pouvons réduire la gamme d’explosions les plus susceptibles de produire ces éléments, nous disposerons d’un nouvel outil pour comprendre non seulement comment l’univers fabrique des choses, mais aussi à quel point ces explosions sont courantes.

Alors, naturellement, Blanchard et ses collègues ont voulu examiner le GRB 221009A pour voir s'il y avait des signes d'éléments lourds dans la lumière qu'il émet.

Mais ils ont dû attendre. L'explosion était si brillante qu'elle a aveuglé nos instruments.

« L'explosion du GRB était si brillante qu'elle a masqué toute signature possible de supernova dans les premières semaines et mois qui ont suivi l'explosion. » Blanchard explique.

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« À ces moments-là, la soi-disant rémanence du GRB ressemblait aux phares d'une voiture venant droit sur vous, vous empêchant de voir la voiture elle-même. Nous avons donc dû attendre qu'elle s'estompe considérablement pour nous donner une chance de voir la supernova.

Ce n'est que six mois environ après la première observation de l'explosion que les chercheurs ont pu utiliser le télescope spatial James Webb pour observer la lumière dans les longueurs d'onde infrarouges. De cette façon, ils ont pu déterminer que la supernova elle-même était relativement normale. La raison pour laquelle il était si brillant était probablement due au fait que le sursaut gamma était dirigé directement vers la Terre.

Ensuite, les chercheurs ont combiné les données du télescope spatial James Webb avec les observations radio du grand réseau millimétrique/submillimétrique d'Atacama pour rechercher des bandes de longueurs d'onde spécifiques compatibles avec la présence d'éléments lourds. Cependant, bien qu’ils aient trouvé des éléments comme le calcium et l’oxygène, qui sont assez courants dans les supernovae, il n’y avait aucun signe de production d’éléments lourds.

Or, la vitesse à laquelle les étoiles à neutrons fusionnent n’est pas suffisante pour générer la quantité de matière lourde que nous voyons dans l’univers. On s'attendait à ce que des explosions géantes comme GRB 221009A y contribuent, mais le manque d'éléments lourds suggère que nous nous trompions sur ce point.

Nous devons donc examiner d’autres sources potentielles pour voir si nous pouvons identifier le coupable, affirment les chercheurs.

« Nous n'avons pas vu de signatures de ces éléments lourds, ce qui suggère que les sursauts gamma très énergétiques comme celui du bateau ne produisent pas ces éléments. » Blanchard dit.

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«Cela ne veut pas dire que toutes les sursauts GRB ne les produisent pas, mais c'est une information essentielle alors que nous continuons à comprendre d'où viennent ces éléments lourds. Les futures observations avec JWST détermineront si les cousins ​​​​ »naturels » de BOAT les produisent. éléments. »

Les résultats ont été publiés dans Astronomie naturelle.