septembre 22, 2021

BreaGeek News

Obtenez toutes les dernières nouvelles et rapports sur la FRANCE ici. Manchettes, politique et culture françaises sur une chaîne d'information

Un trou noir déclenche une explosion prématurée de supernova – première observation d’un tout nouveau type de supernova

Cette illustration montre une étoile massive sur le point d’exploser. L’explosion a été déclenchée après que son compagnon, une étoile morte (un trou noir ou une étoile à neutrons) soit tombé dans le noyau de l’étoile. Les scientifiques disent que le trou noir ou l’étoile à neutrons est entré en collision avec l’étoile massive, puis, alors qu’il voyageait à l’intérieur des terres au fil des siècles, a éjecté un vortex de matière de l’atmosphère de l’étoile (dans l’image entourant l’étoile). Lorsqu’il a atteint le noyau de l’étoile, le matériau du noyau est rapidement tombé sur le cadavre de l’étoile, libérant une paire de jets à presque la vitesse de la lumière. Dans la représentation de cet artiste, des jets traversent l’étoile en tunnel, pour bientôt déclencher une explosion de supernova. Après quelques années, la supernova écrasera la majeure partie de la spirale éjectée, qui s’étend jusqu’à environ 10 000 fois la taille de l’étoile. Cela créera une source radio transitoire lumineuse qui est observée par le très grand réseau. Crédit : Chuck Carter

Les théoriciens ont prédit la première observation d’un tout nouveau type de supernova, mais cela n’a pas été confirmé auparavant.

En 2017, une source lumineuse et inhabituelle d’ondes radio a été découverte dans les données capturées par le Very Large Array Sky Survey (VLA), un projet qui balaye le ciel nocturne avec des longueurs d’onde radio. Aujourd’hui, dirigée par l’étudiant diplômé de Caltech Dillon Dong (MS ’18), une équipe d’astronomes a déterminé que la lueur radio lumineuse était causée par Trou noir ou étoile à neutrons Elle entre en collision avec sa compagne star dans un processus sans précédent.

“Les étoiles massives explosent généralement en supernovae lorsque leur combustible nucléaire s’épuise”, explique Greg Hallinan, professeur d’astronomie à Caltech. “Mais dans ce cas, un trou noir gazeux ou une étoile à neutrons a fait exploser prématurément son étoile compagnon.” C’est la première fois qu’une explosion de supernova provoquée par une fusion est confirmée.

READ  Le comté de Los Angeles exigera une preuve de vaccination ou un test négatif dans les bars, les discothèques et les événements

Un article sur les résultats a été publié dans la revue Science Le 3 septembre 2021.

Lueurs vives dans le ciel nocturne

Hallinan et son équipe recherchent ce que l’on appelle les transitoires radio – des sources d’ondes radio de courte durée qui brillent intensément et brûlent rapidement comme une allumette dans une pièce sombre. Les émetteurs radio sont un excellent moyen d’identifier des événements astronomiques inhabituels, tels que des étoiles massives qui explosent et libèrent des jets énergétiques ou des fusions d’étoiles à neutrons.

Dillon Dong

Dillon Dong, avec une antenne parabolique de 40 mètres à l’observatoire radio d’Owens Valley de Caltech en arrière-plan.

Alors que Dong passait au crible l’énorme ensemble de données du VLA, il a choisi une source d’ondes radio hautement lumineuse issue de l’enquête VLA appelée VT 1210 + 4956. Cette source est associée au transitoire radio le plus brillant associé à une supernova.

Dong a déterminé que l’énergie radio lumineuse était à l’origine une étoile entourée d’une épaisse et dense croûte de gaz. Cette coquille gazeuse avait été expulsée de l’étoile quelques centaines d’années avant nos jours. VT 1210+4956, Radio Transient, s’est produit lorsque l’étoile a finalement explosé dans une supernova et que le matériau libéré de l’explosion a interagi avec l’enveloppe de gaz. Cependant, le projectile à gaz lui-même et la chronologie dans laquelle il a été lancé depuis l’étoile étaient inhabituels, donc Dong soupçonnait qu’il pourrait y avoir plus à l’histoire de cette explosion.

Deux événements insolites

Après la découverte de Dong, l’étudiante diplômée de Caltech Anna Ho (PhD ’20) a suggéré que ce transit radio soit comparé à un indice différent d’événements lumineux brefs dans le spectre des rayons X. Certains événements de rayons X ont été si brefs qu’ils n’ont existé dans le ciel que pendant quelques secondes du temps terrestre. En examinant cet autre catalogue, Dong a découvert une source de rayons X qui provenait du même endroit dans le ciel que VT 1210 + 4956. Grâce à une analyse minutieuse, Dong a prouvé que les rayons X et les ondes radio provenaient probablement du même événement.

Greg Hallinan

Greg Hallinan

“Les rayons X transitoires étaient un événement inhabituel – ils ont indiqué la libération d’un jet relativiste au moment de l’explosion”, a déclaré Dong. La lueur radioluminescente a indiqué que le matériau de cette explosion est ensuite entré en collision avec un énorme anneau de gaz dense qui avait été expulsé de l’étoile il y a des siècles. Ces deux événements n’ont pas été liés l’un à l’autre et sont très rares en eux-mêmes.

READ  L'expérience XENON1T a révélé l'énergie noire

énigme résoudre

alors, qu’est-ce-qu’il s’est passé? Après une modélisation minutieuse, l’équipe a identifié l’explication la plus probable – un événement impliquant certains acteurs cosmiques connus pour générer ondes gravitationnelles.

Ils ont spéculé qu’un reste compact d’une étoile précédemment explosée – un trou noir ou une étoile à neutrons – était bientôt en orbite autour d’une étoile. Au fil du temps, le trou noir a commencé à attirer l’atmosphère de son étoile compagne et à la projeter dans l’espace, formant le tore de gaz. Ce processus a rapproché les deux objets jusqu’à ce que le trou noir plonge dans l’étoile, provoquant l’effondrement de l’étoile et son explosion en tant que supernova.

Les rayons X ont été produits par un jet qui a été tiré du noyau de l’étoile au moment où il s’est effondré. En revanche, des ondes radio ont été produites des années plus tard lorsque l’étoile en explosion a atteint le tore de gaz expulsé par le corps comprimé ascendant.

Les astronomes savent qu’une étoile massive et un objet compact qui l’accompagne peuvent former une orbite dite stable, dans laquelle les deux objets se rapprochent progressivement en spirale sur une période extrêmement longue. Ce processus forme un système binaire qui est stable pendant des millions à des milliards d’années, mais finira par entrer en collision et émettre le type d’ondes gravitationnelles détectées par lego dans un 2015 et 2017.

Cependant, dans le cas de VT 1210 + 4956, les deux objets sont entrés en collision instantanément et de manière catastrophique, entraînant une explosion de rayons X et des ondes radio observées. Bien que de telles collisions aient été théoriquement prédites, VT 1210 + 4956 fournit la première preuve concrète de ce qui se passe.

READ  Elon Musk se moque du président Biden après que SpaceX ait terminé sa première mission entièrement civile

Enquête de coïncidence

Le VLA Sky Survey produit des quantités massives de données sur les signaux radio du ciel nocturne, mais passer au crible ces données pour découvrir un événement intéressant et brillant comme VT 1210+4956, c’est comme trouver une aiguille dans une botte de foin. Dong dit que trouver cette aiguille particulière était, d’une certaine manière, une coïncidence.

“Nous avions des idées sur ce que nous pourrions trouver dans l’enquête VLA, mais nous étions ouverts à la possibilité de trouver des choses auxquelles nous ne nous attendions pas”, explique Dong. “Nous avons créé les conditions pour découvrir quelque chose d’intéressant en effectuant des recherches vaguement limitées et ouvertes dans de grands ensembles de données, puis en tenant compte de tous les indices contextuels que nous pouvons recueillir sur les objets que nous avons trouvés. Au cours de ce processus, vous vous retrouvez entraîné dans différentes directions par différentes interprétations, et vous laissez simplement la nature vous dire ce qu’il y a là-bas.”

L’article s’intitulait “Transient Radio Source Corresponding to a Fusion Supernova”. Dillon Dong est le premier auteur. Outre Hallinan et Hu, les co-auteurs supplémentaires sont Ehud Nakar, Andrew Hughes, Kenta Hotukizaka, Steve Myers (PhD 90), Keshalai Dee (MS ’18, PHD ’21), Kunal Moli (PhD 15), Vikram Ravi, Asaf Horesh, Mansi Kesliwal (MS ’07, Ph.D. ’11) et Shree Kulkarni. Le financement a été fourni par la National Science Foundation, la US-Israel Bilateral Science Foundation, le programme I-Core du Planning and Budget Committee et la Israel Science Foundation, le Conseil des sciences naturelles et de l’ingénierie du Canada, le Miller Institute for Basic Research in Science à l’UC Berkeley, et la Société japonaise pour la promotion de la science, le Early Professional Scientists Program, l’Observatoire national de radioastronomie et la Fondation Heising-Simons.