janvier 30, 2023

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Une collision cosmique rare comme l’un des « moulins à or » de l’univers

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CNN

L’éclat de lumière inhabituellement brillant détecté par plusieurs télescopes en décembre 2021 était le résultat d’une explosion cosmique rare qui a créé une richesse d’éléments lourds comme l’or et le platine.

Ce sursaut gamma, nommé GRB 211211A, a duré environ une minute. Les sursauts gamma comptent parmi les explosions les plus puissantes et les plus brillantes de l’univers et peuvent durer de quelques millisecondes à plusieurs heures.

La durée de l’explosion indiquait qu’elle avait été causée par une étoile massive explosant en mourant dans une supernova. Mais les retombées du sursaut gamma étaient plus faibles et se sont estompées plus rapidement que celles des supernovae, et les astronomes ont analysé l’événement en espionnant un excès de lumière infrarouge.

a déclaré Wen Fei-fung, professeur adjoint de physique et d’astronomie au Weinberg College of Arts and Sciences de la Northwestern University et premier auteur et co-auteur de l’une des quatre études publiées sur l’événement de mercredi dans la revue astronomie naturelle.

« Nous imaginons une source dans différents filtres pour obtenir les informations de couleur, ce qui nous aide à identifier l’identité de la source. Dans ce cas, les rouges prédominaient et les bleus s’estompaient plus rapidement. Cette évolution des couleurs est une caractéristique des kilonovas, et les kilonovas ne peuvent que proviennent de fusions d’étoiles. » neutron ».

Les kilonovas sont des explosions rares et massives causées par des collisions catastrophiques entre des étoiles à neutrons, les restes incroyablement denses des supernovae.Et le Ou des collisions entre étoiles à neutrons et trous noirs.

Après avoir déterminé qu’une kilonova créait de la lumière infrarouge, les astronomes étaient encore plus déconcertés par un sursaut gamma Durée. Les sursauts gamma de ces rares explosions n’ont été observés que pendant moins de 2 secondes, mais ce signal a duré au moins 1 minute.

« Lorsque nous avons suivi cette longue rafale de rayons gamma, nous nous attendions à ce qu’elle conduise à la preuve d’un effondrement massif d’étoiles », a déclaré Fung. « Au lieu de cela, ce que nous avons trouvé était très différent. Lorsque je suis entré dans le domaine il y a 15 ans, il était clair que les longs sursauts gamma proviennent d’effondrements massifs d’étoiles. Non seulement cette découverte inattendue marque un changement majeur dans notre compréhension, mais cela ouvre également une nouvelle fenêtre pour la découverte.

Le télescope spatial Hubble a capturé cette image du site d'un sursaut gamma, entouré en rouge.

Les étoiles à neutrons sont des objets cosmiques compacts. Les chercheurs ne s’attendaient donc pas à ce qu’elles contiennent suffisamment de matière pour créer un sursaut gamma pouvant durer environ une minute.

L’explosion s’est produite dans une galaxie Il se trouve à environ 1 milliard d’années-lumière de la Terre. Depuis que l’événement s’est produit relativement récemment, en termes astronomiques, les astronomes ont utilisé plusieurs télescopes pour recueillir des détails sans précédent.

« Nous avons découvert que cet événement unique produisait environ 1 000 fois la masse de la Terre en éléments très lourds. Le Dr Matt Nichol, professeur adjoint à l’Université de Birmingham au Royaume-Uni et co-auteur de l’un des astronomie naturelle Études dans une déclaration.

Les propriétés nouvellement observées de cet événement changent la façon dont les astronomes comprennent les sursauts gamma, ou GRB.

a déclaré Bing Zhang, professeur d’astrophysique à l’Université du Nevada, Las Vegas, et co-auteur de l’un des astronomie naturelle études, dans la situation actuelle. « Non seulement cette découverte a remis en question notre compréhension des origines des GRB, (mais) elle nous oblige également à envisager un nouveau modèle de formation de certains GRB. »

L’équipe de Zhang pense que la nature unique de l’explosion pourrait avoir été causée par une éventuelle collision entre une étoile à neutrons et une naine blanche, ou la taille de la Terre. Les restes qui apparaissent lorsque les étoiles de faible masse meurent.

L’événement a également permis de répondre à certaines questions sur la composition des éléments les plus lourds de l’univers.

Cette illustration montre deux étoiles à neutrons alors qu'elles commencent à fusionner.

a déclaré Jillian Rastingad, doctorante en astronomie à Northwestern et première auteure de ONE astronomie naturelle études. « Mais les kilonovae sont très difficiles à remarquer et elles s’estompent très rapidement. Maintenant, nous savons que nous pouvons également utiliser de longues rafales de rayons gamma pour rechercher plus de kilonovae. »

Le télescope spatial James Webb permettra aux astronomes de rechercher les émissions des kilonovas en utilisant la spectroscopie ou en mesurant les différentes longueurs d’onde de la lumière.

« Malheureusement, même les meilleurs télescopes au sol ne sont pas assez sensibles pour effectuer de la spectroscopie », a déclaré Rastingad. « En utilisant[le télescope Webb]nous avons pu obtenir un spectre d’une kilonova. Ces raies spectrales fournissent une preuve directe de votre détection des éléments les plus lourds. »

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