35 - Sursauts gamma et naissance des étoiles

Les flashes des sursauts gamma observés correspondent bien aux postulations de la théorie de la substance de l’espace puisque pouvant se produire selon des puissances variables mais extrêmement énergétiques. Ceux-ci traduiraient l’intensité d’une onde de choc consécutive à une brusque compression de la substance de l’espace et annonçant la naissance d'un embryon stellaire.

Les sursauts gamma n’ont jamais reçu une interprétation satisfaisante par l’astrophysique contemporaine. Leur énergie correspond à celle d’une explosion thermonucléaire et leur lieu de prédilection sont les sites de formation des jeunes étoiles.

1 – Compte rendu d’observations : Longue durée d’un sursaut gamma

Le 29 juillet 2006 le Burst Alert Télescope du satellite SWIFT détecte un sursaut gamma baptisé GRB 060729. Normal, il s’agit du Gamma Ray Burt du 29/06/2007, ce qui l’est moins c’est que le télescope à rayons X de SWIFT, le XRT observant ce GRB dans la constellation du Peintre, va lui observer l’évolution du rayonnement rémanent associé à un GRB pendant plusieurs mois ! Or, un tel type de rayonnement en X produit par l’impact des ondes de chocs des hyper novæ sur le milieu interstellaire environnant ne dure généralement qu’une à deux semaines. En novembre il était toujours bien visible ! 125 jours cela commence à faire beaucoup !

Cela implique non seulement une plus grande injection d’énergie dans l’espace environnant qu’il ne se produit d’habitude mais de plus que la source qui en est responsable doit fonctionner de manière continue. Dans le modèle des hyper novæ, le trou noir formé par l’effondrement du cœur de l’étoile forme très vite un disque d’accrétion. Des instabilités magnétohydrodynamiques pourraient provoquer la formation de plusieurs bouffées de matière éjectées presque à la vitesse de la lumière. Ralenties par leur collision avec le milieu interstellaire les premières coquilles produites seraient rattrapées par les dernières.

Il existerait cependant une autre possibilité, au lieu d’un trou noir un magnétar se serait formé ! Rappelons qu’un magnétar est une étoile à neutrons mais possédant un champ magnétique extraordinairement puissant. Celui-ci serait capable de freiner la rotation ultra-rapide de l’étoile à neutrons nouvellement formée. L’énergie cinétique de rotation serait alors convertie en énergie magnétique, laquelle serait continuellement injectée dans l’onde de choc de l’explosion alimentant la production en rayons x par collision avec le milieu interstellaire.

Cette fois-ci, l’émission rémanente, l’« afterglow », est restée presque constante pendant 5 jours, puis a rapidement décru. Cela ne semble pas compatible avec le modèle comportant des collisions successives des coquilles de gaz produites par le disque d’accrétion du trou noir, mais cela correspondrait assez bien avec le modèle du magnétar. Cependant, la vitesse de rotation initiale de l’étoile à neutrons devrait avoir été d’au moins 1000 tours par seconde, ce qui n’est pas loin de la limite d’éclatement d’un tel astre  sous l’action de sa force centrifuge !

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Dans la nouvelle théorie, les sursauts gamma sont associés à la création d’étoiles nouvelles et d’un cœur photonique en rotation extrêmement rapide (voir le chapitre 2), ce qui correspond parfaitement aux conditions posées pour le prétendu magnétar. L’étoile naissante fonctionne de façon continue, ce qui ne cadre pas évidemment avec la thèse de l’explosion d’une super nova.

2 – Compte rendu d’observations : Le mystère des sursauts gamma

- Deux sursauts gamma récents ont fait l’objet d’observations poussées, et pourraient aider à déterminer l’origine de ces fameuses explosions gamma. Un premier sursaut a montré des variations de polarisation, ce qui semble en accord avec la naissance des sursauts dans des jets de matière. Le second a montré des variations de lumière à court terme qui proviendraient de variations de la densité du milieu rencontré par le jet. Cette dernière observation favoriserait la théorie dite ‘de l’hypernova’, où la source du sursaut est l’explosion d’une étoile très massive.  http://cfaww.harvard.edu/press/pr0308.html

- L’examen de quelque 2000 sursauts gamma montre qu’il en existe deux variétés. L’origine des plus brefs, durant moins de deux secondes, est encore incertaine. Les plus longs apparaissent probablement lors de l’effondrement d’étoiles très massives.
http://spaceflightnow.com/news/n0302/20grb/

- Des astronomes européens ont pour la première fois suivi l’évolution de la polarisation d’un sursaut gamma. La polarisation de la lumière nous donne des informations sur la structure spatiale du sursaut (jet ? explosion sphérique?) mais aucune des théories actuelles ne peut expliquer les observations du VLT… les sursauts gamma conservent donc une partie de leur mystère !http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2003/pr-30-03.html

- Une observation de 21h par le satellite Chandra semble confirmer la connexion entre les sursauts gamma et les supernovæ. En effet, l’observation X de l’afterglow du sursaut GRB020813 révèle une surabondance de certains éléments chimiques, caractéristique des supernovæ. On pense que de nombreux sursauts gamma seraient en fait dus à un jet de particules de haute énergie éjectées par le trou noir créé lors de l’explosion d’une étoile massive en supernova. L’interaction entre ce jet et la matière éjectée lors de l’explosion donnerait naissance à l’afterglow tel celui observé par Chandra. Pour ce sursaut gamma, les astronomes ont pu déterminer que l’explosion gamma avait eu lieu 60 jours après l’explosion de la supernova. De plus, la matière observée par Chandra se déplaçait à un dixième de la vitesse de la lumière, et proviendrait d’une toute petite région, ce qui semble donc bien confirmer le modèle sursaut-supernova.
http://chandra.harvard.edu/photo/2003/grb020813/

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L’astrophysique actuelle est incapable d’expliquer les phénomènes hyper énergétiques autrement que par l’explosion d’étoiles qui se multiplient, à croire que dès qu’une étoile est un peu massive, elle est condamnée à exploser. Ci-dessus,  les sursauts gamma s’effectuent sous forme de jets collimatés, ce qui est en parfait accord avec la nouvelle théorie (voir chapitre suivant sur les modalités d’autocréation de particules sous forme de jets incurvés).

Par ailleurs, les sursauts gamma peuvent être d’intensité et de durée extrêmement variées, ce qui s’explique par la naissance d’étoiles dont les  masses peuvent s’étendre de la plus petite planète à des super géantes.

3 – Compte rendu d’observations : L’énergie des rayons cosmiques

L’énergie des particules du rayonnement cosmique peut atteindre jusqu’à 10²¹ électronvolt  mais la source réelle de ces puissantes particules qui circulent dans toute la Galaxie est toujours une énigme. On pense actuellement que la majorité des rayons cosmiques, au moins jusqu’à des énergies de l’ordre de 3 10¹⁵ eV,  peut être produite dans des chocs présents dans le reste des « supernovæ », ces explosions d’étoiles qui éjectent dans l’espace une grande quantité de matière. Pourtant l’explosion elle-même ne permet pas d’atteindre  de telles énergies. Ces observations ont principalement montré que l’ensemble de l’émission en rayons X ne provient pas d’un gaz chaud mais est entièrement dominée par le rayonnement d’électrons accélérés jusqu’aux énergies du TeV (10¹² eV), anticipant ainsi les résultats plus directs qui viennent d’être obtenus par HESS. Les électrons ne représentant que 2 % des rayons cosmiques, il est maintenant essentiel de démontrer que les protons sont également accélérés jusqu’à quelques 10¹⁵ eV. De nombreux points  restent en discussion. L’émission gamma de haute énergie provient-elle de l’interaction des électrons ou des protons accélérés?   Est-ce une combinaison des deux ? Pour répondre à cette question, G347.3-0.5 continue d’être observé par XMM-Newton et HESS afin d’obtenir une information encore plus  précise de ce spectaculaire reste d’explosion d’étoile, source de rayonnement cosmique. http://www.esrin.esa.int/esaSC/SEM20VJBWFE_index_0.html

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Ces rayonnements hautement énergétiques ne trouvent toujours pas d’explications dans le cadre de la théorie standard. Le réflexe habituel est de les attribuer à des explosions de SN. Or ici, il est clairement avoué que ces explosions ne permettent pas d’atteindre de telles énergies. Il faut changer le cadre de l’analyse ce que permet seule la nouvelle théorie en attribuant l’origine de ces rayonnements à de la création de matière consécutive à une onde de choc sidérale.

4 – Compte rendu d’observations : un éclat radio surpuissant

Une information en provenance de l’université de Virginie Occidentale, annonce la découverte d’un éclat radio anormalement puissant qu’il a  saturé l’équipement, » a dit professeur Matthew Bailes d’université de Swinburne à Melbourne.L’éclat était si lumineux que lorsqu’on l’a enregistré la première fois il a été écarté en tant qu’interférence par radio synthétique. Il a atteint une énorme puissance (Joules 10exp33), équivalente à une grande centrale électrique (2000MW) fonctionnant pendant deux milliard de milliards d’années. « L’éclat a pu avoir été produit par un événement exotique tel que la collision de deux étoiles à neutrons ou soit le dernier halètement d’un trou noir pendant qu’il s’évapore complètement, » a dit le professeur Lorimer. L’’éclat a duré juste cinq millisecondes La puissance en énergie de ces brefs éclats  dépasse les capacités d’analyse qu’offrent les théories existantes.

5 – Compte rendu d’observations

Le sursaut de rayons gamma détecté dans la constellation de la Poupe (Puppis) par l’observatoire de rayons gamma Intégral le 03 Décembre 2003 a été étudié. Les astronomes sont arrivés à la conclusion que cet événement, appelé GRB 031203, est l’éclat de rayons gamma cosmiques le plus proche enregistré, à environ 1,6 milliards d’années de distance, mais aussi le plus faible. Cela suggère aussi qu’une population entière d’éclats de rayons gamma sous-énergiques soit jusqu’ici passée inaperçue

Commentaires 

Les sursauts gamma associés à la naissance d’embryons stellaires peuvent être d’intensité très variable et fonction de la masse naissante des étoiles.

6 – Compte rendu d’observations : existence des  rayons cosmiques dits d’ultra-haute énergie.

Les sources des particules les plus énergétiques de l’Univers pourraient être les étoiles les plus petites de l’Univers. C’est ce que suggère une étude de Ke Fang (University of Chicago). Le plus grand mystère provient des rayons cosmiques dits de « ultra-haute énergie », qui nous parviennent avec des énergies colossales de l’ordre de centaines de joules. Le LHC,  ne peut atteindre qu’un dix-millionième de l’énergie de ces rayons cosmiques. Malgré des décennies de recherches expérimentales et théoriques, l’origine des rayons cosmiques de ultra-haute énergie reste inconnue.

Ces particules sont trop énergétiques pour avoir été produites dans la plupart des objets astrophysiques, et des résultats récents de l’Observatoire Pierre Auger semblent indiquer (étrangement) qu’aux plus hautes énergies, les rayons cosmiques deviennent de plus en plus lourds, leur composition se rapprochant du fer.

Commentaires 

La naissance du cœur photonique s’effectue selon des énergies extrêmes et émettent en conséquence des flashs que l’astrophysique attribue à des explosions de supernova et à leur résidu : les pulsars. Ces observations correspondent aux analyses de la nouvelle théorie à savoir qu’ils doivent être émis par un corps astral de très petite taille et que les particules lourdes comme le fer sont fabriquées en premier consécutivement à la haute température du cœur photonique.