Révèle de nouveaux mystères d'explosions cosmiques
L'ARTICLE
Le noyau d'une étoile massive s'est effondré, formant un trou noir qui envoie un jet de particules se déplaçant à travers l'étoile qui s'effondre et dans l'espace à presque la vitesse de la lumière. Le rayonnement à travers le spectre provient du gaz ionisé chaud (plasma) à proximité du trou noir nouveau-né, des collisions entre les coquilles de gaz se déplaçant rapidement dans le jet (ondes de choc internes) et du bord d'attaque du jet lorsqu'il balaie et interagit avec son environnement (choc externe).
La nouvelle source, baptisée GRB 221009A pour sa date de découverte, s'est avérée être le sursaut gamma (GRB) le plus brillant jamais enregistré.
Dans une nouvelle étude qui paraît aujourd'hui dans Astrophysical Journal Letters a jeté un nouvel éclairage sur la quête de plusieurs décennies pour comprendre l'origine de ces explosions cosmiques extrêmes.
L'émission de rayons gamma de GRB 221009A a duré plus de 300 secondes. Les astronomes pensent que ces GRB "de longue durée" sont le cri de naissance d'un trou noir, formé lorsque le noyau d'une étoile massive et tournant rapidement s'effondre sous son propre poids. Le nouveau trou noir lance de puissants jets de plasma à une vitesse proche de la lumière, qui traversent l'étoile qui s'effondre et brille en rayons gamma.
Le GRB 221009A étant le sursaut le plus brillant jamais enregistré, un véritable mystère résidait dans ce qui se passerait après le sursaut initial de rayons gamma. "Lorsque les jets percutent le gaz entourant l'étoile mourante, ils produisent une "rémanence" de lumière brillante sur tout le spectre", explique Tanmoy Laskar, professeur adjoint de physique et d'astronomie à l'Université de l'Utah et auteur principal de l'étude. "La rémanence s'estompe assez rapidement, ce qui signifie que nous devons être rapides et agiles pour capturer la lumière avant qu'elle ne disparaisse, emportant ses secrets avec elle."
"Ce sursaut, étant si brillant, a fourni une occasion unique d'explorer le comportement détaillé et l'évolution d'une rémanence avec des détails sans précédent - nous ne voulions pas le manquer", a déclaré Edo Berger, professeur d'astronomie à l'Université de Harvard et au CfA. "L'équipe était ravie de voir à quel point la rémanence de ce GRB était brillante, que nous avons pu continuer à surveiller pendant plus de 10 jours à mesure qu'elle s'estompait."
Après avoir analysé et combiné les données du SMA et d'autres télescopes du monde entier, les astronomes ont été déconcertés : les mesures millimétriques et d'ondes radio étaient beaucoup plus lumineuses que prévu sur la base de la lumière visible et des rayons X.
"Il s'agit de l'un des ensembles de données les plus détaillés que nous ayons jamais collectés, et il est clair que les données millimétriques et radio ne se comportent tout simplement pas comme prévu", déclare Yvette Cendes, associée de recherche au CfA. "Quelques GRB dans le passé ont montré un bref excès d'émissions millimétriques et radio que l'on pense être la signature d'une onde de choc dans le jet lui-même, mais dans le GRB 221009A, l'excès d'émission se comporte assez différemment que dans ces cas passés."
Elle ajoute: "Il est probable que nous ayons découvert un mécanisme complètement nouveau pour produire des ondes millimétriques et radio en excès."
Une possibilité, dit Cendes, est que le jet puissant produit par GRB 221009A est plus complexe que dans la plupart des GRB. "Il est possible que la lumière visible et les rayons X soient produits par une partie du jet, tandis que les premières ondes millimétriques et radio sont produites par un composant différent."
"Heureusement, cette rémanence est si brillante que nous continuerons à étudier son émission radio pendant des mois et peut-être des années à venir", ajoute Berger. "Avec ce laps de temps beaucoup plus long, nous espérons déchiffrer l'origine mystérieuse de l'émission excessive précoce."
Nous ne savons jamais à l'avance quand de tels événements se produiront, nous devons donc être aussi réactifs que possible si nous voulons profiter de ces cadeaux du cosmos."
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Nous avons défini la naissance d’une étoile par l’observation d’un certain nombre de phénomènes
1) Apparition brutale en tous lieux non prévisibles : « Nous ne savons jamais à l'avance quand de tels événements se produiront »
2) Création/éjection de particules à la vitesse de la lumière :
« jets de particules se déplaçant à travers l'étoile qui s'effondre et dans l'espace à presque la vitesse de la lumière »
3) La production autonome de particules en provenance d’un cœur photonique en rotation à une vitesse proche de la lumière existence consécutive d’un rayonnement du gaz d’un plasma.
« Le rayonnement à travers le spectre provient du gaz ionisé chaud (plasma)
Le nouveau trou noir lance de puissants jets de plasma à une vitesse proche de la lumière, qui traversent l'étoile qui s'effondre et brille en rayons gamma. »
4) Les astronomes pensent que ces GRB "de longue durée" sont le cri de naissance d'un trou noir, formé lorsque le noyau d'une étoile massive
5 ) Le choc présidant à la naissance d’une étoile est équivalent à un mini big bang hyper violent puisqu’il suppose une rupture du sein de la substance de l’espace.
Le GRB 221009A est le sursaut le plus brillant jamais enregistré,
6) Puisqu’il s’agit pas d’une simple explosion, la production de gaz et de matière est continue sur toute la vie de l’étoile jusqu’à sa période de refroidissement
« Lorsque les jets percutent le gaz entourant l'étoile mourante ( ?) ils produisent une "rémanence" de lumière brillante sur tout le spectre
L'équipe était ravie de voir à quel point la rémanence de ce GRB était brillante, que nous avons pu continuer à surveiller pendant plus de 10 jours à mesure qu'elle s'estompait."
"Heureusement, cette rémanence est si brillante que nous continuerons à étudier son émission radio pendant des mois et peut-être des années à venir ».
oui
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