La rémanence des rayons X du GRB 080916C apparaît orange et jaune dans cette vue qui fusionne les images des télescopes ultra-violets / optiques et à rayons X de Swift. Crédit: NASA / Swift / Stefan Immler
Les chercheurs utilisant le télescope spatial à rayons gamma Fermi rapportent une explosion de rayons gamma qui emporte tout ce qu'ils ont vu auparavant. L'explosion, enregistrée l'automne dernier dans la constellation Carina, a libéré l'énergie de 9 000 supernovae.
L'effondrement d'étoiles très massives peut produire de violentes explosions, accompagnées de forts éclats de lumière gamma, qui sont parmi les événements les plus brillants de l'univers. Les sursauts gamma typiques émettent des photons avec des énergies comprises entre 10 kiloélectron volts et environ 1 mégaélectron volt. Des photons avec des énergies supérieures à des mégaélectrons volts ont été observés dans de très rares occasions, mais les distances jusqu'à leurs sources n'étaient pas connues. Un consortium de recherche international rapporte dans le numéro de cette semaine de la revue Science Express que le télescope spatial Fermi à rayons gamma a détecté des photons avec des énergies comprises entre 8 kiloélectrons volts et 13 gigaélectrons volts provenant de la salve de rayons gamma 080916C.
L'explosion, désignée GRB 080916C, s'est produite juste après minuit GMT le 16 septembre (19 h 13 le 15 dans l'est des États-Unis). Deux des instruments scientifiques de Fermi - le Large Area Telescope et le Gamma-ray Burst Monitor - ont simultanément enregistré l'événement. Ensemble, les deux instruments offrent une vue de l'émission des rayons gamma de l'explosion à partir d'énergies allant de 3 000 à plus de 5 milliards de fois celle de la lumière visible.
Une équipe dirigée par Jochen Greiner au Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics à Garching, en Allemagne, a établi que l'explosion s'était produite à 12,2 milliards d'années-lumière à l'aide du détecteur optique / proche infrarouge à rafale gamma (GROND) sur le 2,2 mètres (7,2 pieds) télescope à l'Observatoire européen austral à La Silla, Chili.
"C'était déjà une explosion passionnante", explique Julie McEnery, scientifique adjointe du projet Fermi au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Mais avec la distance de l'équipe GROND, cela est passé d'excitant à extraordinaire."
Les astronomes pensent que la plupart des explosions de rayons gamma se produisent lorsque des étoiles massives exotiques manquent de combustible nucléaire. Alors que le noyau d'une étoile s'effondre dans un trou noir, des jets de matière - alimentés par des processus encore mal compris - explosent vers l'extérieur à presque la vitesse de la lumière. Les jets ont percé tout le long de l'étoile qui s'effondre et se poursuivent dans l'espace, où ils interagissent avec le gaz précédemment libéré par l'étoile. Cela génère des reflets lumineux qui s'estompent avec le temps.
L'éclatement est non seulement spectaculaire mais aussi énigmatique: un curieux retard sépare ses émissions les plus énergétiques de ses plus faibles. Un tel décalage a été clairement vu dans une seule explosion antérieure, et les chercheurs ont plusieurs explications pour expliquer pourquoi il peut exister. Il est possible que les retards puissent être expliqués par la structure de cet environnement, les rayons gamma de basse et de haute énergie «provenant de différentes parties du jet ou créés par un mécanisme différent», a déclaré Peter Michelson, chercheur principal du Large Area Telescope. , professeur de physique à l'Université de Stanford affilié au Département de l'énergie.
Une autre théorie, beaucoup plus spéculative, suggère que les décalages temporels résultent peut-être non pas de quelque chose dans l'environnement autour du trou noir, mais du long voyage des rayons gamma du trou noir à nos télescopes. Si l'idée théorisée de la gravité quantique est correcte, alors à sa plus petite échelle, l'espace n'est pas un milieu lisse mais une mousse tumultueuse et bouillante de «mousse quantique». Les rayons gamma de faible énergie (et donc plus légers) voyageraient plus rapidement à travers cette mousse que les rayons gamma de plus haute énergie (et donc plus lourds). Au cours de 12,2 milliards d'années-lumière, ce très petit effet pourrait entraîner un retard important.
Les résultats de Fermi fournissent le test le plus solide à ce jour de la vitesse de cohérence de la lumière à ces énergies extrêmes. Alors que Fermi observe de plus en plus de sursauts gamma, les chercheurs peuvent rechercher des décalages temporels qui varient par rapport aux sursauts. Si l'effet de gravité quantique est présent, les décalages temporels devraient varier en fonction de la distance. Si l'environnement autour de l'origine de la rafale en est la cause, le décalage doit rester relativement constant, quelle que soit la distance à laquelle la rafale s'est produite.
«Cette rafale soulève toutes sortes de questions», dit Michelson. "Dans quelques années, nous aurons un assez bon échantillon de salves et nous aurons peut-être des réponses."
Source: Eurekalert
